虛擬現實(shí)技術(shù)在煤礦安全工程的應用論文

　　摘要：簡(jiǎn)單敘述了虛擬現實(shí)這項技術(shù)，研究了虛擬現實(shí)技術(shù)在煤礦安全工程中可應用的領(lǐng)域，提出安全工程可以通過(guò)虛擬現實(shí)技術(shù)來(lái)實(shí)現，隨后分析了該安全工程的虛擬現實(shí)系統結構。

　　關(guān)鍵詞：虛擬現實(shí)技術(shù)；煤礦安全工程

　　1虛擬現實(shí)的概述

　　虛擬現實(shí)技術(shù)主要立足于人機交互的形式，通過(guò)計算機技術(shù)的有效應用來(lái)促進(jìn)計算機可操作性水平的綜合提升。在虛擬現實(shí)技術(shù)應用的過(guò)程之中，相關(guān)的操作人員必須要實(shí)現計算機圖形系統以及各種顯示器的高效控制以及綜合應用，在計算機上直接形成相互交互的三維環(huán)境。由此可以看出，虛擬現實(shí)技術(shù)的想象力，交互性以及沉浸感相對比較強，隨著(zhù)計算機技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬現實(shí)技術(shù)的內容以及形式越來(lái)越復雜。虛擬現實(shí)技術(shù)是一個(gè)綜合性相對比較強的應用技術(shù)，大部分的研究?jì)热菀约瓣P(guān)鍵技術(shù)，主要由以下幾點(diǎn)為主：作為虛擬環(huán)境介質(zhì)中的重要組成部分以及關(guān)鍵，核心環(huán)境建模主要以三維環(huán)境的三維數據獲取為立足點(diǎn)，嚴格按照不同運動(dòng)的實(shí)質(zhì)需求積極地獲取三維數據構建的具體模型。其次是立體聲合成以及立體顯示技術(shù)，虛擬現實(shí)技術(shù)的應用必須要以系統的框架為基礎，在聲音消除以及用戶(hù)頭部運動(dòng)的過(guò)程之中，兩者之間的相關(guān)性是專(zhuān)家研究的重點(diǎn)以及基礎。在面臨不同復雜情境的過(guò)程之中，相關(guān)的管理工作人員必須要立足于計算機圖形學(xué)研究的現實(shí)表現，分析不同技術(shù)的具體要求以及相關(guān)的內容。再次是觸覺(jué)反饋，在研究力學(xué)反饋裝置的過(guò)程之中，工作人員所面臨的工作壓力較大，相關(guān)的技術(shù)人員除了需要解決高精度裝置中的高成本以及大重量之外，還需要積極地分析兩者之間的相關(guān)性。另外交互技術(shù)以及系統集成技術(shù)也是以及核心內容，在計算機圖形學(xué)研究的過(guò)程之中三維交互技術(shù)十分重要，系統集成技術(shù)主要包括同步技術(shù)、數據轉換以及合成技術(shù)和識別技術(shù)�？偟膩�(lái)看，虛擬現實(shí)技術(shù)具有信息化、集成化的特點(diǎn)，這符合復雜多元的煤礦安全工程的實(shí)際需求，能夠突破時(shí)間和空間的限制，對各類(lèi)真實(shí)情景進(jìn)行預測和分析，促進(jìn)問(wèn)題的高效解決[1]。

　　2虛擬現實(shí)技術(shù)在煤礦安全工程中應用的領(lǐng)域

　　通過(guò)對虛擬現實(shí)技術(shù)特點(diǎn)的深入分析以及研究可以看出，在煤礦安全工程生產(chǎn)的過(guò)程之中，虛擬現實(shí)技術(shù)所發(fā)揮的作用不可小覷。首先，虛擬現實(shí)技術(shù)可以通過(guò)科學(xué)的研究實(shí)驗以及計算機模擬的形式來(lái)真實(shí)地再現整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，為了獲得科學(xué)安全的研究成果，工作人員必須要采取直觀(guān)化的形式來(lái)進(jìn)行有效地展現虛擬現實(shí)技術(shù)，實(shí)現可視化技術(shù)與多媒體技術(shù)之間的有效組合，營(yíng)造一種真實(shí)虛擬的環(huán)境，保障研究板塊之間的合理性以及互動(dòng)性，避免不同板塊過(guò)于獨立。操作人員也可以采取集中展現的形式完整地呈現整個(gè)立體效果，采取人機交互的形式對最終的表示結果進(jìn)行有效的控制，通過(guò)改變具體的動(dòng)態(tài)來(lái)了解最終的計算結果。其次是安全性能上的設計，對于煤礦安全產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，在實(shí)踐運作的過(guò)程之中必須要以提高自身的安全性為核心，在產(chǎn)品未生產(chǎn)之前人們無(wú)法感受產(chǎn)品的真實(shí)安全性，虛擬現實(shí)技術(shù)則能夠為用戶(hù)提供提前預知的機會(huì )，讓消費者能夠進(jìn)行提前的感知。虛擬現實(shí)技術(shù)可以通過(guò)模擬的形式來(lái)積極地提供一種虛擬的真實(shí)產(chǎn)品模型，讓使用者以及設計者在產(chǎn)品生產(chǎn)之前就能夠輕松地感受到產(chǎn)品的具體性能以及安全特點(diǎn)，這一點(diǎn)不僅能夠為設計者提供真實(shí)可靠的依據，還能夠幫助消費者進(jìn)行準確真實(shí)的判斷[2]。再次是救災指揮決策，在煤礦產(chǎn)生安全事故之前，工作人員可以利用虛擬現實(shí)技術(shù)及時(shí)地了解現場(chǎng)事故的具體情況，另一方面該技術(shù)還能夠及時(shí)預測事故可能發(fā)展的趨勢，通過(guò)遠程操控的形式來(lái)積極地實(shí)現與其他模擬器數據線(xiàn)的有效結合。工作人員可以利用虛擬現實(shí)技術(shù)來(lái)對可能發(fā)生的事故進(jìn)行有效的模擬，真正地為限時(shí)訓練工作以及演練工作提供有效的依據。除此之外，技術(shù)操作人員可以嚴格按照不同事故產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)原因，在某一個(gè)區域之內建造事故模擬以及訓練的訓練技術(shù)系統，讓工作人員能夠在具體情景感知的過(guò)程之中，積極地接受后續的教育以及實(shí)踐，不斷地在操作訓練之中提高個(gè)人的事故處理能力，更好地保障自身的戰斗力以及操作水平，從而符合工作的現實(shí)需求。

　　3安全工程虛擬現實(shí)系統結構

　　煤礦安全工程，所涉及的內容以及范圍相對比較復雜，工作人員必須要對不同領(lǐng)域之中安全工程虛擬現實(shí)系統的具體側重點(diǎn)進(jìn)行主動(dòng)的分析以及研究。其中使用者可以通過(guò)外圍設備系統，利用計算機系統之中的相關(guān)設備了解具體的操作技巧，除了這一點(diǎn)之外，該技術(shù)還能實(shí)現實(shí)時(shí)操控環(huán)節之間的有機組合，其中用戶(hù)可以利用鼠標直接在這個(gè)界面進(jìn)行相應的操作，控制工作人員可以結合工作面之中的具體應用情況進(jìn)行移動(dòng)以及篩選。為了能夠真正地實(shí)現不同環(huán)節之間的緊密互動(dòng)以及聯(lián)系和配合，工作人員需要積極地構建虛擬現實(shí)信息系統，明確煤礦安全生產(chǎn)的具體運作要求，分析煤礦安全工程的相關(guān)環(huán)節以及內容，積極地選擇針對性的解決策略，保障整個(gè)煤礦工程的安全性以及合理性�？偠�言之，該技術(shù)能夠實(shí)現不同生產(chǎn)環(huán)節之間的緊密聯(lián)系，為工作人員提供更多真實(shí)可靠的依據，更好地促進(jìn)生產(chǎn)以及管理資源的合理配置和利用。如果站在微觀(guān)的角度對安全工程虛擬現實(shí)系統結構進(jìn)行分析，那么具體的側重點(diǎn)差異較大并且煤礦安全工程的工作環(huán)節較為復雜且涉及面很廣。比如工作面火災的虛擬現實(shí)技術(shù)需要考慮兩個(gè)方面。其一是工作面內部結構模型的可靠性和真實(shí)性，其二是火災模擬的真實(shí)度。該系統主要包括一套外圍設備、兩個(gè)接口以及兩個(gè)模型。具體為虛擬現實(shí)外圍設備系統，外圍設備以及兩個(gè)模型接口，三維模型云頂以及控制接口，火焰模型系統以及火災煙氣，工作面真實(shí)感三維立體模型系統。在外圍設備系統操作的過(guò)程中，技術(shù)工作人員需要結合計算機系統的運作條件，利用外圍設備實(shí)現與其他環(huán)節的聯(lián)系和互動(dòng)，比如操作員可以利用三維模型接口程序控制工作面以及火災的實(shí)際情況，以此來(lái)加強對鼠標以及其他配件的操作和控制。在建立相關(guān)程序時(shí)，因為火災模型以及工作面模型比較復雜和多元，因此需要運用三維處理程序來(lái)運作，以此來(lái)提高立體感和真實(shí)度。在獲得最終的操作結果之后，操作員可以利用虛擬現實(shí)外圍設備系統直接將結果輸出到外圍設備中，比如顯示器以及熒幕、投影。用戶(hù)在操作整個(gè)界面的過(guò)程中可以利用以鼠標為主的外圍設備，操作員則可以直接漫游于工作面，比如長(cháng)按鼠標的右鍵并且水平移動(dòng)就可以直接控制整個(gè)工作面的水平變換，長(cháng)按鼠標的左鍵，根據工作需要移動(dòng)位置便可以控制整個(gè)界面的運動(dòng)方向。這種簡(jiǎn)單易操作的界面設置和框架設計能夠為用戶(hù)提供更多的便利。

　　參考文獻

　　[1]王兵建，周心權，張亞偉，等.虛擬現實(shí)在煤礦重大事故調查分析中的應用[J].煤礦安全，2006（9）：11-12.

　　[2]陳福,傅貴,李東玉.虛擬現實(shí)技術(shù)在礦井瓦斯爆炸模擬中的應用[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2003（3）：23-24.

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