基于VR技术的东保卫煤矿综采及安全培训交互设计

• 作 者: 王子骞
• 出 处: 贵州大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 东保卫 煤矿综采 安全培训 虚拟现实 模型

目前,煤矿井下综采和安全培训工作,一般是通过文字、二维图纸的作业培训和安全培训完成。在这样的培训模式下,井下作业工人对于矿井下的实际工况、设备的运转、井下应急安全的处理,无法建立直观的感受,也就难于达到预期的培训目的。采用基于VR技术的煤矿综采和安全培训,可以充分发挥VR技术的沉浸感、交互性、构想性三大特点,使得被培训人员更加直观、更加便捷、更加高效地熟悉井下情况和提升应急安全处理的能力。培训人员在煤矿井下综采和安全培训的过程中,全部是通过视觉获得最为直观的学习效果,整个培训过程又因为VR技术的虚拟性,没有任何安全隐患,也大大降低了实地培训的设备损耗和现场维护费用。本文以此为出发点,针对东保卫煤矿综采及安全培训个案,开展了如下的研究工作:首先,从建构主义学习理论、学习迁移理论、心流理论三个方面,构建了VR技术在煤矿综采及安全培训中运用的理论基础。其次,对现有的煤矿综采及安全培训进行了典型问题分析,从技术、经济、社会三方面分析了基于VR技术的煤矿综采及安全培训平台设计工作的可行性,对基于VR技术的煤矿综采及安全培训平台进行了体系结构设计和功能模块的框架设计。再次,对双鸭山东保卫煤矿综采及安全培训现状进行了分析。在需求分析中,从总体需求、软件需求、硬件需求、功能需求、非功能需求五个方面展开了分析,进而完成了东保卫个案的界面设计。最后,对东保卫个案设计的开发工具进行了选择,包括3ds Max、Unitiy 3D、HTC Vive头显。从工作面支架、运输斜巷、回风斜巷三个方面给出了本文VR虚拟场景的建模结果。对采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、皮带运输机、其它设备进行了VR建模。针对东保卫老员工和新进员工展开了综采过程和安全培训的VR测试,其结果都证明了本文构建的VR系统带来了设备操作、场景体验、安全培训等方面的明显提升。