坦途·长安DVR安全教育虚拟体验系统是我公司联合长安大学电控学院共同研发设计的具有自主知识产权的交通建设施工安全教育系统，首次将VR技术应用于交通建设工程施工安全教育领域，并针对交通工程现场施工人员多的现状，实现了一对多体验，极大提高了安全教育的效率。

虚拟现实技术简称VR技术，是利用计算机模拟产生三维空间的虚拟世界，并可提供视觉、听觉、触觉等感官的模拟让用户获得身临其境感觉。当用户位置移动时，计算机中的虚拟现实软件可以立即进行复杂的运算，将不同视点的精准3D影像通过输出设备展示出来获得临场感。同时，也可以通过输入设备对虚拟世界进行交互操作。典型的虚拟现实系统组成如图1所示。

图1 典型的虚拟现实系统组成

由于交通建设工程施工单位的规模以及安全教育的实际需求不同，坦途长安DVR安全教育虚拟体验系统为了体现其移动化特点、提高利用率，选用集装箱活动房装载，体验模块和接待展示厅模块为基本单元，可以任意组合，基本的组合为：1个体验模块单元+1个接待展示厅模块单元。

接待展示厅由多点触控讲解系统、小型会议厅和展板组成。用于建筑施工人员参加安全教育虚拟体验之前的讲解和展示，结合音频解说和影像手段，让体验者了解DVR的操作方法，领略数字场馆的魅力。如图2所示。

多人体验子系统采用VR多人体验套装，多维度感官体验计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。全景图像经过特殊透视处理，立体感、沉浸感更强，观赏者可通过鼠标和手势等任意放大缩小、随意拖动，实现自由漫游。多人体验套装的动作追踪系统靠激光和光敏传感器配合来确定运动物体的位置，不但追踪精度高，而且理论上可以在规定范围内实现无限目标的空间定位，提升了用户体验。多人体验子系统如图3所示。

图2接待展示厅

图3多人体验系统

坦途·长安 DVR安全教育虚拟体验系统以住建部颁布的安全规范为标准，全面考量工地施工的安全隐患，以三维动态的形式全真模拟出工地施工真实场景和险情，实现施工安全教育交底和培训演练的目的，体验者可通过VR体验系统“亲历”施工过程中可能发生的各种危险场景，并掌握相应的防范知识及应急措施。

坦途·长安 DVR安全教育虚拟体验软件采用两级菜单结构，其中，主菜单为施工场景选择，由于本系统主要针对交通施工建设单位，施工场景现场有：桥梁施工场景、道路施工场景和隧道施工场景，共27个体验场景。结构框架如图4所示。

图4菜单软件结构图

 

 

桥梁施工事故体验场景

 

桥梁施工事故体验场景设定为：桥梁施工现场全景漫游、高空坠落体验、高空坠物体验、模板支架坍塌体验、桥梁火灾逃生体验、桥梁触电事故体验、吊篮载人事故体验、桥梁机事故体验、梁体运输事故体验、预应力张拉事故体验、桥梁浇筑爆模事故体验，共有11个场景，具体场景设计示例如下：

（1）桥梁施工现场全景漫游

仿真场景：模拟场景为典型桥梁施工现场。以全新的视角，身临其境般的直观感受，全方位展示施工现场。

  

（2）高空坠落事故场景体验

仿真场景：模拟在建筑场景中坠落失重体验、通过语音、特效、文字引导提示进行相应教育。

 

（3）物体打击事故场景体验

仿真场景：模拟基坑（槽）、边坡山坡、建筑物、构造物、堆置物、土石方等因设计、堆置、摆放或施工不合理、不正确，所发生倒塌造成伤害、伤亡事故的亲临体验。通过语音、特效、文字引导提示进行相应教育。

 

（4）模板、支架坍塌事故场景体验

仿真场景：在虚拟的VR建筑场景上由于起吊物件撞到支撑挂篮的千斤顶，导致挂篮整体翻坠导致多人死亡，多人受伤。让体验者身临其境的体验场景事故发生的冲击感。

  

（5）火灾逃生事故体验场景

仿真场景：模拟体验突发火灾，进行消防演练，通过语音、特效、文字引导，提示体验者发生火灾时，正确快速使用消防器材，引导其采取正确的逃生方法进而排除隐情，引起每个从业者的关注和重视。

（6）桥梁触电事故体验场景

仿真场景：人体接触带电设备外壳、裸露线头、带电导体，起重作业时吊臂等误触高压线或感应带电，触电后坠落，电灼伤等。通过语音、特效、文字引导提示，根据不同施工环境正确选择和使用安全电压，加强宣传教育。 

 

 

 

道路施工事故体验场景

道路施工事故体验场景定为：道路施工现场全景漫游、火灾逃生事故体验场景、机械伤害事故场景体验、机械触电事故场景体验、山体滑坡事故体验场景，共有5个场景，如下：

（1）道路施工现场全景漫游

仿真场景：模拟场景为典型道路施工现场场景。体验者身临其境般感受到整个施工现场在眼前，触手可及。

（2）火灾逃生事故体验场景

仿真场景：模拟场景为道路施工加工厂房，进行消防演练、体验突发火灾。通过语音、特效、文字引导提示，引导正确使用消防器材及应急处置措施，提高工作人员的安全意识。

（3）机械伤害事故场景体验

仿真场景：模拟场景为正在施工的施工路面现场，装载机驾驶员违规搭载多人，导致多人受伤体验。通过语音、特效、文字引导提示，激发了工人参加安全教育的兴趣，增强安全意识。

（4）机械触电事故场景体验

仿真场景：模拟在使用、维修机械设备和工具过程中引起的绞、碾、碰、割、戳、切、轧等伤害。通过语音、特效、文字引导提示，对机械设备要定期保养、维修，保持良好运行状态、经常进行安全检查和调试，消除机械设备的不安因素。

（5）山体滑坡事故体验场景

仿真场景：模拟场景为山地道路施工现场和雨天场景，体验者戴上VR眼镜后，能清楚的感受到落石击中安全帽的时，发出轻微的石头和金属的碰撞声；当落石击中没有带安全帽的工人时，展示人员击中头部严重受伤的场景。通过语音、特效、文字引导提示，身临其境的体验场景事故发生的失重体验。

隧道道路施工事故体验场景

 

隧道道路施工事故体验场景主要有：隧道施工现场全景漫游、隧道坍塌事故场景体验、隧道内瓦斯爆炸事故场景体验、机械伤害事故场景体验、隧道触电事故体验、 隧道突发涌水事故场景体验，孔口坠物事故体验、隧道开挖爆破场景漫游、混凝土喷射漫游、压入式通风事故漫游，共有11个场景，场景具体设计示例如下： 

（1）隧道施工现场全景漫游

仿真场景：模拟典型隧道施工现场模型，可以在各个空间领域的场景任意漫游，从任何角度观察。

（2）隧道坍塌事故场景体验

仿真场景：在虚拟的VR建筑场景上发生隧道坍塌，造成伤害、伤亡事故的亲临体验。通过语音、特效、文字引导提示切身体会，增加体验感。

（3）隧道内瓦斯爆炸事故场景体验

仿真场景：模拟隧道内瓦斯爆炸，导致碎物飞溅所造成的伤害，并深临其境的体验场景事故发生的冲击感。通过语音、特效、文字引导提示作业人员在规定的安全通道活动，加强安全教育。

（4）机械伤害事故场景体验 

仿真场景：模拟机械伤害现场，从各种角度观察使用机械设备和工具过程中造成的伤害体验。通过语音、特效、文字引导提示，对机械设备要定期保养、维修，消除机械设备的不安因素。

 （5）隧道触电事故场景体验

仿真场景：模拟由于电路出现问题照明灯熄灭，在检查电时路触碰断路线头发生触电事故。通过语音、特效、文字引导提示从业者注意安全。

（6）隧道突发涌水事故场景体验

仿真场景：在虚拟空间隧道突发涌水事故，体验突发涌水。通过语音、特效、文字引导提示发生涌水时如何正确的逃生及应急处置的有效措施，提高从业者的重视。

   

为了方便体验者，交互操作提供三套操作方案：（1）HTC VIVE手柄操作；（2）电脑菜单操作；（3）自然语音识别控制操作。以无手柄体验者依然可以操作体验所有模块。进入每个模块后，操作手柄根据操作对象的不同变成对应的形状。每个模块场景资源独立，场景之间切换及加载有加载动画。

 

坦途·长安 DVR安全教育虚拟体验系统优势： 

1.坦途·长安 DVR安全教育虚拟体验系统在全面而深入地分析桥梁、路面、路基和隧道施工安全特点的基础上，首次将VR技术应用于交通建设工程施工安全教育领域，以VR安全体验室取代传统的实体安全体验区，实现身临其境学习和掌握交通建设工程施工安全知识，对于提升企业竞争力、提高施工人员应急处置能力和安全意识、减少安全事故的发生，VR场景更加真实完整，体验感更强，安全教育效果更明显。 

2. 坦途·长安 DVR安全教育虚拟体验系统深入剖析了交通建设工程施工典型事故案例，选用的事故场景案例具有代表性，非常适合于桥梁、路面、路基和隧道施工企业进行全面的安全体验教育。 

3. 坦途·长安 DVR安全教育虚拟体验系统深入剖析了交通建设工程施工企业的实际需求，采用模块化设计并用标准集装箱房装载，便于企业从一个施工地点转运到另一个施工地点。 

4. 坦途·长安 DVR安全教育虚拟体验系统采用自主设计的振动台，使得振动体验更加真实。 

5. 坦途·长安 DVR安全教育虚拟体验系统占地面积小，与实体安全体验相比场地限制不再成为问题。 

6. 坦途·长安 DVR安全教育虚拟体验系统实现了一对多体验，对于交通工程施工现场人员多的施工单位，极大地提高了安全教育的效率。