VR隐患认知模拟实验研究

1 隐患认知评估

工业事故的发生源于工业领域的隐患，所有发生的事故都是各类事故隐患的必然结果，隐患的及时发现是应急处置的第一步。培养员工对隐患的感知、辨别能力才能避免更多事故的发生以及事故的扩大。然而各类静态和动态隐患几乎很难重复再现，且搭建生产现场各类危害或隐患的物理模型虽然比较直观但是需要耗费大量成本，因此利用虚拟现实技术开展人员隐患认知评估能够最大程度的降低成本和风险，提高评估效率。

进入场景后，训练者通过在场景里走动，寻找不同的隐患点。实验中人员可以通过操作手柄，对潜在风险进行标记，参与人员可以组成队伍，协同进行，图3-1为VR场景部分隐患图。

图3-1 VR场景部分隐患

人员风险识别水平主要由两方面进行评估，一是隐患识别数量，二是隐患识别率。使用公式(1)评估人员的隐患识别率：

实验共招募54名志愿者，包括25名男生和29名女生，均为中国石油大学（华东）安全工程专业在校生。随机将志愿者分为两组，A组通过平面图片进行隐患识别，B组在VR系统中进行隐患识别，开展对照试验。

A、B组识别的隐患数量及隐患识别率如图2所示。图片隐患认知数量显著高于VR场景下认知数量。图片隐患识别数量245，人均识别数量7.66，方差5.04，VR场景中隐患识别数量175，人均识别数量5.47，方差6.75，相比之下抽象的图片隐患更容易被识别。真实环境下的隐患具有更多隐蔽性，真实环境中的隐患相对更难识别和认知，说明VR场景更能准确还原真实环境中的隐患情况，提供更好的隐患认知评估效果。

此外，轨迹记录功能可以实现实验人员在VR模拟测试系统中的行动轨迹输出，测试完毕后及时反馈，还原实验人员在模拟作业区域内的行走路线，如图3所示。

在单人实验中，多名实验者同时处于同一虚拟场景内，但彼此没有交流，单独行动。可以看出单人实验中轨迹间存在交叉现象，若隐患由于位置等原因不易发现，则会造成遗漏，降低识别效率。当以团队形式进行时，三人的轨迹大致相同，在同一位置组员可以相互沟通，尽可能识别多数隐患，提高效率。