2023年国家消防救援局消防救援科技创新奖技术创新三等奖—火灾事故调查虚拟现实训练系统应用研究

火调工作是一项实践性很强的技术工作，以往开展火调业务培训存在诸多难题。如，真实火场无法长期保留用于教学，真火燃烧打造现场成本过高，理论教学枯燥泛味，案例教学不够全面直观等。这些问题始终制约着我国火灾调查人才队伍的发展壮大。为解决这个难题，我们将最新的虚拟现实VR技术应用到火调业务培训领域。依托消防救援局科研计划项目“火灾事故调查虚拟现实训练系统应用研究”（项目编号：2019XFCX41）研发了火灾调查虚拟现实训练系统，创新将 VR 技术应用于火灾事故调查培训中，以典型的住宅火灾事故调查案例为蓝本，构建了要素齐全、界面友好、互动方便的线上实训平台，为火灾事故调查培训提供了全新模式。

系统以火灾调查业务培训需求为导向，针对调查前准备、调查询问、现场勘验等火灾调查的核心流程，开展火灾现场3D重构、火灾现场物证逻辑关联、多媒体交互和虚拟现实实训考评等关键技术研究，研发了我国首套火灾事故调查虚拟现实训练系统，实现了随时随地的实景化火灾调查培训和量化考评。

本系统将 VR 技术应用到火灾事故调查培训中，利用计算机构建产生一个三维空间的虚拟世界，重现一个“要素齐全”的火灾现场，提供学员关于火灾现场的视觉、听觉等感官模拟以及可以多次进入的火灾调查全流程“沉浸式教学环境”，在三维虚拟火灾事故场景中进行交互、学习操作、反馈。

火灾现场3D重构：为了确保沉浸式教学的优势，实训系统高度还原了火灾现场，体现出火灾现场物体的不规则性、烟熏痕迹以及物体的炭化、灰化细节等特点。

火灾现场物证逻辑关联：火灾现场物证之间在空间、时间上均具有一定的逻辑关系，这些内容在剧本设计阶段进行了仔细的考量，物证逻辑关联贯穿整个火灾调查流程，并通过编程予以实现。

火调人员富媒体交互：火调人员需要与火灾场景中人员、物品进行交互操作，包括询问对话、保存笔录、视频提取、照相取证、现场扒掘、物证提取和送检等，这些交互过程及结果对调查质量和起火原因分析具有重要的影响。

虚拟现实实训考评系统：在设计开放性虚拟场景时，将不同行为之间的因果关系以及每个行为对火灾调查的重要性进行量化，建立考评系统，实现系统自动评分、数据实时传输、结果统计分析，确保火灾调查教学环节形成闭环管理。

火灾调查虚拟现实训练系统主要技术参数如下：

系统研发完成以来，已在上海、重庆、湖南、江苏、山东、浙江等总队比武练兵中实际应用，获得一致好评。除总队级比武练兵外，系统还在上海、浙江、江苏、四川、湖南、山东、山西、甘肃、宁夏等40多个支队级单位实际应用部署。