北京排水集团是北京市国资委所属市政公用基础设施一级企业，是集排水和再生水投融资、规划设计、技术研发、工程建设、设施运营、装备制造于一体的综合环境服务企业。在北京地区，集团运营管理中心城区9923公里的排水及再生水管线、11座大型污水处理和再生水处理厂、102座雨污水泵站、5座大型污泥无害化处理设施，处理能力6128吨/日，每年可生产12亿立方米的高品质再生水。在多年的发展历程中，北京排水集团比肩国际先进水平，对标世界先进企业经营理念，积极落实政府部署和要求，推进能力增容、深化经营管理、提升产业协同、构建商业模式、加大市场开发和企业文化建设，首都水环境质量、水资源利用以及防汛保障工作得到了提质飞跃，水生态环境改善效果明显。

一、实施背景

从众多有限空间作业事故案例来看，人的不安全行为是造成事故的主要因素。针对有限空间作业危险较大、事故多发、后果严重等特点和当前安全培训的不足，北京排水集团紧紧抓住员工安全技能培训这个关键环节，依据法律法规，创新培训方式，运用虚拟现实（VR）技术构建了以“一窗口、两模式、两场景、三模块”为主要内容的有限空间作业安全培训系统，让员工沉浸虚拟空间，体验真实作业环境和真实操作流程，感受错误操作引发事故的冲击性后果，从源头上增强员工安全意识，从根本上提升员工作业技能，从本质上规范有限空间作业安全管理。该技术在安全培训中的应用具有提升培训效果、节约时间和成本、增强安全可靠性以及丰富课堂教学形式等特点，从而使授课更轻松、培训更高效、实训更便捷、体验更真实，为提高有限空间作业安全培训效果提供了新途径。

二、主要做法和核心特征

（一）主要做法

北京排水集团将虚拟现实技术应用于安全培训领域过程中，以应急管理部发布的《有限空间作业安全指导手册》和北京市地方标准《有限空间作业安全技术规范》（DB11/T 852—2019）为开发设计主要依据，基于3D MAX、PhtotoShop、MySQL、JAVA、Unity多种平台技术的融合开发了构建了有限空间作业虚拟现实（VR）安全培训系统。该系统以“一窗口、两模式、两场景、三模块”为主要内容的，设置2个版本（手柄版、数据手套版）。其中，数据手套版本为升级版，实现了通过数据手套在虚拟场景中实现移动、抓取、旋转等实用性的功能，为操作人员提供了一种更加真实自然的三维交互手段。

该系统主要内容：

“一窗口”主要集中展示北京排水集团整体情况和安全文化，同时用于普及有限空间作业安全基础知识。

“两场景”包括管道清淤作业虚拟场景和再生厂格栅维修有限空间作业虚拟场景，涵盖了北京排水集团有限空间作业的主要范围；两模式为练习模式和考核模式，既可以模拟训练，又可以量化考核。

“三模块”包括气体检测、下井作业、应急救援，培训内容涉及到有限空间作业安全的方方面面。此系统既有宣传教育的功能，又覆盖了全部作业环节，经过练习和考核合格的学员，可确保掌握有限空间作业所有岗位的安全操作，达到上岗安全作业的要求。

（二）核心特征

1、先进性

该系统主要应用虚拟现实技术，与传统模拟技术相比，将模拟环境、视景系统和仿真系统合三为一，并利用头盔显示器、定位系统、数据手套等传感装置实现交互操作。虚拟现实技术的特点在于计算机产生一种人为虚拟的环境，而虚拟环境是通过计算机图形构成的三维数字模型，并编制到计算机中去生成一个以视觉感受为主的人工环境，从而在视觉上产生一种沉浸于这个环境的感觉，可以直接观察、操作、触摸，检测周围环境及事物的内在变化，并能与之发生“交互”作用，使人和计算机很好地“融为一体”，给人一种“身临其境”的感觉。

2、全面性

方式上，既有有限空间作业安全基础知识动画介绍，还有虚拟作业场景沉浸式体验。

模式上，既有丰富引导功能的练习模式，还有严谨评判功能的考核模式。

内容上，既有气体检测、下井作业常规作业流程体验，还有发生事故后如何应急救援的体验。

感官上，既有设备真实声音的体验，还有高处坠落、中毒窒息、火灾爆炸等后果的冲击性体验。

3、专业性

整个系统是以标准规范为主要依据进行开发设计。如检测仪预警值和报警值设置、“1-8-1”检测点设置、作业级别判定、呼吸器面罩气密性检查、气瓶压力和报警哨检查等均可通过系统进行模拟操作。

4、智能性

系统拥有自动语音提示、自动考核统计、自动数据分析三大功能。自动语音提示功能是指在体验者不知如何进行下一步操作情况下，系统可以提示如何正确操作；自动考核统计功能是指每一个模块体验结束后，系统会自动评判操作得分，并显示错误点；自动数据分析功能是指系统能分析体验者用时情况，错误点集中在哪方面等。

北京排水集团历时2年，引入数据手套升级了有限空间作业安全虚拟现实培训系统。目前，培训系统已获得国家版权局颁发的计算机软件著作权登记证书，同时也正式上线运行。本系统已在集团15家下属单位进行了巡回体验培训，并先后在科博会、全国安全生产咨询日等进行了经验推广，获得了领导、广大职工和市民的广泛好评。此外，已在北京城市排水集团技术培训中心部署应用，进一步服务于北京地区生产经营单位有限空间作业安全培训。