通航信息_通航_通用航空_General Aviation

       作者：张腾 薛傅龙 王新宇 

       作者单位：北京航空航天大学通用航空产业研究中心

 

       近年来，大力发展航空应急救援已经成为我国社会的广泛共识，在航空应急救援标准规范制定、指挥架构建设、装备研发引进等方面我们都陆续取得了重要进展，但专业救援人才严重缺乏仍是制约我国航空应急救援行业发展的重要瓶颈。传统的航空应急救援实地训练存在着运营成本高、安全保障难度大、设备场地依赖性强等局限性。VR技术的出现与成熟，为培养航空应急救援专业人才提供了一种全新的训练途径。

 

 

       专业救援人才培养是航空应急救援体系建设中至关重要的一环。我国航空救援力量除军队以外，还有警用航空机队、交通运输部救助飞行队、森林消防局直升机支队和中国民用航空应急救援联盟等专业救援力量。然而，军队的主要职责是国防备战，较少开展航空应急救援专业训练；警用、森林消防、交通运输部等救援力量虽已初具规模，但其通用性不强；民营通航企业开展应急救援业务的数量不多，且受到运营成本的限制，很少能够自主组织开展专业化的航空应急救援训练，导致航空救援专业队伍数量少、人员技能水平参差不齐，很难保障救援质量与效率，这已成为制约我国航空应急救援行业进一步发展的关键问题之一。

 

       传统的基地化实战训练存在着诸多局限性：每次训练不仅需消耗大量人力物力，对场地保障要求高，难以保证救援场景的真实性，且存在安全隐患；常规化训练大多照本宣科，无法带给救援人员应有的紧迫感，训练效果一般。随着航空应急救援基地的不断建设与专业救援人才需求的不断递增，传统的训练模式过于单一，且弊端明显，满足不了航空应急救援日益发展的需求，亟需探索补充新的训练方式与途径，VR技术恰好可以解决这一问题，为航空应急救援人才培训注入新鲜活力，与传统训练模式相辅相成。

 

       VR技术，是利用计算机生产一种模拟环境的仿真技术。目前VR技术已广泛应用于教育训练、设计规划等方面。利用VR技术搭建各种不同虚拟救援场景，应用于救援队伍的日常培训与演练中，其优势主要在于以下几个方面：一是高沉浸而无安全隐患。虚拟训练环境在理想的情况下，可以达到高沉浸效果，受训者可以大胆尝试各种训练方案，不仅可以确保受训者的安全，还能避免事故隐患；二是低成本且可拓展。3D建模，无需搭建材料，可重复使用，对场地要求小，并可根据训练任务需求灵活配置，快速产出多情景的训练任务，拓展性强；三是自主可协同。受训者可跨越时间、地域的限制，可在任何时间、地点进入到相同的训练场景中进行训练，既可支持多单位协同训练，也支持多单位各自同时开展训练。

 

       VR技术在航空应急救援训练中的具体应用

 

       将VR技术应用于航空应急救援训练中，可覆盖指挥调度、现场指挥、分队/个体操作训练等各类训练需求，有利于提高救援队伍的综合实战能力。

 

       在专业技能训练方面，可利用VR技术对救援装备、场景进行虚拟化仿真，受训者通过操作虚拟模型、仪表进行训练，锻炼其操控、维修装备的技能；通过佩戴操作VR头盔、手套等交互设备，进行搜索营救、医疗救助、消防灭火等专业技能训练。以直升机应急救援智能虚拟现实训练系统为例，该训练系统是用于航空医疗过程中机组之间有效的协作和沟通，安全快速的完成各种紧急救援任务模拟训练系统。利用VR系统不仅可向人们展示简化的直升机飞行、人员操控模型，让更多人体验直升机的飞行操控，而且可进行辅助训练与综合演练，帮助救援人员更直观的学习、掌握救援过程中的注意事项、应急处理方法，同时构建综合演练情景任务，拓展多单位配合，仿真模拟陆空之间多单位配合大型演练的预演与测评。

 

       在非技能能力训练方面，虽然飞行、医护、救援等专业人员经过了严格的训练才能参与救援挽救生命。然而，即使这样，当他们面临自然灾害、消防救火、事故灾害等惨烈的救援现场时，也会被这种场景所震撼。如何缓解压力、保持有效沟通，在任何情况下都能做出正确的决策和判断显得尤为重要。受训者利用仿真系统、可穿戴的VR设备（VR眼镜、头盔、心理生理测量仪等设备），进行沉浸式训练，训练过程中采集分析受训者的心理、生理水平数据，强化受训者的非技能能力水平。例如，美国佛罗里达州的消防队曾配备了一件VR设备，模拟救火现场来训练消防队员。这款VR设备将训练设备与配备齐全的实验室连接起来，比如救援有脉搏、眨眼、呼吸和能回答问题的训练人体模型。当他们曾经经历过，在救援现场会更加冷静，做出更为准确的判断和决策。

 

       在指挥训练方面，将地震、消防灭火、交通事故等救援场景进行虚拟化仿真，通过调节参数设置模拟事故受灾情况，受训者根据所处场景的情况，自主选择相应的应急救援预案，有助于锻炼救援人员的决策分析能力与临场应变处置能力，以提高救援人员的指挥调度水平。

 

       仿真模拟研究对航空应急救援系统的数据积累与共享具有重要意义，它与通讯系统、基础设施建设与信息资源库建设等，都是构建航空应急救援区域指挥中心和各级指挥体系的重要基础。

 

 

       VR技术有望突破传统航空应急救援专业培训的瓶颈而成为人才培养的倍增器，它在专业技能、心理素质和指挥调度等方面的培训中都能发挥良好的效果。VR技术的应用对于推进我国航空应急救援人才培养、体系建设和行业发展具有重要作用。以VR技术作为传统培训系统的重要补充和技术升级，可考虑从以下几个方面进行推广与发展。

 

       第一，将VR技术应用于青少年航空应急救援科普教育活动。寓教于乐，针对大中小学生开发不同难度的航空应急救援竞赛与游戏,通过创新航空应急救援科普教育形式，以丰富生动的体验和参与，使青少年建立对航空应急救援的初步认知，激发其探索热情，为航空应急救援体系发展进行人才储备。

 

       第二，将VR技术应用于航空应急救援的专业预训与状态保持。以高仿真VR模拟航空应急救援在不同场景中的应用，详细设计航空救援实施中消防、搜救、医疗和转运中的应对细节及效果，锻炼人员的应急处置能力，开展航空应急救援人才的预选培训，对在VR培训中表现优秀的受训人员颁证并允许进入实战演练或参加救援行动；对因某种原因较长一段时间无法参与体能技术训练的人员，如因任务受伤等，可通过VR进行虚拟训练，保持其应急救援能力水平。

 

       第三，将VR技术应用于航空应急救援的综合演练与预案推演。预设海上、城市、森林等不同类型的救援场景，对飞行机组、医疗机组、搜救机组的救援能力与协同机制进行综合演练；同时按照应急预案规定的内容，各救援人员各司其职，完整地执行预案进行救援的全过程。还可以由系统操作人员设置干预因素，如设置一次“爆炸”，突然改变天气等，不仅可以训练救援人员对突发事件的反应和临场应变指挥能力，也可以检验应急预案是否合理完善。

 

       我国航空应急救援体系建设比国外晚了几十年，VR技术的应用有望在我国专业航空救援装备尚不充足、实际运行环境受空域等诸多限制的情况下，加速国内航空应急救援专业人员的培养并促进整个体系的建设与完善。VR技术依托航空应急救援的场景在青少年科普教育中发挥的作用，对我国航空事业和产业的长远发展具有深远意义。但目前VR技术还存在一定的局限性，如开发成本偏高、设备舒适性较差、力反馈缺陷、纱窗效应、眩晕等问题。未来随着这些制约性技术的进一步研发与成熟，VR+航空应急救援训练模式将得到大范围的推广与应用。