元宇宙技术在大型应急救援演练中的应用

陈德辉

      近年来，随着自然灾害、重特大安全事故频发，严重影响了人民群众的生命、财产安全，迫切需要提升职能部门、救援机构、民众等的应急救援能力，组织开展有针对性的应急救援演练，可以很好的提升救援能力；但大型的应急演练实地演练，耗时耗力，协同配合不理想，演练效果不佳，通过运用元宇宙技术，可以大大提升演练效果。
      基于元宇宙技术提升应急救援能力的实施细节可分为以下四个阶段：
一、需求分析与场景设计       
1、风险场景建模  
       通过VR/AR、数字孪生、多模态感知设备等技术（激光雷达、物联网传感器）构建灾害场景的三维虚拟模型，包含建筑结构、疏散通道、危险源分布等关键信息。例如矿山应急演练中需模拟瓦斯泄漏、坍塌等复杂场景，城市火灾演练需还原高层建筑内部结构与人员分布。  
       根据应急预案划分指挥组、疏散组、救援组等职能小组，通过虚拟身份系统实现角色切换。
  二、技术架构搭建
1、虚实融合系统  
   构建"数字孪生+实时渲染"双引擎架构：  
   物理层：部署物联网传感器采集真实环境数据（温度、烟雾浓度等）  
   虚拟层：通过VR/AR设备实现720°沉浸式体验，支持多终端（PC/移动端/MR眼镜）接入  
   - 交互层：集成手势识别、语音交互等自然交互技术，提升操作真实性  
2、智能决策支持系统  
   部署AI评估引擎，实时分析演练数据：  
   - 行为分析：通过计算机视觉监测疏散路线选择、防护装备佩戴等操作规范性  
   - 风险预测：基于历史数据构建灾害演化模型，提供最优疏散路径建议  
   - 情景回放：支持演练过程4D时空回溯，便于复盘整改  
三、实施流程
1、沉浸式演练执行
   - 预警阶段：通过虚拟广播系统触发警报，同步展示灾害发展动态（如火势蔓延速度、烟雾扩散路径）  
   - 应急阶段：  
     - 指挥组：在元宇宙指挥中心调用无人机航拍、智能机器人等虚拟救援资源  
     - 疏散组：利用AR导航标识快速定位安全出口，处理"宠物滞留""孕妇转移"等复杂情况  
     - 后勤组：通过区块链技术实现物资调配的透明化与可追溯  
   - 复盘阶段：自动生成包含疏散时间、伤亡率等30+项指标的评估报告  
2、多维度能力培养  
   - 专业技能：通过虚拟现实技术重复练习破拆、心肺复苏等操作，降低实操风险  
   - 协同能力：跨地域团队在元宇宙空间同步开展决策推演，提升联动作战能力  
   - 心理素质：模拟爆炸、坍塌等极端场景，增强应急心理承受力  
四、效果评估与迭代
1、多维评估体系  
   采用合适的评估模型，结合AI自动评分与专家人工评审。  
2、系统持续优化  
   - 数据驱动：将演练数据反哺数字孪生模型，优化灾害演化算法  
   - 技术迭代：定期升级VR设备分辨率至4K/8K，引入脑机接口技术提升交互自然度  
   - 标准共建：制定《元宇宙应急演练技术规范》等团体标准，推动跨部门协同  
3、实施效益
- 效率提升：据有关数据演练显示，元宇宙使演练效率提升40%，资源调配响应时间缩短至3分钟  
- 成本节约：虚拟场景替代实体搭建，单次演练成本降低65%  
- 能力增强：矿山应急演练中，受训人员复杂场景处置能力提升58%