知感XR应用成果转化案例：VR燃气调压教学系统
一、背景介绍
为贯彻落实《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》精神，根据教育部《教育信息化2.0行动计划）》（教技[2018]6号）等要求，本着“虚实结合、相互补充、能实不虚”的原则，为实现“高成本、高难度、高危险”的真实实训难以完成的教学任务，开展安全、可靠、经济的实训项目。知感科技联合北京劳动保障职业学院共同探索虚拟实训教学项目的开发和新时代技能人才的培养，本项目所应用的知感XR实训技术是以市政管理专业燃气检修实操流程和故障检修标准为基础，结合了最新的VR技术开发的整套燃气调压VR实训课件，填补了VR在市政管理和燃气维修专业应用的空白。
北京劳保学院是以高等职业教育为主，同时开展继续教育、技能培训与鉴定、留学生教育等类型教育服务，是全国唯一一所同时拥有国家级高技能人才培训基地和国家级专业技术人员继续教育基地的高等职业院校，通过引入知感科技XR虚拟教学技术，在教育信息化2.0时代的背景下迈上了一个新的台阶。
北京劳保学院受限于实训场地、实训条件与安全等因素，很多燃气相关的实训教学不能进行实际操作，单纯的进行理论学习效果不佳，每节课都进行实操又耗费资源又不安全。从理论与实践结合教学出发，实现教育信息化，通过XR虚拟现实的燃气调压教学系统进行虚拟的燃气调压流程学习，将XR虚拟现实技术引进课堂，节约成本，保证学生安全，有效辅助教学与实训，提升教学质量和效果，培养新一代高技能人才。
二、系统介绍
知感科技根据劳保学院在市政管燃气检修方面的课程需求，定制打造的VR燃气调压教学系统能够让学生在虚拟的世界中进行燃气调压各流程的系统学习与实训，包括常规调压操作流程学习、倒台操作流程学习、清理操作流程学习等系统性流程学习与实操。在此基础上，还包含了环境认知功能，学生能够自由漫游并在与任意重要器件交互时看到其名称与功能作用等信息。
VR燃气调压教学系统包含三大模块，分别是环境认知模块、常规调压模块、特殊情况处理模块。其中特殊情况处理模块中包含倒台操作与清理操作两大实训流程学习内容。
1. 环境认知模块
环境认知模块是学生对燃气设备中的各个部件践行学习、认知、熟悉的学习内容，学生通过虚拟手柄触碰即可看到该部件的名称与作用，直观方便。主要认知内容包括：
【阀门】：调压器前后需要设置阀门，当调压器、过滤器检修或发生故障时，可以将前后阀门关闭以切断燃气。
【过滤器】：调压器前需要安装过滤器，其主要类型有填料式过滤器和离心式过滤器。
【调压器】：调压器是调压站中的核心设备，其作用是将燃气压力从入口时的较高压力调节到需要的出口压力，并能根据用户的流量和上游压力等因素维持调压器出口压力稳定。
【安全阀】：燃气切断阀应安装在调压器的前方，而取压管连接在调压器的出口处，安全切断阀的切断压力比安全放散压力略高。
【旁通管】：燃气通过旁通管向用户供气时，管网的压力和流量由旁通管上的阀门来手动控制，一般高压调压装置在旁通管上设置两道阀门，中压调压装置在旁通管上设置一道阀门。
【测量仪表】：调压器在运行过程中需要设置各种测量仪表以监视调压器是否工作正常。通常在调压器的入口安装指示式压力计，出口安装自记式压力计，自动记录调压器出口瞬时压力，以便监视调压器的工作状态。
2. 常规调压模块
【常规调压】模块是学生对燃气调压操作步骤学习和实训的学习实操内容，学生可通过虚拟手柄上的任务提示板上完成一个个任务，从而完成完整的常规调压的操作流程。
燃气进入调压站后，首先进行入口压力和温度监测，依次通过过滤器、流量计后进入调压器进行降压，将调压器出口压力调节到用户侧需要的压力，并使用自动压力记录仪对出口压力进行监测，将符合需求的燃气输送到用户。
燃气在输配过程中的输配管网分为不同的压力等级，由于输配系统中上游压力较高而用户侧需要的压力较低，需要将燃气从中高压管线经过调压器降压稳压后才能供给用户使用，在此过程中需要保持供应到用户侧的燃气压力不随用气量和上游压力变化而产生剧烈的波动，对于城镇居民的区域供燃气而言，一般会将一定范围内的小区划分到一个区域，在此区域内设置调压站，保障区域内用户侧的供气安全稳定。
3. 特殊情况处理模块
在燃气调压的过程中不免会发生特殊的情况，那么遇到特殊情况时如何处理是学生必须掌握的。所以加入了特殊情况处理模块，特殊情况处理模块是学生对燃气调压时发生的特殊情况进行处理的操作步骤学习和实训的学习实操内容，学生可通过虚拟手柄上的任务提示板上完成一个个任务，从而完成完整的操作流程。特殊情况处理模块可选择【倒台】和【清理过滤器】两种情况。
总 结：
知感VR燃气调压教学系统是一套用于燃气调压设备VR虚拟的实操和实训，它基于场景化培训理论，结合先进VR沉浸式交互技术，针对燃气行业的技能培训，构建了一套技能培训体系。它能够让多人在同一现场环境下，在虚拟的工作环境中进行调压设备结构、原理及检修步骤的学习与考核。
知感VR燃气调压教学系统可以非常轻松地让学员安全快速的融入燃气检修的实训操作环境，大大降低了实训设备的投入，降低教育成本，提供了教学效率和安全保障，而且也规范生产操作流程，因此知感VR实训技术是以教育信息化2.0为目标，结合虚拟现实实训功能拓宽了教师的教学方式，推动学院内部教学水平，提升了学生的学习质量，激发学习兴趣，进而成就更多社会高技能人才。
以下是知感VR燃气调压教学系统的部分录屏，欢迎点击播放。
