一、课题来源与背景； 近年来，少年儿童因乘梯出现意外造成伤害的案例屡见报端，为提高广大少年儿童的安全意识，增强未成年人自我保护能力，各地方政府都会在“质量月”期间开展“电梯安全宣传周”活动。但电梯安全使用常识和法规的宣传力度远远不够，除了专业人员外，对电梯知识了解的人很少。国家质检总局在全国范围内与各级政府共同组织了特种设备安全教育进社区、进校园宣传活动。各类宣传活动受制于空间和时间限制，大部分人员对电梯知识知之甚少。《电梯VR安全教育宣传系统》是在虚拟环境中通过参与者互动，真实感受电梯的空间结构和工作原理，变抽象为真实，增加乐趣、参与度。通过三维模型建立、干涉检测、动画渲染、算法优化等完成VR初始模型，根据宣传活动需要利用爆炸、拆装等功能进行完善，完成VR电梯场景和模型的开发。借助HTC VIVE等VR眼镜，以三维视角对电梯模型进行观察分析和学习，科技感、代入感十足。所以《电梯VR安全教育宣传系统》具有良好的推广前景。 特种设备安全是安全生产的底线，是人民安全舒适生活的保障，广东省特种设备检测研究院中山检测院为切实提高群众安全防范意识，从源头上降低安全风险事故，通过“三进”宣传，借助《电梯VR安全教育宣传系统》营造丰富乐趣的宣传氛围。

    二、技术原理及性能指标： 技术原理：1、3DS MAX软件制作虚拟环境屮的三维模型，并且通过网格细分算法实现较低内存情况下渲染高精度模型。2、基于Unreal Eginc4引擎技术的电梯安全教育虚拟现实应用设计及实现，研究包括基于UE4引擎在HE4 引擎在HRRC Vive 头戴显示器上的开发，并研究虚拟现实应用的交互性、功能性、沉浸感。3、根据应用的功能和框架设计进行交互设计，主要的交互设计有角色移助、碰撞检测、用户与虚拟按钮 间的交互、虚拟场景的反馈等。4、使用UE4的Blueprint进行编程，基于UF4引擎的光照、材质、UI、特效等功能模拟电梯场景。

    三、技术的创造性与先进性； 1.虚拟场景搭建和垂直式电梯仿真。通过网格细分算法解决了模型进度较高，渲染过程损耗内存较多的问题，以及借助UE4的BluePrint工具编程实现系统的业务逻辑和交互功能。 2.虚拟环境中的人机交互设计和开发。根据应用的功能设计进行人机交互开发，包括角色移动（基于Lighthouse技术的漫游模式以及改进的瞬移技术）。同时包括虚拟场景中的碰撞检测、虚拟抓取、虚拟按钮交互和场景重建技术。 3.虚拟环境下的电梯基本结构及运行原理的展示及分析。对电梯基本机构的部分零部件进行仿真，在虚拟场景中进行展示，通过三维动画、语音介绍的方式讲解各结构的功能原理。 4.打破传统电梯安全教育宣传活动的弊端，在虚拟环境下通过参与者互动，真实感受电梯的空间结构及工作原理，变抽象为真实，增加乐趣和参与度。

    四、技术的成熟程度、适用范围和安全性： 《电梯VR安全教育宣传系统》是一个基于Unreal Engine4引擎开发，用于电梯安全知识宣传活动的VR应用；该系统搭建了一个真实的电梯环境，对电梯的基本结构和运行原理进行仿真，模拟了生活中常见的电梯故障场景，设计了虚拟3D空间中的交互技术。当用户佩戴上HTC VIVE头戴显示设备，相较于传统的PC端虚拟现实应用会有较好的真实感、沉浸感和体验感。VR应用能够以一种寓教于乐、真实体验的方式提高公众的学习动机，促使他们更高效、更主动地去学习和探索、构建安全教育知识，改变以往枯燥乏味单一的讲授方式，是“电梯安全教育进校园和社区”的很好补充及拓展，对于安全教育宣传方式的多样化有着重要的意义，提高社会群众的安全乘梯意识。

    五、社会经济效益，存在的问题； 1、节省成本；通常由于设备、场地、经费等条件的限制，“电梯安全教育走进校园和社区”公益性活动 无法展开，或者只能通过传统的PPT、视频传达电梯安全知识c但借助虚拟现实技术模拟真实的乘梯环境 、仿真电梯基本结构及原理、常见的电梯故障,让电梯安全知识深入人心。 2、规避风险；公众在虚拟的乘梯环境中可以做各种危险的操作，例如在虚拟的电梯轿厢、轿顶、机房等 场景发生误操作也不会带来生命危险。 3、打破空间、时间的限制；传统的“电梯安全教育走避校园”的公益活动中，需要带着学生们去真实的 电梯进行实地讲解,但借助虚拟现实技术和头戴式设备键可以在课堂里把真实的电梯结构及原理呈现给学生。