在煤炭領域，虛擬現實技術由於具備先天的沉浸性、交互性，也越來越受到重視並在局部開展了試驗性應用，取得了較多的研究成果，包括煤礦虛擬現實場景仿真、教育培訓、煤礦裝備虛擬現實監測監控虛擬規劃和「VR+AR」技術融合設計等方面。

但和其他工業領域應用相比，在深度和廣度上還有較大遲滯甚至落後，離真正的工業化應用還有相當大的距離。

​近期，煤礦綜采裝備山西省重點實驗室的學者謝嘉成、王學文、李祥、楊兆建發表了題為《虛擬現實技術在煤礦領域的研究現狀及展望》的文章，結合虛擬現實技術在其他通用領域中的應用，做出了對未來發展趨勢的方向性判斷。

煤礦「VR+AR」應用現狀

近年來，隨著虛擬現實技術的不斷進步與成熟，虛擬現實技術逐漸被應用於綜采監測監控領域，依靠虛擬畫面模型變化來實時反映綜采工作面實際的運行狀態，進而實現穩定可靠、介面直觀的遠程監測和控制。並可根據其當前運行位姿和狀態，進行故障預判。也可適時調整系統運行參數，進行必要的遠程人工干預，達到臨場式控制與調度的效果。

​AR技術因為必須有相對應的硬體設備作支持，比如佩帶相應的AR眼鏡、主機連接較為繁瑣等，當其在實際井下應用時更為困難，但在煤礦培訓方面還是大有潛力可挖的 。

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為煤礦裝備服務的虛擬現實技術

應用虛擬現實技術為煤礦裝備服務仍有很多難題需要攻克，但也有很大潛力需要進一步挖掘，主要在以下幾個方面。

實際工況虛擬場景仿真方面與計算等技術支持

1) 首先應針對井下工況環境煤礦裝備運行以及結合三維數字化頂底板進行仿真， 這是虛擬現實監測與規劃的仿真基礎; 必須完成採煤機虛擬空間定位、行走與記憶截割、刮板輸送機三維空間形態布置與彎曲和真實地質數據驅動的煤層構建等。

​2) 虛擬現實仍然需要提供很多技術支持，比如在監測與計算方面，應該深度挖掘其潛力; 主要思路是對不同工況條件下的研究內容進行可視化仿真，主要方法為基於數學模型編譯的VR軟體， 進而利用VR軟體進行仿真輸出理論曲線， 再進行物理試驗驗證數學模型的正確性。

虛擬現實規劃方面

虛擬現實規劃方法的目的是為了快速預選裝備，並可進行預演、模擬，同時進行新的規劃，達到在裝備選型設計階段即可提前發現與預判裝備運行中可能遇到的各種問題。

​1) 應進一步加強煤礦裝備數字化設計水平， 建立一系列參數化三維模型產品庫， 可隨時調用各種採煤機、液壓支架和刮板輸送機模型資料。

2) 應進一步將現有綜采裝備選型方法與虛擬規劃方法進行融合，利用三維模型產品庫，對相關產品進行快速選型，並進行虛擬規劃。

3) 應進一步將實際工況虛擬場景仿真技術應用於虛擬規劃， 建立可靠的 GUI 介面與接口， 滿足用戶對規劃的輸入要求。

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虛擬現實監測監控

充分挖掘虛擬現實技術在大型複雜工況條件下的運用潛力，建立數據接口， 實現控制聯動， 做到透明開採與精準開採。

1) 突破「信息採集+數據存儲+網絡協同+底層計算+虛擬現實」的多軟體實時在線耦合問題， 實現監測數據與虛擬畫面的實時融合。

2) 基於C/S架構， 採用區域網協同方式， 解決綜采全景VR監測傳感器節點信號多所導致的伺服器數據壓力大、畫面卡頓等問題。

3) 底層嵌入數據分析伺服器， 對歷史數據進行分析、挖掘和預測， 並能將結果顯示在監測畫面中，為綜采全景VR監測提供可靠的分布式計算解決方案。

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煤機裝備製造的虛擬設計方面

1) 基於「數字雙胞胎」理論， 將嵌入式傳感器融入煤機裝備的全生命周期過程中， 藉助5G等傳輸網絡與北斗衛星導航， 將裝備狀態與虛擬鏡像實時保持同步，煤機裝備製造企業實時同步獲取運行數據，實現設備自診斷與維護。

2) 將現有虛擬數字化設計成果應用於煤機裝備生產製造過程中，更好地為生產服務。

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透明採煤方面

構建虛擬現實環境下綜采工作面裝備、數字化頂底板及地理環境虛擬鏡像與模型， 進行「全面實時感知工作面裝備及地理環境」的關鍵技術與基礎理論研究， 建立穩定可靠的工作面遠程透明監控系統。

隨著我國煤炭工業進入高質量轉型發展期，必將對煤炭裝備製造提出越來越高的要求， 虛擬現實技術也將藉助智能製造與更先進的技術形成融合之勢，引發全新的革命性突破，定將持續大力度促進我國能源技術突飛猛進。