施工现场检查设计无人驾驶飞机游戏

介绍

采用和使用创新技术来提高施工操作,最重要的是健康和安全正在成为一种常态,因为它比以前更便宜,更可靠。使用无人机技术在建筑业拥有大量潜在的改善安全检查和施工实践(湘et al ., 2019;Homann麦卡利斯特,2018年)。工人在行业易受意外这是致命的或可能导致永久性残废的HSE统计在英国建设2020确认(HSE, 2020)。建筑行业在各国经济发展中起着重要作用。然而,工人在这个行业在世界范围内往往会经历一个不成比例的高伤害和死亡;例如,英国(英国)记录40和39个致命的受伤工人分别在2019/2020和2020/2021,这符合过去5年平均年(HSE, 2020;HSE, 2021)。这个高原率说明了需要新的思考和创新。

建筑公司促进零事故的咒语,但这不能仅仅通过过度依赖手动和随机的现场检查。无人机技术的采用可以作为干预策略提供实时信息和反馈的能力建设经理、安全经理和工人。这是更重要的是当工作现场目前正在进行了使用分阶段方法由于全球Covid-19大流行。1974年工作的健康和安全法案规定,所有工作人员有权在他们的健康和安全风险的地方妥善控制和安全经理有责任确保实现这一目标。检查或监视的概念被描述Toole (2002)随着频繁的评估网站获取实时信息通过直接观察和工人的界面。根据网站和项目的复杂性,现场检查可能成为一个耗时的运动安全经理。它也可以成为不规则未能建立标准控制,实时数据,并提供必要的反馈,因为职业安全与健康(OSH)人员必须进行审计和检查(卡梅伦et al ., 2007)。因此,战略设计无人机虚拟建筑工地检查游戏是引入技术,可以减轻检查实际施工现场安全问题,提供实时反馈,提高安全管理(哈洛韦尔et al ., 2010)。无人机技术的使用被认为是一个有用的工具由于其能力飞越难以达到和高危险的位置,确保工人的安全;有改善和简化时间进行现场检查;和改进审计跟踪,(伊瑞et al ., 2012)。

此外,建筑市场上看到大量使用无人机项目。无人机游戏应该提供一定程度的安全管理人员和建筑工人意识的能力学习如何驾驶无人机在模拟施工现场进行培训对飞行员获得远程无人机执照与英国民航局(CAA)。因此,无人机游戏允许玩家经验可以进行检查的速度和细节的准确性和水平可以获得;无人机的能力达到访问地区的建筑工地,并传输实时信息的能力。的基石,实现良好的现场检查和安全倡议从根本上依赖于施工和安全经理如何计划,管理、监督和控制他们的工作面积符合CDM 2015监管这就是为什么无人机技术的采用变得重要。本研究的目的是探索无人机游戏的设计和开发一个虚拟施工现场作为吸引和教育工具施工经理和安全从业人员为网站采用无人机技术监控和检查。

研究材料

使用无人机

无人机或无人驾驶飞行器(无人机)是一种技术,可以部署在建筑业对现场检查的目的。当前的问题限制工人的数量在一个建筑工地由于Covid-19大流行(社会/物理距离)已经成功地影响安全经理的能力进行现场检查的责任,尤其是在复杂或大型项目网站(周et al ., 2018 a)。本身技术、现场检查或走动可以最大化等新兴技术的采用无人机能够进行网站操作的检查在非结构化环境建设(周et al ., 2018 b)。无人机通常运行在远程/自主控制没有任何机上飞行员。这意味着,操作主要依赖人为干预和收购无人机飞行技能,知识和经验。部署无人机用于安全检查(Tantum和刘,2017年),提供实时视频的能力建设活动不容忽视。采用这种技术作为一个附加说明安全经理可能能够提供即时反馈,实时与工人沟通,同时不放弃他们的主要职责(周et al ., 2018 a)。

英国建筑行业内最常见的致命伤害的原因和类型的事故前五名基于RIDDOR从高度2019/2020和2020/2021的需要量;被一些崩溃/推翻;被移动,包括飞行物体;被移动的车辆;和接触电(HSE, 2020;HSE, 2021)。这些致命的伤害可能已发现或预防通过航拍无人机检查。致命的伤害率在英国建筑业过去5年没有改变明显基于建筑业的HSE统计数据(HSE, 2020)。固有的误解在建筑行业工作的风险可以通过管理与监督不足和失败来解决高得令人无法接受的事故(Gheisari Esmaeili, 2019;Lawani et al ., 2019)。这可能是由于固定在纠正的直接原因或症状没有解决根本原因可能是常规审计,监督、监测或检查。因此,自动化的设计方法用于识别和监控风险在一个建筑工地还有很长的路要走对减轻这些类型的事故,工人们可以接触到(富勒顿et al ., 2009)。无人机的发展虚拟建筑工地的游戏是作为教育资源提高认识水平,提高真正的无人机技术的采用,大大增加潜在无人机飞行员的技能和能力对成功真正的无人驾驶飞机或飞行获得飞行员执照。无人机游戏的本质是让玩家能够真正部署无人机对网站建设项目监控(温家宝和康,2014),检查建筑立面(罗卡et al ., 2013),安全检查(伊瑞et al ., 2012)、调查地点和项目的能力(希伯特和Teizer, 2014年),施工进度监控(汉et al ., 2015)没有人员身体接触的任何危险的活动现场。其他重要的元素使用无人机的低成本获取无人机,可以聚集的速度信息,相关的高水平的安全数据收集和无人驾驶飞机的机动性(希伯特和Teizer 2014)。

安全管理和实时信息

无人机有能力收集实时数据安全特性或危险的情况下在一个建筑工地。在一个例子中,一个主要承包商在佛罗里达州南部部署无人机对提高安全性能和设计师几乎可以满足评审实时情况并做出更改施工开始前(2017年古德曼)。因此,采用无人机技术作为远程站点的中介工具检查和实时反馈是一个额外的优势与特性,比如捕捉图像和视频网站的能力,对决策有用的知识,网站安全计划。

施工监测和检验

而不是建设步行或安全经理进行现场检查;训练有素的无人机飞行员能够安全地操作无人机通过收集实时网站信息每个工人在现场(同时减少了风险伊瑞et al ., 2012)。,这是可以理解的访问的手动过程,监测和检查高速公路、桥梁、风力涡轮机、构建包层系统,屋顶和立面系统不仅费时而且效率低下尤其是当管理复杂的大型项目(Osunsanmi et al ., 2020;Macrina et al ., 2020)。因此,部署无人机监控和检查目的可以提高网站的安全(李、刘,2019年),同时也有效地监控建设项目的不同阶段。的能力建设和安全经理鸟瞰的建筑工地可以提供准确和最新的信息网站的帮助对任何正在进行的工作做出更明智的决策。

伦理问题

无人机的使用有自己的伦理困境。随着使用增加现场,工人和公众越来越担心对他们的隐私和数据保护(Agapiou 2021)。许多工人察觉到一个建筑工地上部署无人机并不是提高效率,网站安全,但另一种方法为雇主利用无人机入侵他们的私人生活或工作(伊哥,2016;Agapiou 2021)。无人机飞行的高度是另一个问题至关重要的工人和公众。英国民航局地方法律高度120米(400英尺)的极限飞行的无人机减少穿过其他飞机的风险如空中救护车和警察直升机飞行低于这一限制。同时,民航局建议无人机飞行员必须保持最低水平距离无人机和人民之间的50米,建筑和交通和保持至少150远离住宅、休闲、商业和工业领域。这对高结构提出了安全隐患,如起重机和关闭期间员工和公众的安全检查站点(结构或设施的利息芬恩和赖特2012)。因此,这种教育无人机游戏是一个潜在的机会无人机飞行员学习如何导航和减轻任何类型的真正的无人驾驶飞机失败的后果在不影响安全的任何人,滥用,操作员错误可能导致身体伤害之前着手实际的无人机飞行。

游戏描述

本节给出了一个生动的描述游戏的最终版本和嵌入的功能。统一游戏引擎的游戏建成使用WebGL (Web图形库),呈现交互式3 d图形在现代Web浏览器不使用插件。游戏设计为单个玩家的经验和需要玩家控制四轴飞行器无人机使用键盘和鼠标的飞行员在一个虚拟的建筑工地。默认情况下,玩家通过教程开始习惯了无人机的飞行控制。这涉及到玩家飞行的无人机通过浮箍在不同海拔坐落在虚拟建筑工地在不同的点。这个活动是至关重要的球员开始熟悉一个活跃的虚拟飞行控制与机械和建筑工地工人避免,图1。

其他特性可用的球员的能力改变相机视点之间的第三人相机通过查看无人机和坐落在无人机机载相机,图2。第三人相机实际浏览虚拟建筑工地在开放空间中以同样的方式一个实际的无人机操作员将使用他们的眼睛观察无人驾驶飞机在天空中,而车载相机视图时建议使用无人机对象和附近的人。同样,这镜子无人机操作员如何控制无人机实际施工现场检查的目的。

玩家的目标是无人机飞行检查虚拟建筑工地和定位的危险。这是通过驾驶无人机使用内置的罗盘的屏幕的顶部显示无人机的大致方向和范围的危险。无人驾驶飞机接近危险时,玩家必须积极点,使用车载无人机摄像头捕捉风险。车载摄像头包含一个取景器,更改颜色当检测到危险时,默认情况下,当没有危险的观点,取景器仍是黑色的。取景器变成红色如果风险在视图而不是关注的中心,它变绿,如果风险集中集中。一旦风险变得集中关注,玩家可以进入更多的风险的放大版本,玩家可以扮演一个迷你游戏更详细的审查的危险,这可能是多种危害。图3使用取景器的显示了完整的序列定位风险和进入迷你游戏。左上角的屏幕截图显示了黑色取景器显示没有风险。右上角的屏幕截图显示了红色取景器显示风险视图,但不能完全集中。右下角的截图显示了风险完全专注和迷你游戏可以继续。左下角屏幕截图显示了危害迷你游戏删除了取景器提供更好的临时支护的角度支撑,已经和松动。

当一个球员在迷你游戏状态,他们必须积极定位危险并选择悬停鼠标的危害风险。如果对象是一个风险,它将变红,玩家可以点击确认与音频信号识别风险,意味着如果他们有危害。如果对象不是风险,然后什么都没发生,简历检查和定位危险的玩家在虚拟的网站。总共有13个危害包含在虚拟建筑工地。危险的完整列表和描述中可以看到表1。

球员有有限的时间来发现所有的危害在虚拟建筑工地。这个模拟无人机的电池寿命和现实的运营商无人机快速高效地工作。这提供了一些球员的压力和动机来执行任务,否则游戏将变得太容易了,不迷人。如果玩家识别所有的危害并完成游戏,屏幕将显示结果的危险,他们位于潜在风险的危险程度。如果玩家无法在规定时间内找到所有的危害,然后只危害他们发现将显示玩家和错过的危害与模糊图像将显示一个提示但不告知确切的危险或其位置的球员。然后鼓励重复游戏的玩家找到所有的危害,这样他们可以看到他们错过了。

研究方法

使用迭代开发的游戏是敏捷开发方法称为Scrum (Scrum.org, 2021),是一种常见的和有效的方法来开发一个游戏(基思,2010)。在Scrum中,该项目被分解成sprint的通常持续1到4周之间。短跑是一个身体的工作通常集中在一个特定的目标,结合了规划阶段开始,回顾在最后阶段。回顾阶段很重要,因为这可以让项目团队分析工作流程在sprint中,因此未来可以考虑如何提高开发的效率随着项目持续(Przybylek Kotecka, 2017)。对于这个项目,sprint是每周和整个项目是在一段时间内24周的项目的时间可用。这给了24个项目的迭代在整个发展的过程。以及使用Scrum项目被分为两个阶段。第一阶段前期制作游戏的概念和设计不断原型找出游戏设计应该和如何gamify教育经历,以满足项目的目标。第二阶段,即。,the production made use of the existing solid foundation in refining the game content to become professional looking whilst making small iterative changes to improve the overall game design based on more extensive playtesting feedback. This then allowed the game to be evaluated with the participants of the study.图4,5显示了集中在每个sprint结束直到项目生产前和生产,因此这个项目是如何组织使用迭代方法。

值得注意的是,项目的最终组织没有提前计划,这将不利于Scrum和敏捷方法。然而,为项目关键里程碑计划的前期,与此同时强调关键冲刺橙色(sprint 4、8、12、16、20、24)。自项目采用Scrum和敏捷方法,最后每个sprint的焦点变成了依赖于状态的项目。是有用点的项目涉众可以给正式反馈项目进展,确保项目和比赛的正方向,如果不是,那么项目的方向可以改变。举个例子,在Sprint 4:音高概念,开发团队提出了三种可行的游戏的想法,但关键的利益相关者非常热心的两个想法。音高概念后,决定把这个反馈车载和巩固共同思想。这种方法极大地帮助塑造游戏的结果,这就不会实现,如果利益相关者没有这个过程在早期阶段的一部分。第二阶段的涉众的参与在Sprint 20:游戏性测试与项目利益相关者是另一个步骤,帮助塑造了积极。在这种情况下,利益相关者是项目团队由六个玩家和讲课人员在应用电脑游戏和施工和调查部门。游戏性测试证实了游戏是迷人和有趣,但是它有问题的可读性和理解用户界面和教程。 This discovery was further factored into future sprint planning to address the concerns. This reactive and agile approach to the game development ensured that time and resources were spent where they were most needed, and the focus of the game was at the forefront of the design of the project throughout.

游戏设计和方法

下面的游戏设计和方法被应用在这个项目的生命周期,尽管有时在特定的冲刺他们成为了焦点取决于项目的阶段。进入详细的游戏设计方法采用之前,重要的是要澄清的基本原理创建这本小说游戏。通过创建一个游戏引入了无人机技术的概念在一个迷人的和廉价的方式,管理、监督和检查建筑工地,期望是,通过玩这个游戏,它将激励他们采用的物理技术(实际无人机)更快和更有效地经历无人机使用的好处在虚拟建筑工地。

伦理批准

本研究寻求伦理批准学校的计算、工程和建筑环境伦理委员会为非侵入性研究涉及人类参与者批准。参与是自愿的,可以选择在任何时候撤回,和这项研究的目的是通过披露的指令。伦理问题,如个人信息披露,真实性,可信度,个人隐私也解决与英国通用数据保护监管(GDPR)。参与者选择的过程中采用了非概率立意抽样策略,因为它被认为是有用的情况有针对性的参与者会很快抽样,抽样比例不是主要关心的。立意抽样方法的基本原理是让参与者的意见人口导致47个参与者(29岁男性和18个女性)。测试会话的参与者并不要求披露个人信息除了他们的性别也不是强制性的建设项目的必要的知识。然而,基线对参与的玩家玩游戏的基本理解和一些经验,因此能验证如果游戏是令人愉快的和现实的游戏性测试即的核心目标。、测试目标(可用性、可靠性和功能)和主观(方便、愉快、参与)无人驾驶飞机游戏的特征。

用户体验

用户体验主要集中在如何提高玩家的体验和玩家与游戏的互动,如导航、人体工程学和易用性当玩游戏(伊瑞et al ., 2012)。用户参与评估后进行模拟任务与47岁的参与者。球员被要求飞行的无人机虚拟施工现场作为一种检验和现场特定数量的危害在工地没有撞上任何结构或工人。

可用性测试

系统一直是通过technology-centred角度设计开发(Endsley et al ., 2003)。在这样一个角度来看,设计者会接受这项技术,因为它是和复制同样的技术在不同的领域不考虑的主要元素—终端用户(人类)。在technology-centred角度来看,最终用户及其需求视为相同的甚至在不同的领域。在这项研究中,采用以用户为中心的方法。technology-centred方法不同,本研究的第一个问题解决在以用户为中心的角度,以确保技术usable-considering真实用户的经验和自己的要求在一个特定的域(伊瑞et al ., 2012;Gheisari Esmaeili, 2019)。这意味着简单直观的控制即设置。,easy to figure out how to play the game and improve, cognitive affordance, visual language, and accessibility towards reaching a wider audience. This user-centred usability-based step provided a grounded base for understanding the requirements for practical application of the drone technology in a domain. Developing the drone game technology seemed particularly useful for safety inspection practices. The main issue that needed to be resolved was whether this technology could be used by construction and safety managers and construction workers. A usable system should be easy to use and learn to work with the least number of design errors by always keeping the game state clear and comprehensible.

更加的角度/用户体验

以用户为中心的方法是使用这个游戏的发展遵循标准实践中使用游戏行业(伊瑞et al ., 2012;Gheisari Esmaeili, 2019),通过提供令人满意的反馈在每个行动通过艺术、动画、音效、相机的行为,和用户界面。设计也确保了添加元素,如视觉效果,艺术,设计水平和音频增加游戏机制提供的满意度水平。因为这个项目是集中在教育建筑工人可能不擅长玩电脑游戏,游戏设计了特定的用户,使用加载教程作为一种将玩家引入游戏和游戏的力学和目标。因此,游戏必须操作简单,易于访问和直观的使用。早期设计决策的游戏运行在浏览器中使用WebGL促进方便玩家。此外,决定使用WebGL的前提是建立在大多数人会起到了某种形式的基于浏览器的游戏,因此,更容易理解如何操作一个游戏在他们的浏览器或至少,熟悉使用浏览器。这意味着通过使用WebGL,游戏被访问和现成的任何人。

为了确保无人机游戏很容易玩,易访问性是一个基本的优先级在整个开发,这不仅仅是局限于这个项目的首选技术。创建用户故事基于目标受众来收集这个项目的要求。这导致了一些原型的一小部分游戏内部测试,以确保用户故事的想法是适当的,有意义的、满足游戏的目标和符合游戏设计的意图。一些想法被丢弃在设计但那些似乎合理的整理和扩大之前记录的形式游戏设计文档。这概述关键特性游戏必须有成功的从用户的角度来看,当前的设计来实现这些目标。确定的主要特性有:

•的驾驶无人机必须简单,直观感觉和愉快的飞行。

•接口,用户会通过应该是简单和容易理解的甚至没有玩游戏的先验知识。

•建筑工地本身必须感觉动画,忙,和现实的足够可信的感觉。

•危害必须像在真实的现实的建筑工地也可见足够的能够识别它们,否则用户将不会学到任何东西或享受的体验。

•为用户保留知识和经验更为有效、简单的迷你游戏,强调建设危险了(图6)。在强调这是重要的意义发现的危害从而显示为什么使用无人驾驶飞机安全,有利于进行这种类型的网站检查。

上面的步骤概述游戏的试制过程强调收集分析要求无人机游戏(图4)。它涉及推导的关键特性和需求涉众和也是必不可少的垂直切功能可玩游戏原型制作,以确保这个想法本身是可行的。展示多个利益相关者的垂直切片后,很明显的总体想法无人机游戏作为教育资源是可行的,可以继续与总体设计需要全面生产一些迭代。

结果和讨论

认知设计

游戏的全面生产是至关重要的,以确保游戏的认知设计包括功能和情感的期望与目标受众。游戏的原则不仅是教用户对无人机使用的好处在一个建筑工地检查和发现危险的实用性,但一次愉快的经历,一种教育资源能够激励用户交互和更多接触无人机仿真。用户享受与游戏交互或从中找到乐趣更容易保留信息(Przybylski et al ., 2010)。游戏的重点不仅是学习的基本技能驾驶一架无人驾驶飞机或如何安全地操作和飞无人机,但使用无人机发现或识别危险,这样用户可以想象无人机提供施工现场检查的好处,同时避免碰撞的固有风险,损害和伤害与学习使用这样的设备在实际的网站。可信地做到这一点,游戏感受自然,容易学习和飞无人机没有复杂的接口,与球员和感觉现实这是一个困难的挑战。这些特性之间的平衡可以经常互相竞争是一个艰难的选择当设计一个教育游戏。解决这些挑战,游戏的开发是解决在游戏设计要点如下:

•设计的建筑工地,场景和危害提出了现实的感觉。

•这个设计应该很容易使用或承认的人,不玩游戏。

•无人机游戏应该是吸引人的和有趣的发挥促进玩家体验整个游戏,帮助他们保留的知识。

通过回顾游戏设计的各个方面使用这些标准,导致一些设计和开发问题被避免。例如,飞行的无人机本身的设计感觉现实和使用简化的控制来避免重载用户的认知能力(阿克曼,1988;Lawani et al ., 2018)。无人机也必须可行的大小和起始位置的虚拟建筑工地允许用户完全沉浸在仿真。最重要的是,无人机游戏设计元素的乐趣和愉快的经验,飞行员和实事求是。没有吸引人的和有趣的元素的集成,用户将不情愿的和amotivated玩游戏,因此很难理解的意义使用无人驾驶飞机来工地检查。因此,设计无人机游戏通过整合乐趣与简化的控制特性,降低认知负荷是一个挑战,但改进的游戏。此外,使用过于简单的控制的设计过程可以降低仿真的可信度。然而,设计游戏的控制是真实而复杂的可能意味着玩家花时间了解如何操作无人机,因此,用户体验将是迷人和有趣的,同时学习如何驾驶模拟无人机为施工现场检查。因此,无人机游戏的设计和开发必须真实感和现实之间的平衡,享受,和易用性。

可用性测试/游戏性测试

可用性测试是必要的,以确保产品是可用的。然而,无人机的设计游戏更进一步与游戏性测试能够评估用户体验不仅仅从用户基于交互的方法,还他们的认知,情感,和享受(Pagulayan et al ., 2018)。这种方法可以非常主观,因为人们的认知,情感和他们喜欢能有很大的不同。因此,本研究认为游戏性测试作为一种极其重要的生命周期开发无人驾驶飞机的游戏。这是通过游戏性测试多次在内部(内部开发团队)和外部(初步测试参与者)。这有助于验证如果无人机游戏的目标是通过保证功能,可用的,可靠的,有趣,有趣,实现教育目标。无人驾驶飞机游戏的发展也经历了持续的非正式测试由开发团队让设计团队收集非正式反馈迅速,因此设计改进游戏。非正式测试会话帮助确保游戏的总体设计和交互的方式感到可信,表明游戏是可行的,高度的信心。正式验证无人机游戏很有趣,容易理解,直观,简单,清晰,流畅,真实,和有用的同时教玩家使用无人机进行施工现场检查和风险识别、初步外部飞行员游戏性测试进行了47个参与者(表2)。从输出所示,有29名男性(61.2%)和18岁女性(38.3%)的人口样本。

数据采集采用了利开特式量表方法扩展反应调查研究来测量参与者的回答一个特定问题采用顺序测量属性可以rank-ordered,谷歌使用自行设计的问卷形式,明白了表3。研究使用李克特量表线性的方法是测量的分支,涉及建设的乐器,将定性的构造与定量公制单位,因为他们更容易理解。

直方图的形状的检验提供了分数的分布信息的基础上进行评估。结果实现了一个基准,参与者的反应分为两大类基于gender-male和女性。参与者的反应也分为两个级别1、2、3被认为是消极而4、5、6被划分为积极。结果45参与者(大约96%),参与施工现场检查无人机游戏的游戏性测试表明它是有趣和愉快的仅有的两个游戏玩家指示否则(一男一女选手),图7。

建议这个游戏中实现的弹性支承的多转子无人机类型(quadcopters-four转子)也有用的专业航空测绘和航拍测量(TkačMesaroš,2019;Shahmoradi et al ., 2020)使飞行和检验技能从游戏获得的直接适用和可转换的居住建筑工地检查和监控。大部分的人口由28名男性和16名女性参与者(44或94%)理解的好处和意义使用无人机施工现场检查(图8)。

这个研究的意义是及时引进和暴露的教育游戏的参与者尤其是Covid-19大流行期间,工人们需要身体疏远;工作包必须被测序;和工人的数量限制,可以出现在流感大流行期间在任何时候。因此,部署无人机的能力进行现场检查,允许项目团队的工作进度的概述将是一个额外的优势监控工作进度和改善现场安全(汉et al ., 2015;古德曼,2017)。无人机飞行的利益在一个虚拟的建筑工地可以提高真正的无人机飞行的技能和经验用于识别现场事故的根源,将潜在的预防措施。其他潜在的好处可以监测业务繁荣汽车或使用起重设备,如起重机架空输电线附近工作或未受保护的边缘(Gheisari Esmaeili, 2019),无缝施工信息的收集和安全经理(李、刘,2019年),和提高网站的安全(TkačMesaroš,2019)。

大多数参与者表示,游戏是直观和容易飞行员无人机(图9),他们发现模拟建筑环境中的危害真实,满足游戏性测试的主要要求之一。然而,有人建议,控制所需的额外的技能或驾驶一架无人机,当添加到安全经理的职责可能成为一个更为繁重的任务(伊瑞et al ., 2012)。这项研究表明,玩这个游戏和理解如何实现无人机项目现场检查的目的可能是一个额外的好处,项目团队和源建设实际和个人经验(TkačMesaroš,2019)。

虽然风险迷你游戏用于风险识别被认为是有趣的一些球员(图3),几乎一半的球员(23名球员,图10)努力完成任务或迷你游戏理解风险的要求是为了避障,迷你游戏(Shahmoradi et al ., 2020)。危害优点是重要的球员理解和获得所需的经验确定施工现场的危险,因为它是一个有用的技能要求检查和监控建筑工地(Macrina et al ., 2020)。虽然从参与者的反馈建议游戏是成功的,进一步细化和其他一些小的改进被纳入游戏的最终版本如明确指定行人通道路线和车辆路线(图11)。

39人(男性和女性玩家16日)23日表示,指南针是有用的危险位置和进度监控正在进行的活动在虚拟建筑工地。然而,八个参与者建议有需要解决的关键问题是有用的游戏当一个真正的无人机飞行在一个建筑工地。例如,用户界面的元素像信号米范围显示无人机能飞之前失去信号可以设计得更明确的(图12和图13)。因此,采用创新艺人经纪公司指导关于保持的最小水平距离50米之间的无人驾驶飞机和人,建筑,和运输和保持至少150远离住宅、休闲、商业和工业领域可能产生影响的罗盘信号丢失。然而,大多数参与者承认识别和缩放成危险的内置罗盘在轻松捕捉有用的网站危害在虚拟建筑工地。一个功能齐全的指南针,是集成到无人机的游戏可以用作数据收集从嵌入式摄像头或视觉相机,这将使采用类似的无人机更有用的识别危险施工,监控资源和真正的建筑工地工人安全(Gheisari Esmaeili, 2019)。

无人机游戏就是这样设计的,玩家将能够飞无人机在优化的虚拟建筑工地,检查和监控施工过程和进步。这包括无人机的飞行能力进行安全风险评估在虚拟建筑工地像生活所需要的网站;常规检查包括现场调查、资产保护和检查人员无法到达的地区和结构;和一般条件的建筑工地。大约45(96%)参与者认为这些目标显然是呈现在游戏和游戏设计实现的函数。在实际意义上,这些目标可能会减少培训的运营成本检查和监控实际建筑工地(图14)。

利益相关者是特别有用的游戏性测试会话对提高无人机的游戏元素之间的过渡控制无人机和进入游戏的优点和重新设计的某些特性。例如,信号仪表图形设计类似于无线信号计这审美改进修改抬头显示器(HUD)从球员的角度。外部游戏性测试也非常有用,这导致改善键用于控制一组替代等适合非传统游戏玩家。危害优点也提高了使用更好的在游戏中交流和指令逐步指导球员,从而使虚拟施工现场布局和危害更明显。重要的游戏性测试无人驾驶飞机游戏将进一步进行特定的目标受众(安全经理/核查人员、施工经理/主管),以确保适当游戏,没有歧义。45参与者(29名男性和16名女性)表示游戏过渡很容易的控制和进入迷你游戏,而两个参与者认为他们发现很难控制无人机和进入迷你游戏环境(图15)。

有一个共识,建筑工地很忙,无法和难以接触到的领域,不安全的和危险的环境,以及该网站布局变化迅速的工作进展。因此,虚拟建筑工地是为了反映和整合这些功能,这样飞行的无人机在网站可以用来捕获网站安全性和业务活动;检查和监控站点进度而不是安全经理进行人工视觉观察和预演。所有47个参与者一致同意,无人机的设计游戏和虚拟施工现场实现真正的建筑工地的要求在多个活动同时发生(图16和图17)。所有的球员都提到这一事实玩游戏无人机虚拟建设网站表明,常规和更健壮的程序,我们可以立刻进行现场检查一个真实的和复杂的建筑工地。此外,视觉网站和安全检查可以在访问限制区域和采用无人机检查有可能提高安全性能在建筑工地(Gheisari Esmaeili, 2019)。

42参与者表示,用户界面(UI)元素由无人驾驶飞机的复杂性定义游戏是非常有用的在五参与者没有发现不同的UI元素尤其有用(图18)。由于无人机的设计游戏是使整个游戏简单的和现实的,启动复杂的接口可能会迷惑玩家失败的整体目的的游戏。因此,设计集成一个定义良好的视觉层次结构视为一个良好的用户界面到无人机的关键因素。由于这种集成在游戏中设计、UI帮助玩家轻松互动,导航,获取重要信息,并完成所需的目标(Gheisari Esmaeili, 2019),从而使游戏更平易。

因此,无人机虚拟建筑工地检查游戏的功能是作为一个非正式的教育和意识培训工具远程飞行员球员进行正式测试前无人驾驶执照颁发英国民航管理局国际(CAA)。游戏性测试是有利于了解无人机的使用可以提高网站的安全性,提高识别的准确性不安全的条件下,提高报告的一致性,通过实时监控网站进步发现的危险,和提高效率的网站操作。

测试使用Mann-Whitney差异U测试

使用Mann-Whitney进行分析U测试在测试之间的差异是非常重要的两个独立的团体的参与者(男性和女性)。测试是有用的评价两组的排名是否显著差异(Tabachnick Fidell, 2007;Pallant 2011)。表4显示输出的主要价值是重要的Z值和显著性水平,这是作为Asymp。Sig (2-tailed)。由于样本容量大于30,z-approximation测试的一个近似值——包括一个修正的关系数据(Pallant 2011)。表4给以下的z值不同的变量(−−−0.75−1.26,0.49,0.33−0.33−0.29−0.78−0.21−1.70)显著性水平(p)的p = (0.45, 0.21, 0.63, 0.75, 0.74, 0.77, 0.44, 0.84, 0.09)。概率值(p)显示,没有小于或等于0.05,所以结果并不重要。因此,没有有趣的统计上的显著差异,理解,直觉,轻松,指南针,清晰、流畅,现实主义和实用性得分的男性和女性参与玩游戏无人机进行现场检查。这意味着性别不影响无人机游戏是如何被球员们也不扮演任何的角色在游戏的结果。

此外,计算效果的统计数据,研究采用z的值,据报道在输出计算r的近似值。

其中N =总病例数。

使用的计算效果科恩(1988)意味着“r”的价值和标准尺寸的影响将是考虑如下:0.1 =小效果,0.3 =媒介效果,0.5 =大效果。Mann-Whitney的输出U测试显示没有显著差异的变量为男性和女性参与者。近似“r”值计算为每个变量表示的最小值为0.03(非常小的影响),最大值为0.25(小)效应基于效果的计算统计数据。

结论

无人机游戏虚拟建筑工地安全检查加强球员和系统之间的交互通过游戏提供的感觉和情绪。是另一个迷你游戏的方式将玩家引入游戏的目标和它的故事来提高首次用户体验。此研究表明,虚拟仿真的有效性,以帮助改善无人机技术的采用现场检查。缓慢采用数字技术在建筑行业与其他行业相比,本文给出的工作展示了如何采用这种特定类型的技术,因此加速技能发展和培训,最终会使现实世界的无人机使用的网站检查更普遍,从而改进网站的管理风险和减少伤害和伤害。无人机游戏作为“跳板”或“推动者”让无人机飞行员了解建筑职业安全与健康(OSH)危害,和建筑/奥什从业者获得无人机飞行技能,这样的好处无人机技术可以获得减少建筑工地事件。尽管无人机的使用可以简化安全检查,然而它带走的建设与网站相关的人工交互的评估或安全经理,因此直接影响员工参与。在时机成熟时,人工智能(AI)可能会接手这个任务,但这可能是许多年的未来,这项工作表明,无人机技术的好处可以在短期到中期如果意识到这个游戏开发了如建筑业培训委员会(CITB)合并成一个培训课程。还有道德挑战的部署无人机技术在建筑工地工人关于隐私和数据保护的问题和使用。真正的无人驾驶飞机的使用在一个复杂的网站可能会提高效率随着捕捉的数据可以提供实时信息网站的条件而自动检查该网站很快。无人机技术的采用对建筑工地检查也有可能改善质量控制方面使用无人机监控设计规范在构建阶段的一个项目。 The cognitive skills acquired from playing the educational drone game for site inspection and monitoring can be successfully applied when flying a real drone for monitoring or inspecting a multipurpose or complex construction site. The game offers the player a realistic level of understanding of the mechanics of flying a drone on site. The game also creates high level of awareness, confidence and improved skill that can augment the skill required to secure the remote pilot drone licence issued by the UK CAA. The biggest challenge however was designing the game for specific audience that are potentially non-game players so that the game is easy to learn, engaging, intuitive, and truly immersive.

限制

进一步测试在未来更加多样化的人口将瞄准收集其他可能被测试的人口因素如年龄、经验、纪律/职业等严格的统计分析的不足,为当前的研究是允许的。另一个限制是部署无人机的规范的复杂性(四轴飞行器)用于生活的虚拟仿真无人机检验和监控建筑物内或封闭的领域,因为他们容易受到碰撞容易和难以检测到不安全条件/工人的行为。

反映在游戏设计无人机

无人机游戏的最终产品都有自己的困难在玩测试的参与者表示他们无法轻易地正确地识别危险即使迷你游戏教程是明显清晰简洁。一些参与者表示,玩这个游戏带建设关注健康和安全挑战的问题,使用无人驾驶飞机现场检查了网站危害的意识。游戏的设计结合现场施工现场音效设计给它一个现实的氛围使虚拟建筑工地感觉真实没有让比赛变得无聊和单调。总的来说,球员们提到,游戏参与给它一个准确的描述一个建筑工地从而帮助玩家沉浸在游戏中。然而,一些玩家觉得听起来觉得侵入性的重复。游戏的加载是依赖于可用的宽带速度可能导致落后没有好的宽带。然而,参与者认为,游戏运行流畅的像样的帧速率WebGL使用任何流行的web浏览器。球员们表示,无人驾驶飞机和飞行运动很有趣;和施工现场模型和纹理的背景动画和流动性无人机动画的高标准。其他方面,需要考虑在未来的设计控制,运动模糊问题,灵活地上下角第一人称相机在第一人称模式中,并增加演示时间适当地让玩家了解施工现场的危险。 Overall, the players considered the drone game for virtual construction site inspection to have some good potential and could be a fun and interesting way to educate players about construction projects, inspections, and hazards on site.

数据可用性声明

最初的贡献提出了研究中都包含在本文/辅料,可以针对相应的作者进一步询问。

道德声明

本研究经学校批准的计算、工程和建筑环境伦理委员会为非侵入性研究涉及人类参与者。

作者的贡献

所有作者列出了一大笔,直接和知识贡献的工作,批准发布。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

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