DOI: https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.102382
تاريخ النشر: 2024-06-08
المؤلف: Nelson Akindele وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث الصحة والسلامة المهنية
نظرة عامة
تواجه صناعة البناء تحديات كبيرة في مجال السلامة، مما يستلزم اتباع أساليب مبتكرة للصحة والسلامة (CHS). يجري هذا البحث تحليلًا شاملاً لتطبيقات الواقع الافتراضي (VR) في CHS من خلال منهجية مراجعة علمية منهجية مزدوجة. يكشف التحليل العلمي عن اهتمام متزايد بأبحاث VR، مع تسليط الضوء على الاتجاهات في معدلات النشر، وتكرار الكلمات الرئيسية، والمساهمات من الدول الرائدة، مثل الولايات المتحدة وكوريا الجنوبية. تشمل الموضوعات الرئيسية المحددة “الواقع الافتراضي”، “سلامة البناء”، و”تحديد المخاطر”، مع دور بارز للمجلات مثل “الأتمتة في البناء” في نشر النتائج.
تقيم المراجعة المنهجية تقنيات VR المختلفة—الغامرة، المعتمدة على سطح المكتب، المعتمدة على نمذجة معلومات البناء (BIM)، المعتمدة على الألعاب، والواقع المعزز—مقيّمة فعاليتها في تحديد المخاطر والتدريب على السلامة. يُلاحظ أن VR الغامر يتمتع بمستوى عالٍ من التفاعل والواقعية، بينما تقدم VR المعتمدة على سطح المكتب حلول تدريب فعالة من حيث التكلفة. ومع ذلك، فإن التحديات مثل قيود البنية التحتية ومشكلات التوافق تعيق التبني الأوسع. يؤكد البحث على الحاجة إلى تجارب VR مخصصة تأخذ في الاعتبار المعرفة السابقة للسلامة لدى المستخدمين لتعزيز نتائج التعلم. ويدعو إلى مزيد من البحث في الجوانب المعرفية لتدريب VR والتنفيذ العملي لتقنيات VR في البناء، مع الاعتراف بالقيود في الأدبيات الحالية وضرورة الدراسات التجريبية للتحقق من النتائج في السياقات الواقعية.
مقدمة
تتميز صناعة البناء بمعدلات إصابة أعلى مقارنة بالقطاعات الأخرى، مما يؤدي إلى وفيات وخسائر مالية كبيرة. تشير الأبحاث إلى أن العديد من الحوادث تنبع من نقص في تدابير السلامة الاستباقية، مثل تحديد المخاطر وتثقيف العمال، حيث تبقى حوالي نصف مخاطر مواقع البناء غير معترف بها. على الرغم من التقدم في التقنيات الرقمية، فإن اعتماد الواقع الافتراضي (VR) لتعزيز الصحة والسلامة في البناء (CHS) لا يزال محدودًا. غالبًا ما تكون طرق التدريب التقليدية غير فعالة، حيث تعتمد على الافتراضات بدلاً من الرؤى المستندة إلى البيانات. بالمقابل، لدى VR القدرة على تحسين التعرف على المخاطر وإدارة بروتوكولات السلامة، مما يقلل من احتمال وقوع الحوادث المتعلقة بالبناء.
تخلق تقنية VR بيئات غامرة يمكن استخدامها للتدريب وتحديد المخاطر، مما يسمح للعمال بالتفاعل مع سيناريوهات محاكاة تعزز من وعيهم بالوضع. استكشفت دراسات مختلفة تطبيق VR في سلامة البناء، مسلطة الضوء على فعاليتها في التدريب، واكتشاف المخاطر، والمراقبة في الوقت الحقيقي. ومع ذلك، يكشف تحليل شامل للأدبيات الحالية عن فجوة في المراجعات المنهجية والتقييمات العلمية لتطبيقات VR في CHS. يهدف هذا البحث إلى معالجة هذه الفجوات من خلال تحديد الأدبيات ذات الصلة، وإجراء تحليل علمي، ومراجعة منهجية لتطبيقات VR في CHS، مع مناقشة التحديات المرتبطة وتقديم توصيات للبحث المستقبلي.
الطرق
تستخدم الدراسة نهجًا مختلطًا للتحقيق في تطبيق الواقع الافتراضي (VR) في خدمات الصحة المجتمعية (CHS). تتكون المنهجية من مكونين رئيسيين: تحليل كمي يتضمن بحثًا منهجيًا في الأدبيات وتقييمًا علميًا للدراسات المحددة، وتحليل نوعي من خلال مراجعة منهجية للأدبيات المسترجعة. يهدف هذا النهج المزدوج إلى الكشف عن الموضوعات الرئيسية وتجميعها، مما يوفر نظرة شاملة وغير متحيزة عن الحالة الحالية لـ VR في CHS.
توضح الأشكال 1 و2 منهجية استرجاع الأدبيات والإطار العام للدراسة، على التوالي. يضمن هذا النهج المنظم فحصًا قويًا للمعرفة الحالية، مما يسهل فهمًا أعمق لدمج تقنيات VR ضمن سياقات الصحة المجتمعية.
المناقشة
يوفر قسم المناقشة في ورقة البحث نظرة شاملة على الدراسات السابقة حول تطبيق الواقع الافتراضي (VR) والتقنيات ذات الصلة في الصحة والسلامة في البناء (CHS). يبرز زيادة كبيرة في إنتاج الأبحاث على مر السنين، خاصة من عام 2018 فصاعدًا، مما يشير إلى اعتراف متزايد بإمكانات VR في تعزيز تدريب السلامة وإدارة المخاطر في قطاع البناء. تضمنت منهجية المراجعة المنهجية المستخدمة في هذه الدراسة عملية اختيار صارمة، مما أسفر عن 106 مقالات ذات صلة تم تحليلها لمساهماتها في هذا المجال. شمل هذا التحليل تقييمًا علميًا قيم اتجاهات النشر، وتكرار الكلمات الرئيسية، وتحديد منافذ النشر الرائدة والدول المساهمة في أبحاث VR-CHS.
تكشف النتائج أن تقنيات VR الغامرة، مثل شاشات العرض المثبتة على الرأس (HMDs) وأنظمة CAVE، تُستخدم بشكل متزايد في تدريب السلامة، على الرغم من أن VR المعتمدة على سطح المكتب لا تزال شائعة بسبب فعاليتها من حيث التكلفة. كما تحدد الدراسة الموضوعات الرئيسية ضمن الأدبيات، مثل تحديد المخاطر وتقييم المخاطر، وتؤكد على أهمية التعاون الدولي، حيث تبرز الولايات المتحدة وكوريا الجنوبية والصين كمساهمين رئيسيين. بشكل عام، لا يقتصر التحليل المنهجي على رسم خريطة المشهد الحالي لتطبيقات VR في CHS فحسب، بل يحدد أيضًا الفجوات في الأدبيات، مما يقترح سبلًا للبحث المستقبلي لتعزيز دمج تقنيات VR في ممارسات سلامة البناء.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.102382
Publication Date: 2024-06-08
Author(s): Nelson Akindele et al.
Primary Topic: Occupational Health and Safety Research
Overview
The construction industry faces significant safety challenges, necessitating innovative approaches to health and safety (CHS). This study conducts a comprehensive analysis of virtual reality (VR) applications in CHS through a dual scientometric and systematic review methodology. The scientometric analysis reveals a growing interest in VR research, highlighting trends in publication rates, keyword co-occurrences, and contributions from leading countries, such as the United States and South Korea. Key themes identified include “virtual reality,” “construction safety,” and “hazard identification,” with prominent journals like “Automation in Construction” playing a crucial role in disseminating findings.
The systematic review evaluates various VR technologies—immersive, desktop-based, BIM-based, game-based, and augmented reality—assessing their effectiveness in hazard identification and safety training. Immersive VR is noted for its high engagement and realism, while desktop-based VR offers cost-effective training solutions. However, challenges such as infrastructure limitations and interoperability issues hinder broader adoption. The study emphasizes the need for tailored VR experiences that consider users’ prior safety knowledge to enhance learning outcomes. It calls for further research into the cognitive aspects of VR training and the practical implementation of VR technologies in construction, acknowledging limitations in existing literature and the necessity for empirical studies to validate findings in real-world contexts.
Introduction
The construction industry is characterized by higher injury rates compared to other sectors, leading to fatalities and significant financial losses. Research indicates that many accidents stem from a lack of proactive safety measures, such as risk identification and worker education, with nearly half of construction site hazards remaining unrecognized. Despite advancements in digital technologies, the adoption of virtual reality (VR) for enhancing construction health and safety (CHS) remains limited. Traditional safety training methods are often ineffective, relying on assumptions rather than data-driven insights. In contrast, VR has the potential to improve hazard recognition and safety protocol management, thereby reducing the likelihood of construction-related accidents.
VR technology creates immersive environments that can be utilized for training and hazard identification, allowing workers to engage with simulated scenarios that enhance their situational awareness. Various studies have explored the application of VR in construction safety, highlighting its effectiveness in training, hazard detection, and real-time monitoring. However, a comprehensive analysis of existing literature reveals a gap in systematic reviews and scientometric assessments of VR applications in CHS. This study aims to address these gaps by identifying relevant literature, conducting a scientometric analysis, and systematically reviewing VR applications in CHS, while also discussing associated challenges and providing recommendations for future research.
Methods
The research employs a mixed-methods approach to investigate the application of Virtual Reality (VR) in Community Health Services (CHS). The methodology consists of two primary components: a quantitative analysis involving a systematic literature search and scientometric evaluation of the identified studies, and a qualitative analysis through a systematic review of the literature retrieved. This dual approach aims to uncover and synthesize key themes, providing a comprehensive and unbiased overview of the current state of VR in CHS.
Figures 1 and 2 illustrate the literature retrieval methodology and the overall framework of the study, respectively. This structured approach ensures a robust examination of the existing body of knowledge, facilitating a deeper understanding of the integration of VR technologies within community health contexts.
Discussion
The discussion section of the research paper provides a comprehensive overview of previous studies on the application of Virtual Reality (VR) and related technologies in construction health and safety (CHS). It highlights a significant increase in research output over the years, particularly from 2018 onwards, indicating a growing recognition of VR’s potential in enhancing safety training and risk management in the construction sector. The systematic review methodology employed in this study involved a rigorous selection process, resulting in 106 relevant articles that were analyzed for their contributions to the field. This analysis included a scientometric evaluation that assessed publication trends, keyword co-occurrences, and the identification of leading publication outlets and countries contributing to VR-CHS research.
The findings reveal that immersive VR technologies, such as head-mounted displays (HMDs) and CAVE systems, are increasingly utilized for safety training, although desktop-based VR remains prevalent due to its cost-effectiveness. The study also identifies key themes within the literature, such as hazard identification and risk assessment, and underscores the importance of international collaboration, with the United States, South Korea, and China emerging as leading contributors. Overall, the systematic analysis not only maps the current landscape of VR applications in CHS but also identifies gaps in the literature, suggesting avenues for future research to further advance the integration of VR technologies in construction safety practices.