石化火灾场景多感知应急训练系统技术方案

本发明专利技术涉及一种石化火灾场景多感知应急训练系统，主要解决现有技术中交互性不足、场景感知度较低的问题。本发明专利技术通过采用一种石化火灾场景多感知应急训练系统，提供基于B/S架构的石化火灾场景多感知应急训练系统，包括3D驱动引擎、热通量感知仪模块、装备操作模块、基础知识数据库模块、场景数据库模块、桌面推演考核评估模块、服务器及客户端电脑的技术方案较好地解决了上述问题，可用于石化火灾场景多感知应急训练中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石化火灾场景多感知应急训练系统。
技术介绍
灭火和应急救援是消防战训工作的重要内容之一。而石油化工企业火灾事故的特殊性和灭火救援任务的危险性，使得应急消防救援训练成为提高石化企业消防人员临场实战能力、效率的有效途径和重要工作。然而目前的消防训练存在着事故场景针对性不足、感知性不足、交互性不足、科学性低、缺乏训练手段和工具等问题，使得针对重点目标，制定全面的应急预案，并以此开展多感知灭火救援应急训练，是提高专职消防部队临场实战能力的有效途径。CN201410035247.7涉及一种消防模拟装置，特别涉及一种带压应急堵漏消防模拟训练装置，包括模拟泄漏罐体，该罐体的前部为常温带压罐体，后部为低温带压罐体。该常温带压罐体空腔内配置发电机，供应整个带压应急堵漏消防模拟训练装置的电量。通过该发电机发电后供电给电机，驱动水泵将水箱内的水增压后分成两路，通过管路输送至整个装置上的各个泄漏点。同时通过电控箱控制不同泄漏点的开、关闭状态，并开启烟雾发生器和发声器的电源。随着三维建模与仿真技术的快速发展，计算机多感知技术的灭火救援模拟训练以其特有的优点越来越受到消防部门的重视。计算机多感知技术模拟不再仅仅是火灾科学基础研究的主要手段，也为模拟真实灾害环境下的抢险救援组织指挥，增强消防救援队伍对突发事故现场的临场处置能力，提供了重要技术手段。针对石油化工灾害事故，利用计算机多感知技术模拟生成各种环境条件下的虚拟事故场景，受训对象依据应急救援战术原则进行指挥决策，调动和部署抢险救援力量，形成战斗方案，控制事故的发展和蔓延。虚拟事故场景也随着战斗方案的执行实时产生动态的多种感知形式的仿真效果，为受训对象创建一个具有高度沉浸感、多种感知形式的训练环境。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中交互性不足、场景感知度较低的问题，提供一种新的石化火灾场景多感知应急训练系统。该系统用于石化火灾场景多感知应急训练中，具有交互性足、场景感知度较高的优点。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种石化火灾场景多感知应急训练系统，提供基于B/S架构的石化火灾场景多感知应急训练系统，包括3D驱动引擎、热通量感知仪模块、装备操作模块、基础知识数据库模块、场景数据库模块、桌面推演考核评估模块、服务器及客户端电脑，所述3D驱动引擎包括对场景数据库的组织和管理，定制漫游状态机制，实现碰撞检测，实时消隐，层次细节纹理映射，实时估算消防装备射流轨迹、形态，实时模拟事故后果仿真，数值模拟热辐射、泄漏、爆炸影响范围，支持数据的输入/输出设备；所述热通量感知仪模块包括对热通量的动态调整和精确控制、热通量感知仪及与之相连的传感器；所述装备操作模块包括消防装备操作培训课件、消防操控面板及与之相连的传感器；所述基础知识数据库模块包含基础知识培训课件数据库，基础知识考核题库、自动评分及成绩管理；所述场景数据库模块包括石油化工装置、消防装备基础数据库，石油化工装置、消防装备模型库，典型灾害模型库；桌面推演考核评估模块包括石化火灾事故桌面演练逻辑库、演练评估及情景考核；3D驱动引擎、基础知识数据库、场景数据库、桌面演练逻辑库内置于服务器，3D驱动引擎用于接收并处理所述虚拟训练系统中各传感器接收到的参训者动作信号，控制虚拟场景中角色做出对应动作，场景数据库为虚拟训练提供数字化场景；热通量感知仪、消防操控面板与客户端电脑终端通过USB接口连接；主要技术方案包括：(1)数据管理，系统基于SQLSERVER数据库，利用JavaScript语言在网页前台开发了一套支持基本地理信息数据、模型、设备、场景数据的上传、下载、浏览、管理、删除功能，通过可视化的操作管理基础数据和模型属性数据；(2)消防基础知识学习，将石化行业消防基础知识进行梳理分类，按照类别对基础知识课件进行管理，实现课件的在线学习播放及后台维护管理，可针对消防专业知识题库进行在线考核、评分；(3)消防装备培训，将已有消防车、消防设备的培训操作手册，进行功能梳理，开发成可供学习、操作的三维仿真培训课件，通过虚拟课件开关、按钮的操作控制，来掌握装备的操作步骤与要领；(4)消防指挥桌面推演，主要分为消防预案和消防演练两大模块，系统根据对消防作战及其力量部署的研究，系统将消防活动参与者抽象为消防角色，每一个角色的职能任务抽象为消防动作，通过消防角色与消防动作的构建与逻辑编辑，形成一套比较完整的消防应急预案系统，系统支持消防预案的播放、暂停、停止以及时间轴拖动播放机制，演练模式为用户提供了虚拟交互式进行消防演练的软件操作平台，用户可以方便地在系统中进行多种消防演练指挥桌面推演，也支持多人多台机器同时进行同一消防事故处置。本专利技术针对现有技术的不足和石油化工火灾场景应急训练技术的实际需求，提供一种基于硬件交互的多感知三维虚拟培训系统，利用热通量感知仪、消防操控面板等虚拟现实硬件设备和自主研发的3D(三维)驱动软件，生成逼真的石油化工装置虚拟场景和典型事故场景，受训者可以真实地完成消防装备操作模拟和事故应急虚拟演练，以提高石化专职消防队虚拟培训的真实性和培训效果。为实现上述目的，本专利技术提供基于B/S架构的石化火灾场景多感知应急训练系统包括3D驱动引擎、热通量感知仪模块、装备操作模块、基础知识数据库(含考核题库)模块、场景数据库模块、桌面推演考核评估模块、服务器及客户端电脑构成。所述3D驱动引擎包括对场景数据库的组织和管理，定制漫游状态机制，实现碰撞检测，实时消隐，层次细节纹理映射，实时估算消防装备射流轨迹、形态，实时模拟事故后果仿真，数值模拟热辐射、泄漏、爆炸影响范围，支持数据的输入/输出设备；所述热通量感知仪模块包括对热通量的动态调整和精确控制、热通量感知仪及与之相连的传感器；所述装备操作模块包括消防装备操作培训课件、消防操控面板及与之相连的传感器；所述基础知识数据库(含考核题库)模块包含基础知识培训课件数据库，基础知识考核题库、自动评分及成绩管理；所述场景数据库模块包括石油化工装置、消防装备基础数据库，石油化工装置、消防装备模型库，典型灾害模型库；桌面推演考核评估模块包括石化火灾事故桌面演练逻辑库、演练评估及情景考核；3D驱动引擎、基础知识数据库(含考核题库)、场景数据库、桌面演练逻辑库内置于服务器，3D驱动引擎用于接收并处理所述虚拟训练系统中各传感器接收到的参训者动作信号，控制虚拟场景中角色做出对应动作，场景数据库为虚拟训练提供数字化场景；热通量感知仪、消防操控面板与客户端电脑终端通过USB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石化火灾场景多感知应急训练系统，提供基于B/S架构的石化火灾场景多感知应急训练系统，包括3D驱动引擎、热通量感知仪模块、装备操作模块、基础知识数据库模块、场景数据库模块、桌面推演考核评估模块、服务器及客户端电脑，所述3D驱动引擎包括对场景数据库的组织和管理，定制漫游状态机制，实现碰撞检测，实时消隐，层次细节纹理映射，实时估算消防装备射流轨迹、形态，实时模拟事故后果仿真，数值模拟热辐射、泄漏、爆炸影响范围，支持数据的输入/输出设备；所述热通量感知仪模块包括对热通量的动态调整和精确控制、热通量感知仪及与之相连的传感器；所述装备操作模块包括消防装备操作培训课件、消防操控面板及与之相连的传感器；所述基础知识数据库模块包含基础知识培训课件数据库，基础知识考核题库、自动评分及成绩管理；所述场景数据库模块包括石油化工装置、消防装备基础数据库，石油化工装置、消防装备模型库，典型灾害模型库；桌面推演考核评估模块包括石化火灾事故桌面演练逻辑库、演练评估及情景考核；3D驱动引擎、基础知识数据库、场景数据库、桌面演练逻辑库内置于服务器，3D驱动引擎用于接收并处理所述虚拟训练系统中各传感器接收到的参训者动作信号，控制虚拟场景中角色做出对应动作，场景数据库为虚拟训练提供数字化场景；热通量感知仪、消防操控面板与客户端电脑终端通过USB接口连接；主要技术方案包括：(1)数据管理，系统基于SQL SERVER数据库，利用JavaScript语言在网页前台开发了一套支持基本地理信息数据、模型、设备、场景数据的上传、下载、浏览、管理、删除功能，通过可视化的操作管理基础数据和模型属性数据；(2)消防基础知识学习，将石化行业消防基础知识进行梳理分类，按照类别对基础知识课件进行管理，实现课件的在线学习播放及后台维护管理，可针对消防专业知识题库进行在线考核、评分；(3)消防装备培训，将已有消防车、消防设备的培训操作手册，进行功能梳理，开发成可供学习、操作的三维仿真培训课件，通过虚拟课件开关、按钮的操作控制，来掌握装备的操作步骤与要领；(4)消防指挥桌面推演，主要分为消防预案和消防演练两大模块，系统根据对消防作战及其力量部署的研究，系统将消防活动参与者抽象为消防角色，每一个角色的职能任务抽象为消防动作，通过消防角色与消防动作的构建与逻辑编辑，形成一套比较完整的消防应急预案系统，系统支持消防预案的播放、暂停、停止以及时间轴拖动播放机制，演练模式为用户提供了虚拟交互式进行消防演练的软件操作平台，用户可以方便地在系统中进行多种消防演练指挥桌面推演，也支持多人多台机器同时进行同一消防事故处置。...

【技术特征摘要】
1.一种石化火灾场景多感知应急训练系统，提供基于B/S架构的石化火灾场景多感知应
急训练系统，包括3D驱动引擎、热通量感知仪模块、装备操作模块、基础知识数据库模
块、场景数据库模块、桌面推演考核评估模块、服务器及客户端电脑，所述3D驱动引擎
包括对场景数据库的组织和管理，定制漫游状态机制，实现碰撞检测，实时消隐，层次细
节纹理映射，实时估算消防装备射流轨迹、形态，实时模拟事故后果仿真，数值模拟热辐
射、泄漏、爆炸影响范围，支持数据的输入/输出设备；所述热通量感知仪模块包括对热通
量的动态调整和精确控制、热通量感知仪及与之相连的传感器；所述装备操作模块包括消
防装备操作培训课件、消防操控面板及与之相连的传感器；所述基础知识数据库模块包含
基础知识培训课件数据库，基础知识考核题库、自动评分及成绩管理；所述场景数据库模
块包括石油化工装置、消防装备基础数据库，石油化工装置、消防装备模型库，典型灾害
模型库；桌面推演考核评估模块包括石化火灾事故桌面演练逻辑库、演练评估及情景考核；
3D驱动引擎、基础知识数据库、场景数据库、桌面演练逻辑库内置于服务器，3D驱动引
擎用于接收并处理所述虚拟训练系统中各传感器接收到的参训者动作信号，控制虚拟场景
中角色做出对应动作，场景数据库为虚拟训练提供数字化场景；热通量感知仪、消防操控<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智临，袁纪武，李磊，王春，刘刚，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11