本发明专利技术公开了一种分布式虚拟仿真地震应用演练系统，包括：地震环境资源数据库、沉浸显示与交互子系统、逃生预案生成子系统、建模与仿真子系统、三维视景实时渲染子系统、虚拟演练评估子系统、虚拟演练记录与回放子系统以及通讯子系统。将分布式交互仿真技术以及虚拟环境建模方法用于地震应急演练技术中，将HLA高层体系框架结构作为分布式交互仿真所遵循的规范，对地震灾害场景仿真模拟和地震应急演练虚拟仿真演练技术进行必要的设备和虚拟环境中对象进行交互的技术开发，产生沉浸于等同真实环境的感受和体验，从而增强受训者的临场感觉，提升地震应急管理人员的快速反应和应急处置能力。置能力。置能力。
【技术实现步骤摘要】
一种分布式虚拟仿真地震应急演练系统
[0001]本专利技术属于应急培训
，尤其涉及一种分布式虚拟仿真地震应急演练系统。
技术介绍
[0002]地震是一种破坏性极大的突发性自然灾害，利用计算机模拟现实的现有技术，通过地震灾害过程的仿真建模方法与再现技术，创造一种接近真实的虚拟地震灾害现场环境，为地震应急救援处置演练平台中地震灾害场景预案编辑器和三维视景实时渲染子系统的研究奠定基础。然而现有技术的应急演练系统仍然以开展实战模拟演练为主，并且由于地震现场的复杂性，模拟的灾害场景区域具有一定的局限性，模拟灾害现场绘制的运算量大不能满足实时仿真演练的要求。此外，由于没有使用分布式技术，无法满足对于仿真提出的仿真应用见互操作性以实现不同类型的仿真应用之间无缝链接的要求，如将基于等时间步长的实时连续系统仿真、实际的C4I系统集成到一个分布交互的综合环境中。仿真也无法与虚拟现实设备有机结合，无法形成时间和空间上能够相互耦合，参与者可自由与环境交互，完成演练的目标。目前上没有成熟的应用系统，能够利用先进的三维可视化、虚拟仿真技术与计算机网络，把分散在不同地点的软、硬件设备与有关人员“连接”起来，在人工合成的“受灾环境”中形成一个在时间和空间上进行协同救援的虚拟救援演练。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提供一种分布式虚拟仿真地震应用演练系统，将分布式交互仿真技术以及虚拟环境建模方法用于地震应急演练技术中，将HLA(高层体系框架结构)作为分布式交互仿真所遵循的规范，对地震灾害场景仿真模拟和地震应急演练虚拟仿真演练技术进行必要的设备和虚拟环境中对象进行交互的技术开发，产生沉浸于等同真实环境的感受和体验，从而增强受训者的临场感觉，提升地震应急管理人员的快速反应和应急处置能力。
[0004]本专利技术提供了一种分布式虚拟仿真地震应急演练系统，包括：
[0005]地震环境资源数据库、沉浸显示与交互子系统、逃生预案生成子系统、建模与仿真子系统、三维视景实时渲染子系统、虚拟演练评估子系统、虚拟演练记录与回放子系统以及通讯子系统。
[0006]优选的，所述系统选用高层体系结构HLA作为分布式系统的仿真技术框架，使用HLA中的核心部分RTI作为分布式系统的仿真运行的支撑环境。
[0007]优选的，所述地震环境资源数据库包括：
[0008](1)地震学理论知识库：涵盖地球物理基本知识、震源、震中、震级、覆盖范围、损毁范围等基本概念，以及等级评估等和地震学相关的各种理论知识，演练过程中可以根据需要选择性调阅学习相关的知识内容，展现方式和手段包括：文字、图片、视频、3D建模和虚拟仿真；
[0009](2)地震救援方法知识库：涵盖各种关于地震救援方面的理论方法和历史案例的
成功经验介绍分析，演练者可以根据需要选择性调阅学习相关的知识内容，展现方式和手段包括：文字、图片、视频、3D建模和虚拟仿真；
[0010](3)逃生方法知识库：涵盖各种关于地震逃生专利技术的方法和理论知识以及历史案例中成功的逃生案例分析，演练者可以根据需要选择性调阅学习相关的知识内容，展现方式和手段包括：文字、图片、视频、3D建模和虚拟仿真；
[0011](4)救援工具库：系统内置各种通过3D建模构建的应急救援工具，如车辆、帐篷、撬杠、千斤顶、起重机、升降车、无人机等救援设施，用户在教学和仿真实训过程中，可以根据需要实时从工具箱中打开所需要的“救援工具模型”，每一个“三维工具”均配套相应的文字介绍和相关数据；也包括各种场景的救援工具的图片、位置和视频介绍；
[0012](5)历史典型案例库：系统内置多个典型地震案例供演练者调阅、学习和参考，如阪神大地震、唐山大地震、汶川大地震等，每个案例配备丰富的历史影像和文字介绍，内容涉及该地震的基本成因、破坏程度、震源、震中、震级、覆盖范围、损毁范围、人员伤亡以及逃生和应急救援过程的经验教学案例分析。
[0013]优选的，所述逃生预案生成子系统从虚拟应急演练出发，以相关领域的同一概念描述库为背景结合自然环境数据进行概念预案建模；然后概念预案模型通过地震灾害预案编辑器，结合实体模型数据，映射到可以运行的仿真预案模型，最终进行仿真运行，得到仿真结果；所述逃生预案生成子系统作为整个系统的出题系统，通过预案编辑，生成各种情况，各种条件的突发公共安全事件，包括生成演练的场景，突发公共事件的仿真建模方法，通过演练的公共安全事件预案，在平台上演练针对不同公共安全事件的应急指挥处理机制，包括救援资源配置，用户可配置和调度应急救援资源和设施，如救援人员、救援车辆、工程车帘给、急救车辆、医护人员、帐篷被褥等救援设施的位置、数量、调度和分配，并在特定的地点编辑具体的数量(使用不同的符号、颜色名称等)，用户可以向不同的救援地点和救援队员配置不同数量的救援资源和设施，推送合适的救援路线信息、资源配置信息或救援方案信息等，为救援人员提供切实可行的数据、资源和技术支撑，编辑、设置好的各类应急救援数据会被保存至一个或多个固定的配置文件，结合当前的三维场景，最终形成一个或多个的救援方案文件，为教学试验、救援演练和仿真实训提供直观的可视化环境和技术支撑，用户可实时打开模拟场景和配置进行逃生、应急管理、救援教学实训等演练内容。
[0014]优选的，所述沉浸显示与交互子系统直接与受训者交互，并实时采集来自受训者的交互动作，所述交互信息传递给三维视景实时渲染子系统。
[0015]优选的，所述三维视景实时渲染子系统包括突发安全事件周围地形、地貌、建筑、车辆等实体以及受灾过程的表现的模拟；以及根据用户指令，实时场景漫游。
[0016]优选的，所述建模与仿真子系统用于生成系统所需要的各种模型，并实时运行这些模型，模型运行的结果将实时提交给三维视景实时渲染子系统，随之将用户交互的结果反馈给建模与仿真子系统，建模与仿真子系统根据用户的交互，得到新的模型运行结果，再实时提交给三维视景实时渲染子系统。
[0017]优选的，所述虚拟演练记录与回放子系统建立一种时态连接，把虚拟演练过程中记录的各场景运行状态录像和专家的评定按照时态顺序保存，并组织起来，在回放时，读出这些记录，按时态顺序显示各场景运行状态和专家的评定；虚拟演练记录与回放子系统与演练资源管理子系统紧密结合，利用演练资源管理子系统存储记录模块得到的日志，检索
并读出这些需要的记录，用于回放录像或输出专家评语。
[0018]优选的，所述虚拟演练评估子系统用于对应急演练效果的评估，在演练评估前，需要建立演练评估的指标体系，评估指标的选择是由系统任务需求牵引的。
[0019]优选的，所述通讯子系统为千兆高速以太网。
[0020]该分布式虚拟仿真地震应急演练系统的设计方法，包括：
[0021]1、预案加载与运行控制流程，包括：
[0022](1)登录：用户输入用户名和密码，只有管理员权限的用户才可以登录逃生预案生成子系统，用户的创建及其权限的设定由用户管理系统设定。
[0023](2)预案检索。用户登本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种分布式虚拟仿真地震应用演练系统，其特征在于，包括：地震环境资源数据库、沉浸显示与交互子系统、逃生预案生成子系统、建模与仿真子系统、三维视景实时渲染子系统、虚拟演练评估子系统、虚拟演练记录与回放子系统以及通讯子系统。2.根据权利要求1所述的一种分布式虚拟仿真地震应用演练系统，其特征在于，所述分布式虚拟仿真地震应用演练系统选用高层体系结构HLA作为分布式系统的仿真技术框架，使用HLA中的核心部分RTI作为分布式系统的仿真运行的支撑环境。3.根据权利要求1所述的一种分布式虚拟仿真地震应用演练系统，其特征在于，所述地震环境资源数据库包括：(1)地震学理论知识库：涵盖地球物理基本知识、震源、震中、震级、覆盖范围、损毁范围等基本概念，以及等级评估等和地震学相关的各种理论知识。演练过程中可以根据需要选择性调阅学习相关的知识内容，展现方式和手段包括：文字、图片、视频、3D建模和虚拟仿真；(2)地震救援方法知识库：涵盖各种关于地震救援方面的理论方法和历史案例的成功经验介绍分析，演练者可以根据需要选择性调阅学习相关的知识内容，展现方式和手段包括：文字、图片、视频、3D建模和虚拟仿真；(3)逃生方法知识库：涵盖各种关于地震逃生发明的方法和理论知识以及历史案例中成功的逃生案例分析，演练者可以根据需要选择性调阅学习相关的知识内容，展现方式和手段包括：文字、图片、视频、3D建模和虚拟仿真；(4)救援工具库：系统内置各种通过3D建模构建的应急救援工具，如车辆、帐篷、撬杠、千斤顶、起重机、升降车、无人机等救援设施，用户在教学和仿真实训过程中，可以根据需要实时从工具箱中打开所需要的“救援工具模型”，每一个“三维工具”均配套相应的文字介绍和相关数据；也包括各种场景的救援工具的图片、位置和视频介绍；(5)历史典型案例库：系统内置多个典型地震案例供演练者调阅、学习和参考，如阪神大地震、唐山大地震、汶川大地震等，每个案例配备丰富的历史影像和文字介绍，内容涉及该地震的基本成因、破坏程度、震源、震中、震级、覆盖范围、损毁范围、人员伤亡以及逃生和应急救援过程的经验教学案例分析。4.根据权利要求1所述的一种分布式虚拟仿真地震应用演练系统，其特征在于，所述逃生预案生成子系统从虚拟应急演练出发，以相关领域的同一概念描述库为背景结合自然环境数据进行概念预案建模；然后概念预案模型通过地震灾害预案编辑器，结合实体模型数据，映射到可以运行的仿真预案模型，最终进行仿真运行，得到仿真结果；所述逃生预案生成子系...
【专利技术属性】
技术研发人员：许沁舒，杨玲，姚翔，王海良，王冠琼，高菁慧，孙虎，董炳燕，陶巨，
申请(专利权)人：新兴际华集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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