一种油气站场应急演练模拟系统及其效果评估方法技术方案

本发明专利技术公开了一种油气站场应急演练模拟系统及其效果评估方法，系统包括油气站场仿真模拟平台监管端平台和VR操作设备；仿真模拟平台，用于构建场区3D全景模型，并模拟场区内各设备的运行状态；监管端平台包括数据采集模块和场景展示模块，VR操作设备，用于获取参训人员眼睛移动，运动路线和手部操作，并将上述操作映射到场区仿真模拟平台中，实现参训人员与3D场景的动态交互，对出现的事故进行处理。方法包括(1)使用CFD软件模拟油气站场区有毒气体泄漏扩散动态场景；(2)将有毒气体泄漏数据嵌入到仿真模拟系统中；(3)通过时间和生命值两个维度，判断空气呼吸器配置位置及数量是否满足应急需求。满足应急需求。满足应急需求。

【技术实现步骤摘要】
一种油气站场应急演练模拟系统及其效果评估方法


[0001]本专利技术涉及油气信息
，特别涉及一种油气站场应急演练模拟系统及其效果评估方法。

技术介绍

[0002]石油化工行业存在火灾、爆炸、中毒等众多潜在事故，因此针对该行业的应急装备配置研究具有非常重要的意义。空气呼吸器也称消防面具，是一种重要的应急救援装备，广泛应用于消防、化工、船舶、石油、冶炼、仓库、实验室、矿山等行业，供消防人员或抢险救护人员在浓烟、毒气、蒸汽或缺氧等各种环境下安全有效地进行灭火，抢险救灾和救护工作。
[0003]以空气呼吸器为例，由于现实实验耗时长、费用昂贵、组织复杂、可重复性差等缺点，现阶段对于石油化工行业空气呼吸器配置的研究依然依赖于行业经验、定性分析、抽象算法等方式，缺乏直观具体、身临其境的定量化评估研究，无法满足当前及未来石油化工行业对于空气呼吸器配置数量及位置的研究需要。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种油气站场应急演练模拟系统及其效果评估方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
[0005]本专利技术提供的一种油气站场应急演练模拟系统，其改进之处在于，所述系统包括油气站场仿真模拟平台监管端平台和VR操作设备；
[0006]所述油气站场仿真模拟平台，用于构建油气站场3D全景模型，并模拟场区内各设备的运行状态；
[0007]所述监管端平台包括数据采集模块和场景展示模块；
[0008]所述数据采集模块用于监听场景数据数值变化，并对数据进行处理和显示；
[0009]所述场景展示模块为根据油气站场的现场调研和现场图纸，结合卫星图来对现场场区进行整体建模；
[0010]所述VR操作设备，用于获取参训人员眼睛移动，运动路线和手部操作，并将上述操作映射到油气站场仿真模拟平台中，实现参训人员与3D场景的动态交互，对出现的事故进行处理。
[0011]优选的，所述油气站场仿真模拟平台包括设备模型、行动路线生成模块、多人协同模块、生命值记录模块、演练报告模块；
[0012]所述设备模型为采用Unity 3D开发引擎，采用PBR次时代建模技术构建场景三维模型；
[0013]所述行动路线生成模块采用Unity LineRenderer组件生成，渲染在一个正交相机上达成小地图的效果；
[0014]所述生命值记录模块，用于当训练开始学员生成时，会分配一个int类型变量代表学员的生命值，生命值会随着学员进行各种高危操作时减少，当学员生命值发生变化时会通过服务器像其他客户端进行广播同步；
[0015]所述演练报告模块，用于当训练开始会根据当前的训练内容生成一个对应的数据收集类，数据收集类会根据需求来对场景中的数据进行收集。
[0016]优选的，所述生命值记录模块中学员的生命值仅在学员操控的客户端上进行运算并发送，其余客户端此学员的生命值仅需通过接收到的网络数据进行同步，以确保在多人联机下各客户端间数据的准确性。
[0017]优选的，所述演练报告模块还用于当训练结束时，数据收集类会生成对应格式的数据类，报告生成类会从数据收集类中拿到生成的数据类并显示在结束页面的总结中，或根据需求会保存在本地。
[0018]本专利技术基于另一目的还提供一种油气站场应急演练模拟效果评估方法，其改进之处在于，所述方法包括
[0019](1)使用CFD软件模拟油气站场有毒气体泄漏扩散动态场景；
[0020](2)将有毒气体泄漏数据嵌入到仿真模拟系统中；
[0021](3)通过时间和生命值两个维度，判断空气呼吸器配置位置及数量是否满足应急需求。
[0022]优选的，所述步骤(2)包括有毒气体泄漏数据包括泄漏口尺寸规格、泄漏位置、泄漏速率和环境因素。
[0023]优选的，所述步骤(3)包括
[0024]3‑
1判断泄漏气体的流动状态；
[0025]3‑
2将整个应急处置过程划分为n个子阶段；
[0026]3‑
3通过公式对空气呼吸器的配置数量及位置进行判断；
[0027]3‑
4对任意人员满足HPj≥70进行判断；
[0028]3‑
5若不满足3
‑
3或3
‑
4，则应急效能得分S＝0，空气呼吸器的数量和位置无法满足应急处置需求，进行进行优化调整；
[0029]3‑
6若满足3
‑
3或3
‑
4，则应急效能得分S满足
[0030][0031]式中，f(t)为应急效能得分中随应急处置总时间t
tol
变化的分数，该函数符合线性规律。
[0032]进一步的，所述步骤3
‑
2中每一阶段所需时间为t1、t2、t3……
t
n
；整个应急处置过程容许的时长极限为t
tol
。
[0033]进一步的，所述步骤3
‑
4中人员生命值为HP，在人员未受到伤害时，生命值HP＝100；当70≤HP＜100时，人员处于轻伤状态；当30≤HP＜70时，人员处于重伤状态；当0＜HP＜30时，人员处于濒死状态；当HP＝0时，人员死亡；其中，j＝1、2
……
m。
[0034]进一步的，所述设定期望应急效能得分为E，若S≥E，则空气呼吸器的配置数量和
位置才满足应急处置需求；若S≤E，则需分析实验人员路径选择、资源配置点依存度、事故风险演变和人员生命值剩余因素，对空气呼吸器的数量和位置进行优化配置，重复上述步骤，直至满足要求。
[0035]本专利技术实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0036]本专利技术的提供一种基于VR系统的空气呼吸器配置数量及位置适合性评估方法，合理配置和布局空气呼吸器，在发生泄漏时，能准确、快速地获取空气呼吸器，解决耗时长、数量不足等问题。
[0037]本专利技术针对目前在应急资源配置及应急能力评估体系研究方面存在的问题，以VR多人协同演练平台为载体，结合CFD计算流体力学软件的事故后果模拟数据，建立空气呼吸器配置数量及位置适合性评估方法，有效提升石油化工行业的应急资源配置能力。
[0038]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。
附图说明
[0039]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0040]图1为本专利技术实施例提供的一种油气站场应急演练模拟系统流程示意图；
[0041]图2为本专利技术实施例提供的一种油气站场应急演练模拟效果评估方法流程示意图；
[0042]图3为本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油气站场应急演练模拟系统，其特征在于，所述系统包括油气站场仿真模拟平台监管端平台和VR操作设备；所述油气站场仿真模拟平台，用于构建油气站场3D全景模型，并模拟场区内各设备的运行状态；所述监管端平台包括数据采集模块和场景展示模块；所述数据采集模块用于监听场景数据数值变化，并对数据进行处理和显示；所述场景展示模块为根据油气站场的现场调研和现场图纸，结合卫星图来对现场场区进行整体建模；所述VR操作设备，用于获取参训人员眼睛移动，运动路线和手部操作，并将上述操作映射到油气站场仿真模拟平台中，实现参训人员与3D场景的动态交互，对出现的事故进行处理。2.根据权利要求1所述的一种油气站场应急演练模拟系统，其特征在于，所述油气站场仿真模拟平台包括设备模型、行动路线生成模块、多人协同模块、生命值记录模块、演练报告模块；所述设备模型为采用Unity 3D开发引擎，采用PBR次时代建模技术构建场景三维模型；所述行动路线生成模块采用Unity LineRenderer组件生成，渲染在一个正交相机上达成小地图的效果；所述生命值记录模块，用于当训练开始学员生成时，会分配一个int类型变量代表学员的生命值，生命值会随着学员进行各种高危操作时减少，当学员生命值发生变化时会通过服务器像其他客户端进行广播同步；所述演练报告模块，用于当训练开始会根据当前的训练内容生成一个对应的数据收集类，数据收集类会根据需求来对场景中的数据进行收集。3.根据权利要求1所述的一种油气站场应急演练模拟系统，其特征在于，所述生命值记录模块中学员的生命值仅在学员操控的客户端上进行运算并发送，其余客户端此学员的生命值仅需通过接收到的网络数据进行同步，以确保在多人联机下各客户端间数据的准确性。4.根据权利要求1所述的一种油气站场应急演练模拟系统，其特征在于，所述演练报告模块还用于当训练结束时，数据收集类会生成对应格式的数据类，报告生成类会从数据收集类中拿到生成的数据类并显示在结束页面的总结中，或根据需求会保存在本地。5.一种油气站场应急演练模拟效果评估方法，其特征在于，所述方法包括(1)使用CFD软件模拟油气站场有毒气体泄漏扩散动态场景；(2)将有毒气体泄漏数据嵌入到仿真模拟系统中；(3)通过时间和生命值两个维度，判断空气呼吸器配置位置及数量是否满足应急需求。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡芳芳，朱丽国，王强，齐静静，杨帆，孙友春，张鲁，王伟斌，刘洋，杜帆，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司胜利油田检测评价研究有限公司，
类型：发明
国别省市：