一种事故应急演练系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种事故应急演练系统，包括基础数据库，三维场景展现部件，预案管理部件和演练培训部件，其中，所述包括基础数据库，用于存储设备基础信息数据、应急预案数据和培训知识数据；所述三维场景展现部件，用于演练场景以及事故的三维可视化、场景修改、自由游历和信息查询；所述预案管理部件，主要用于预案的三维数字化展示及预案中涉及场所及周边的信息的展示；所述演练培训部件，用于建立基于网络的多个角色，减少协调环节，降低装置和／或设备操纵要求，降低演练费用。本发明专利技术能够解决桌面演练中演练过程表达不充分、演练效果差的问题，还能够解决实战演练中演练协调环节多、演练费用高等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于虚拟现实技术与数值模拟
，特别涉及一种基于虚拟现实技术 与数值模拟技术的事故应急演练系统及方法。
技术介绍
随着石油化工生产装置的大型化、复杂化，安全生产条件越来越苛刻，安全问题也 日益突出，火灾、爆炸事故不断发生，不仅造成了人员伤亡和重大财产损失，也导致了严重 的社会问题。提高事故应急处置能力对有效控制事故发展和减少事故损失有很大帮助，这 对事故应急人员有很高的要求，因此，加强对事故应急人员的培训与演练显的尤为重要。传统的事故应急演练与培训，可分为两类，一类是通过事故预案来进行的桌面演 练，这种方式基本上都是以二维平面电子地图为基础进行的，有的甚至只依靠文字与表格 描述来完成，而现实世界是一个三维的动态空间，显然一个二维的平面电子地图对现实世 界的表达是不充分的，从而演练效果较差。另外一类就是实战演练，这种方式往往需要在装置或设备上模拟一起事故，比如 实战演练时，在装置或设备上模拟一起火灾事故，然后组织应急人员进行灭火。这种演练方 式虽然有一定的实战效果，但是既耗费了大量的人力物力，又不能逼真的模拟真实事故。另 外，由于企业都是长周期连续运转，所以实战演练最好是在装置停工检修时进行，所以也受 到时间的限制。总之，实战演练具有一定的局限性。近年来发展成熟的三维虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)技术利用三维建模 技术、计算机图形技术、多媒体技术等高新技术手段，能够在计算机上构建一个逼真的三维 模拟现实场景，并且借助鼠标、键盘、数据手套、三维定位跟踪器等输入设备，能够对虚拟的 三维实体进行交互式操作。这种虚拟现实技术在医疗、娱乐等领域有广泛的应用，但是在事 故应急演练方面国内还尚没有公开专利。利用虚拟现实技术可以制作事故现场的虚拟场景，但是并不能真实的把事故的发 展过程展现出来，比如泄漏的液体或气体是如何扩散的，燃烧的过程如何体现出来，数值 模拟技术恰好可以这方面的不足。根据气体或液体的实际扩散模型，利用虚拟现实技术和 数值模拟技术的结合，可以将泄漏或扩散过程逼真的展现出来。利用虚拟现实技术和数值 模拟技术的结合，就可以在计算机上模拟任意类型、任意级别的事故，利用这种模拟的事故 进行模拟演练，可以让应急人员接触到跟多级别的的事故类型，可以使应急人员的应急反 应能力得到很大的提高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，运用三维建模软件构建如油库、加油站等重大 危险环境的三维虚拟模型及典型装置和设备的三维模型库；建立如泄漏、火灾、爆炸等不同 类型事故的虚拟场景，实现典型事故的重现；编制三维数字化事故应急预案，在计算机上实 现企业动态预案三维直观展示；建立设备管理数据库，将三维模型与其属性、事故信息有机地结合起来，实现三维模型与后台设备数据库的双向查询功能；结合生产中实际数据，开发 基于浏览器/服务器的交互式多人多角色应急演练培训系统，实现网络上的不同用户以不 同角色登录到服务器上，进行分布式应急演练与培训。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种事故应急演练系统，包括基础数据库，三 维场景展现部件，预案管理部件和演练培训部件，其中，所述包括基础数据库，用于存储设备基础信息数据、应急预案数据和培训知识数 据；所述三维场景展现部件，用于演练场景以及事故的三维可视化、场景修改、自由游 历和信息查询；所述预案管理部件，主要用于预案的三维数字化展示及预案中涉及场所及周边的 信息的展示；所述演练培训部件，用于建立基于网络的多个角色，减少协调环节，降低装置和/ 或设备操纵要求，降低演练费用。所述基础数据库，可以进一步包括设备基础信息数据库、应急预案数据库、消防 资源数据库和培训知识库；其中，所述设备基础信息数据库，用于存储设备编号、名称、物料、结构、尺寸、存储介质 fn息；所述应急预案数据库，用于存储企业的应急预案文档；所述消防资源数据库，用于存储救援资源；所述培训知识库，用于存储企业安全操作培训知识、事实数据、由专家经验得到的 启发式知识以及常识性知识。所述基础数据库，可以进一步包括三维模型库、灾害模型库和事故状态模型库， 其中，所述三维模型库，用于建立装置和/或设备的三维模型库，并为每个单独的设备 或部件建立模型档案；并用于集中管理与复用各种模型资源，保证各种资源都具有全局唯 一性，不会产生一致性冲突；并用于优化系统资源使用率，提高了三维仿真的效率；所述灾害模型库，用于对火灾、爆炸和/或泄漏事故过程进行数值模拟，建立火灾 过程、毒气扩散过程、泄漏过程的灾害类型模型数据，从而准确地反映出事故的发展过程及 形态，保证三维演练系统中事故场景的真实性与准确性；所述事故状态模型库，用于根据事故现场形态，建立事故灾害场景的事故设备残 骸模型、装置灾害后的三维模型。所述三维场景展现部件，可以用于表现渲染演练系统中的各种场景，实现三维演 练的功能，并用于提供演练系统二次开发的接口与工具。所述预案管理部件，可以用于展示预案中涉及场所及周边的单位概况、邮t邻情况、 消防车道、消防设施、消防重点部位和消防救援力量的分布；所述预案管理部件，进一步用 于预案制作并将预案进行三维展示；其中预案制作包括事故类型设定、消防力量设定、力 量部署、注意事项和预案预览。所述演练培训部件，可以包括下列模块角色演练模块用于选择群众、场所工作人员、接警人员、指挥员、观察员或单兵角色进行演练；观摩模块用于在任意时刻选择任意视角观摩演练；演练控制模块用于演练过程中，在虚拟场景中布置不同类型的事故及事故级 别；记录/编辑模块用于以影像及声音记录演练过程，编辑形成演练档案；演练考核模块用于对演练过程进行评价、考核，并和已有预案进行对比，找出演 练过程中的不足，对应急预案做进一步的修订；培训模块用于对装置、设备、消防器械操作使用说明展示，及企业事故案例展示。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种事故应急演练系统的使用方法，包括 以下步骤启动系统启动各个控制系统，打开客户端或服务器端；权限根据输入的用户，检测或选择不同的身份进入系统；预案制作包括灾害设定、消防力量设定、力量部署、注意事项和预案预览；动态标注在3D场景中进行消防力量和消防资源的部署，调派各力量的工作任 务、安排进攻路线、进行工作区划；文字信息消防灭火救援预案中的组织结构、联系人、注意事项；三维表现将消防灭火救援行动流程表现；预案库对预案进行统一管理；查询预案对预案的使用，包括查询、演示和同步标绘；调整预案预案的修订和补充；创建演练以此权限进入系统，初始化演练环境；加入演练以此权限进入系统，加入到一个已存在的演练环境；选择类型创建演练环境时，创建针对预案的演练或是随机演练；随机演练通过选择各种设置，初始化演练场景；设置场景当选取随机演练时，要设置演练场地的相关信息；设置任务当选取随机演练时，要设置在演练场景内发生的灾害和突发事件；设置演练者分配参加者在演练过程中的职能；干预操作在演练过程中，动态加入突发事件；进行演练参与演练；观摩演练在演练过程中，能够全程、自由观摩；记录演练记录演练的过程数据；考核演练对演练的结果进行考核，以及对预案的执行程度和预案本身可操作性 进行评估；察看演练结果、总结观看演练回放，各方对演练进行总结；是否退出是否得到用户退出的消息；退出系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种事故应急演练系统，其特征在于，包括基础数据库，三维场景展现部件，预案管理部件和演练培训部件，其中，　　所述包括基础数据库，用于存储设备基础信息数据、应急预案数据和培训知识数据；　　所述三维场景展现部件，用于演练场景以及事故的三维可视化、场景修改、自由游历和信息查询；　　所述预案管理部件，用于预案的三维数字化展示及预案中涉及场所及周边的信息的展示；　　所述演练培训部件，用于建立基于网络的多个角色，减少协调环节，降低装置和／或设备操纵要求，降低演练费用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，王正，袁纪武，翟良云，
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：11[中国|北京]