一种基于虚拟现实设备的轮渡应急协同处置训练系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于虚拟现实设备的轮渡应急协同处置训练系统，通过模型构建模块用于构建轮渡虚拟模型；协同推演服务器根据虚拟的轮渡事件脚本模型设置应急事件演练脚本文件，并通过控制指令设定模块对各演习角色的进行演练任务分配；虚拟现实交互模块根据分配的所述演练任务，实现各演习角色对急事件的协同演练获取推演数据，通过演练评估模块根据协同推演数据库中推演数据进行成绩判定

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟现实设备的轮渡应急协同处置训练系统


[0001]本专利技术涉及虚拟现实与仿真技术应用领域，尤其涉及一种基于虚拟现实设备的轮渡应急协同处置训练系统
。

技术介绍

[0002]轮渡作为一种主要海上交通工具，其远离陆地的特性，在发生突发事件时，各支援单位短时间内提供的支持力量有限，故而轮渡处置人员的临时应急处置能力显得十分重要，且根据交通运输部颁布的
《
船舶保安计划
》
，船舶进行保安演习的最长时间间隔不超过
18
个月，然而当前轮渡保安演习基本采用实地演习方式
。
[0003]传统的实地演习方式训练存在着无法克服的弊端，首先是投入成本很高，每一次演习的准备工作都需调动大量的人员资源
、
物力资源以及一定的准备周期，这使得演习开展的频率很难得到保障；其次是受各种复杂环境因素的限制，实际模拟出完美的事故场景的概率很低，甚至有的事故场景无法实际模拟，演习事件真实度存在欠缺，而且真实模拟的环境也存在不安全因素，无法保障应急演练的绝对安全
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于虚拟现实设备的轮渡应急协同处置训练系统，以克服上述技术问题
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种基于虚拟现实设备的轮渡应急协同处置训练系统，包括模型构件模块与通过局域网交换机通信的协同推演服务器
、
多个协同模拟训练模块
、
虚拟现实交互模块
、
控制指令设定模块以及演练评估模块；
[0007]所述模型构建模块与所述协同推演服务器通信连接，且所述模型构建模块用于构建轮渡虚拟模型；所述轮渡虚拟模型包括虚拟的轮渡场景模型
、
虚拟的轮渡应急设备模型以及虚拟的轮渡事件脚本模型；
[0008]所述协同推演服务器用于根据所述虚拟的轮渡事件脚本模型设置多个应急事件演练脚本文件，并通过设置所述应急事件演练脚本文件的推演参数，获取不同演练难易等级的应急事件演练脚本文件；
[0009]且通过所述协同推演服务器选择预置存储的多个演习角色信息与协同模拟训练模块信息，将所述应急事件演练脚本文件与多个演习角色信息发送至相应的所述协同模拟训练模块；
[0010]所述控制指令设定模块用于根据所述应急事件演练脚本文件，对各所述演习角色的进行演练任务分配；
[0011]所述协同模拟训练模块与虚拟现实交互模块通信，且所述虚拟现实交互模块根据分配的所述演练任务，实现各所述演习角色对应急事件的协同演练，获取协同演练的推演数据；
[0012]所述推演数据包括所述演习角色各分配任务的完成时间值，分配任务数量以及各分配任务的完成时间值与对应分配任务完成预设总时间的比值；
[0013]并将所述推演数据发送至协同推演数据库存储；
[0014]所述演练评估模块用于根据协同推演数据库中所述推演数据进行成绩判定，获取应急协同处置训练评分结果
。
[0015]进一步的，所述模型构建模块构建轮渡虚拟模型，包括以下步骤
[0016]确认轮渡模型的层级结构，所述层级结构至少包括轮渡客舱构型
、
走廊
、
大厅
、
救生设备
、
应急设备以及消防设备的空间摆放；
[0017]采用
3DMax
工具根据所述层级结构对轮渡建设图纸进行等比创建三维轮渡模型；
[0018]通过法线烘培的方法生成轮渡的高模和低模，将所述高模展现在面数的低模上，获取所述三维轮渡模型并生成轮渡
fbx
模型文件；
[0019]将所述轮渡
fbx
模型文件导入
unity3d
虚拟引擎生成优化的三维轮渡模型，编辑所述
unity3d
虚拟引擎的
shader
文件与材质球对三维轮渡模型进行纹理渲染；并通过
unity3d
虚拟引擎绘制气象与海浪虚拟场景
、
虚拟人物角色；
[0020]根据现有模型骨骼动画将所述虚拟人物角色与虚拟场景进行绑定，获取协同处置的人物动画
。
[0021]进一步的，所述根据虚拟的轮渡事件脚本模型设置多个应急事件演练脚本，包括确定虚拟的轮渡事件的类型；
[0022]所述虚拟的轮渡事件的类型包括但不限于轮渡客舱爆炸纵火事件
、
轮渡客舱疫情事件以及轮渡客舱暴力事件；
[0023]基于专家经验根据所述虚拟的轮渡事件制定相对应演习角色的协同处置任务方案；且根据任务执行的时间顺序确认制定的所述协同处置任务方案生成流程逻辑脚本文件；
[0024]通过所述协同推演服务器可预先设置所述应急事件演练脚本文件的推演参数与不同推演参数的权重，获取不同演练难易等级的应急事件演练脚本文件
。
[0025]进一步的，所述控制指令设定模块包括演练任务生成单元与演练任务分配单元；
[0026]所述演练任务生成单元用于根据所述应急事件演练脚本文件生成演练任务逻辑树；
[0027]所述演练任务分配单元用于根据所述演练任务逻辑树，自所述演练任务逻辑树的根节点至叶子节点向所述演练任务逻辑树中涉及的演习角色分配任务；
[0028]且各所述演习角色执行分配的任务，并将执行完成分配的任务后的指令反馈至所述演练任务分配单元，所述演练任务分配单元接收各演习角色反馈的任务完成的指令，根据所述演练任务逻辑树中各演习角色任务之间的依赖关系，遍历所述演练任务逻辑树可执行的任务，并将所述可执行的任务分配至相对应的演习角色，直至所述演练任务逻辑树中的所有任务均被执行完毕
。
[0029]进一步的，所述协同模拟训练模块包括任务推演单元与任务数据发送单元；
[0030]所述任务推演单元用于根据分配任务的难易程度预设执行任务时间阈值；且各所述演习角色接收分配任务后，通过所述任务推演单元的时间管理策略对演习角色的执行任务进行推演获取推演数据；
[0031]所述时间管理策略为
[0032]当所述演习角色接收分配任务时，所述任务推演单元开始对当前演习角色的分配任务执行计时，获取执行任务完成时间；
[0033]若所述执行任务完成时间小于等于所述执行任务时间阈值，则记录所述演习角色的当前分配任务完成时间为执行任务完成时间；
[0034]同时将所述演习角色的当前任务完成的指令反馈至演练任务分配单元，继续根据演练任务逻辑树进行推演；
[0035]若所述执行任务完成时间大于所述执行任务时间阈值，则当累计时间达到所述执行任务时间阈值时，通过所述任务推演单元记录当前分配任务完成时间超出所述执行任务时间阈值的超时时长，并发送所述演习角色的当前任务完成的指令反馈至演练任务分配单元，继续根据演练任务逻辑树进行推演；
[0036]所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于虚拟现实设备的轮渡应急协同处置训练系统，其特征在于，包括模型构件模块与通过局域网交换机通信的协同推演服务器
、
多个协同模拟训练模块
、
虚拟现实交互模块
、
控制指令设定模块以及演练评估模块；所述模型构建模块与所述协同推演服务器通信连接，且所述模型构建模块用于构建轮渡虚拟模型；所述轮渡虚拟模型包括虚拟的轮渡场景模型
、
虚拟的轮渡应急设备模型以及虚拟的轮渡事件脚本模型；所述协同推演服务器用于根据所述虚拟的轮渡事件脚本模型设置多个应急事件演练脚本文件，并通过设置所述应急事件演练脚本文件的推演参数，获取不同演练难易等级的应急事件演练脚本文件；且通过所述协同推演服务器选择预置存储的多个演习角色信息与协同模拟训练模块信息，将所述应急事件演练脚本文件与多个演习角色信息发送至相应的所述协同模拟训练模块；所述控制指令设定模块用于根据所述应急事件演练脚本文件，对各所述演习角色的进行演练任务分配；所述协同模拟训练模块与虚拟现实交互模块通信，且所述虚拟现实交互模块根据分配的所述演练任务，实现各所述演习角色对应急事件的协同演练，获取协同演练的推演数据；所述推演数据包括所述演习角色各分配任务的完成时间值
、
分配任务数量以及各分配任务的完成时间值与对应分配任务完成预设总时间的比值；并将所述推演数据发送至协同推演数据库存储；所述演练评估模块用于根据协同推演数据库中所述推演数据进行成绩判定，获取应急协同处置训练评分结果
。2.
根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实设备的轮渡应急协同处置训练系统，其特征在于，所述模型构建模块构建轮渡虚拟模型，包括以下步骤确认轮渡模型的层级结构，所述层级结构至少包括轮渡客舱构型
、
走廊
、
大厅
、
救生设备
、
应急设备以及消防设备的空间摆放；采用
3DMax
工具根据所述层级结构对轮渡建设图纸进行等比创建三维轮渡模型；通过法线烘培的方法生成轮渡的高模和低模，将所述高模展现在面数的低模上，获取所述三维轮渡模型并生成轮渡
fbx
模型文件；将所述轮渡
fbx
模型文件导入
unity3d
虚拟引擎生成优化的三维轮渡模型，编辑所述
unity3d
虚拟引擎的
shader
文件与材质球对三维轮渡模型进行纹理渲染；并通过
unity3d
虚拟引擎绘制气象与海浪虚拟场景
、
虚拟人物角色；根据现有模型骨骼动画将所述虚拟人物角色与虚拟场景进行绑定，获取协同处置的人物动画
。3.
根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实设备的轮渡应急协同处置训练系统，其特征在于，所述根据虚拟的轮渡事件脚本模型设置多个应急事件演练脚本，包括确定虚拟的轮渡事件的类型；所述虚拟的轮渡事件的类型包括但不限于轮渡客舱爆炸纵火事件
、
轮渡客舱疫情事件以及轮渡客舱暴力事件；基于专家经验，根据所述虚拟的轮渡事件制定相对应演习角色的协同处置任务方案；
且根据任务执行的时间顺序确认制定的所述协同处置任务方案生成流程逻辑脚本文件；通过所述协同推演服务器预先设置所述应急事件演练脚本文件的推演参数与不同推演参数的权重，获取不同演练难易等级的应急事件演练脚本文件
。4.
根据权利要求3所述的一种基于虚拟现实设备的轮渡应急协同处置训练系统，其特征在于，所述控制指令设定模块包括演练任务生成单元与演练任务分配单元；所述演练任务生成单元用于根据所述应急事件演练脚本文件生成演练任务逻辑树；所述演练任务分配单元用于根据所述演练任务逻辑树，自所述演练任务逻辑树的根节点至叶子节点向所述演练任务逻辑树中涉及的演习角色分配任务；且各所述演习角色执行分配的任务，并将执行完成分配的任务后的指令反馈至所述演练任务分配单元，所述演练任务分配单元接收各演习角色反馈的任务完成的指令，根据所述演练任务逻辑树中各演习角色任务之间的依赖关系，遍历所述演...

【专利技术属性】
技术研发人员：神和龙，尹勇，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：