技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維消防培訓(xùn)及演練評(píng)估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)目前發(fā)展的狀況來看，信息技術(shù)發(fā)達(dá)的國家，正在把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于大規(guī)模的軍事演習(xí)，比如武器性能評(píng)價(jià)、武器操縱訓(xùn)練、甚至核武器試驗(yàn)及局部戰(zhàn)爭中。另外，航空航天領(lǐng)域虛擬風(fēng)洞，美國波音公司已經(jīng)開始應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)去設(shè)計(jì)飛行產(chǎn)品，設(shè)計(jì)人員能身臨其境觀察飛機(jī)外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及布局效果，利用三維動(dòng)畫對(duì)飛行進(jìn)行動(dòng)態(tài)研究、飛行軌跡研究，對(duì)改進(jìn)飛行器材的不足提供極大的方便，試飛員也可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成模擬飛行，對(duì)飛行器材作性能評(píng)價(jià)。醫(yī)學(xué)上虛擬手術(shù)臺(tái)、模擬人體器官、工程上用來開發(fā)工業(yè)產(chǎn)品，如波音公司的虛擬飛機(jī)以及商業(yè)、教育、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域都對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行廣泛應(yīng)用研究。

虛擬現(xiàn)實(shí)在石化企業(yè)在安全管理、員工培訓(xùn)等方面也有大量的應(yīng)用案例。如基于虛擬現(xiàn)實(shí)石化企業(yè)的消防應(yīng)急演練、事故培訓(xùn)教育等，特別是利用虛擬培訓(xùn)技術(shù)對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)已經(jīng)成為一種趨勢。如英特爾公司開發(fā)的虛擬庫房員工培訓(xùn)程序，每年僅培訓(xùn)成本就可節(jié)省50萬美元。這兩個(gè)項(xiàng)目都將虛擬虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到了化工安全中，但是它們主要涉及的是事故展示交流和安全培訓(xùn)，在消防演練培訓(xùn)數(shù)字化方面功能不足，從而限制了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在化工安全中的更廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種三維消防培訓(xùn)及演練評(píng)估方法及系統(tǒng)，通過對(duì)消防培訓(xùn)和演練評(píng)估數(shù)字化技術(shù)的研究，優(yōu)化目前消防演練培訓(xùn)訓(xùn)練的模式和效果，給員工提供近似實(shí)戰(zhàn)的條件下運(yùn)用裝備去完成各種滅火技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練，為消防指揮員和消防隊(duì)員提供安全操作培訓(xùn)、應(yīng)急預(yù)案演練及評(píng)估等功能。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種三維消防培訓(xùn)及演練評(píng)估系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層，數(shù)據(jù)層向應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)支持，其中：

所述數(shù)據(jù)層包括石化企業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，三維數(shù)據(jù)庫和專家知識(shí)庫；

所述應(yīng)用層包括基礎(chǔ)理論培訓(xùn)平臺(tái)、消防裝備操作規(guī)程培訓(xùn)平臺(tái)、典型化工事故案例培訓(xùn)平臺(tái)和化工事故消防應(yīng)急演練及評(píng)估培訓(xùn)平臺(tái)，其中：

所述基礎(chǔ)理論培訓(xùn)平臺(tái)用于消防理論學(xué)習(xí)、答題、評(píng)分,支持培訓(xùn)課程的二次開發(fā)；

所述消防裝備操作規(guī)程培訓(xùn)平臺(tái)用于消防裝備的三維可視化培訓(xùn)，包括消防裝備操作學(xué)習(xí)、模擬操作、答題和考評(píng)，支持新增消防車及裝備培訓(xùn)課程的二次開發(fā)；

所述典型化工事故案例培訓(xùn)平臺(tái)用于歷史上發(fā)生過的化工事故案例的培訓(xùn)，包括事故案例的模擬、講解和戰(zhàn)術(shù)學(xué)習(xí)培訓(xùn)；

所述化工事故消防應(yīng)急演練及評(píng)估培訓(xùn)平臺(tái)用于煉油裝置、化工裝置、儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)的消防應(yīng)急演練及評(píng)估。

上述三維消防培訓(xùn)及演練評(píng)估系統(tǒng)，其中，所述石化企業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫包括石化企業(yè)基礎(chǔ)信息和地理信息數(shù)據(jù)；

所述三維數(shù)據(jù)庫包括煉油裝置三維模型、化工裝置三維模型、儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)三維模型以及典型設(shè)備的精細(xì)三維模型；

所述專家知識(shí)庫存儲(chǔ)內(nèi)容包括消防基本知識(shí)、消防滅火救援培訓(xùn)知識(shí)、企業(yè)安全操作培訓(xùn)知識(shí)、事實(shí)數(shù)據(jù)、由專家經(jīng)驗(yàn)得到的啟發(fā)式知識(shí)以及常識(shí)性知識(shí)。

上述三維消防培訓(xùn)及演練評(píng)估系統(tǒng)，其中，所述化工裝置三維模型包括常減壓裝置模型、催化裂化裝置模型、加氫精制裝置模型、焦化裝置模型、乙烯裂解裝置模型和芳烴裝置模型。

上述三維消防培訓(xùn)及演練評(píng)估系統(tǒng)，其中，所述儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)三維模型包括外浮頂罐、內(nèi)浮頂罐、拱頂罐和球罐。

上述三維消防培訓(xùn)及演練評(píng)估系統(tǒng)，其中，所述典型化工事故案例培訓(xùn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化場景下的典型事故仿真，所述典型事故仿真包括火災(zāi)、煙氣和泄漏的數(shù)字化模擬，其中火災(zāi)數(shù)字化模型包括地面流淌火模型、裝置立體火模型、球罐火模型和油罐火模型。

上述三維消防培訓(xùn)及演練評(píng)估系統(tǒng)，其中，所述典型化工事故案例培訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)事故后裝置的狀態(tài)外觀三維模擬。

上述三維消防培訓(xùn)及演練評(píng)估系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)提供多種和培訓(xùn)場景的交互模式，包括鼠標(biāo)和鍵盤操作、操作桿操作。

一種三維消防培訓(xùn)及演練評(píng)估方法，其中，包括下列步驟：

系統(tǒng)開始，用戶登錄后身份驗(yàn)證，用戶在系統(tǒng)中選擇學(xué)習(xí)模式或操作模式或考核模式，所述學(xué)習(xí)模式為自動(dòng)式播放培訓(xùn)課程，所述操作模式下用戶可交互式答題、操作消防裝置、交互消防演練，所述考核模式在實(shí)現(xiàn)所述操作模式的功能基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)評(píng)分及演練評(píng)估功能；

所述學(xué)習(xí)模式、所述操作模式和所述考核模式均包括崗位練兵單元、消防裝備單元、典型事故培訓(xùn)單元和應(yīng)急演練及演練評(píng)估單元；