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一种基于分布式协同推演技术的应急预案演练仿真平台的制作方法

发布时间:2026-02-01 18:18:19 人气:

  

一种基于分布式协同推演技术的应急预案演练仿真平台的制作方法(图1)

  1、近几年来,随着数字化技术的发展,应急安全领域的相关培训软件也变得复杂多样,其中包括分布式vr训练系统、桌面推演系统等。大多数的系统是兼有培训和模拟演练功能的综合培训系统,系统一方面是基于二维页面的it化的培训平台,提供多媒体形式的基础知识培训、专项技能培训、案例培训等培训内容;另一方面是基于虚拟现实的演练平台,提供从单项演练到综合演练复杂程度和规模程度都不同的各种形式的演练。这些系统主要应用于应急救援人员的技能培训方面,着重于一线人员的实战技能培训。

  1、本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种基于分布式协同推演技术的应急预案演练仿真平台,是一种信息化技术与虚拟现实技术相结合的新型系统。

  2、本发明解决技术的方案是:一种基于分布式协同推演技术的应急预案演练仿真平台,包括仿真引擎模块、仿真模型构建模块、想定编辑模块、指挥控制模块、与参与演练职能部门一一对应的职能部门处置模块、事故处置vr模块;

  3、所述仿真模型构建模块,根据实际环境数据,在虚拟环境中根据不同灾害类型结合灾害发展过程进行仿真模拟,形成仿线、所述想定编辑模块根据外部输入完成应急预案演练的基础化配置,包括设置灾害发生的时间、配置当前参与演练职能部门的预案流程脚本以及仿线、所述仿真引擎模块根据想定编辑模块配置的预案流程脚本,完成对应职能部门处置模块、指挥控制模块和事故处置vr模块之间的时间同步、数据交互;

  6、所述指挥控制模块提供推演启停的控制界面;基于gis综合呈现事故进展态势、各职能部门处置进展、事故进展预测信息;提供决策和调度节点的界面工具;根据界面工具接收输入对应的决策和调度信息通过数据交互发送至对应的职能部门处置模块和事故处置vr模块;

  7、职能部门处置模块提供基于gis的职能态势呈现,响应指挥控制模块下发的调度信息;

  8、事故处置vr模块根据上述数据交互的内容对仿真模型进行vr场景构建及决策调度节点对应的操作进行vr展示及记录。

  9、优选的,所述仿真模型包括灾害模型、环境模型、资源分布模型;所述灾害模型为化学品泄露、火灾、爆炸中的一种或任意组合。

  10、优选的,所述仿真模型通过下述方式完成构建:首先针对灾害对应的过程建立数学模型,之后根据实际灾害数据进行模型参数修正,得到最终的仿线、优选的,针对火灾,修正的模型参数包括燃烧速度、火焰高度、热辐射通量、入射通量与危害效应。

  14、式中:h-火焰高度,m;r-液池半径,m;ρ0-周围空气密度;g-重力加速度;υ-单位表面积燃烧速度,kg/(m2*s);

  15、优选取υ=0.0256kg/(m2*s),ρ0=1.16kg/m3带入式中,能够更加真实反映不同液池半径对于火焰高度的影响。

  16、优选的,所述的仿真模型还包括环境监测模型,所述的环境监测模型用于监测灾害发生过程中的有害物质变化趋势。

  17、优选的,所述的仿真模型还包括事故态势评估模型,用于根据灾害模型输出的爆炸威力范围、毁伤等级,结合资源分布模型和或环境监测模型输出的有害物质变化趋势,评估灾害造成的人员伤亡、经济损失,进而确认灾害分级,并进一步预测事故态势趋势。

  18、优选的,所述预案流程脚本中至少包括演练步骤以及与演练步骤一一对应的触发条件,响应时间,参与演练职能部门,界面工具显示方式、显示内容,完成条件;所述演练步骤是按照灾害处理流程梳理的参与演练职能部门的执行动作,该动作与指挥控制模块提供的决策和调度节点相对应。

  19、优选的,根据灾害等级,设置企业、应急救援队、政府三级应急预案,不同等级的应急预案涉及不同的参与演练职能部门。

  20、优选的,还包括可扩展的预案库和应急物资资源库;所述的预案库中存储不同等级应急预案对应的预案流程脚本;应急物资资源库中存储仿线、优选的,各职能部门处置模块根据实际演练需求,从应急物资资源库中进行资源调度。

  22、优选的,所述的指挥控制模块提供推演过程回放的交互界面;提供演练过程分析评价的界面。

  23、优选的,还包括事故处置三维展示模块,用于对输入的态势、处置进展及涉及的仿线、优选的,包括一台或多台服务器、与参与演练职能部门一一对应的计算机、vr设备;

  25、所述服务器上运行仿真引擎模块、仿真模型构建模块、想定编辑模块、指挥控制模块,作为应急演练指挥中心;每台计算机上均运行对应的职能部门处置模块,作为应急处理中心,vr设备上运行事故处置vr模块,作为事故处置vr操作训练中心,上述三个中心之间通过以太网实现时间同步和数据交互。

  26、优选的,应急演练指挥中心、应急处理中心、事故处置vr操作训练中心设置在一个演示大厅内。

  27、优选的,还包括可视化屏幕,根据需求与应急演练指挥中心、应急处理中心连接,用于对事故处置三维展示模块展示的内容进行放大显示。

  29、基于分布式协同仿真技术的多角色人在回路应急推演,通过数据通信网络将物理上分散的不同类型、不同结构的仿真实体(指挥、消防、公安、医疗等)有机地连接成一个整体,形成一个在时间和空间上相互耦合且一致的分布式虚拟环境,提供较完善的人机交互特性,协调各个参演节点完成复杂的应急预案协同推演任务,实现不同类型应急预案推演的开放性、可扩展性、可重用性。

  30、本发明基于虚拟现实技术的应急处置及态势仿真,基于真实环境构建灾情发生点虚拟场景,加载事故模型,驱动场景内灾情演化,以应急处置流程为导向,设置多维度虚拟可交互引导方法,辅助参演人员在高逼真度以及高展示度场景下实现对应急资源的沉浸式管理、使用和应急处置,摆脱时间、空间与实物装备条件的限制,有效开展训练、节约训练成本、提高训练安全性。

  31、本发明本着防患于未然的思想,着眼于应急救援预案的制定与推演。在内容方面,避开传统的技能培训内容,主要在企业、应急救援队、政府三个层级进行救援预案的制定于推演,论证预案的可行性,以面对随时可能发生的安全事故。在技术方面,本发明以网络分布式技术为基础,采用信息化技术与虚拟现实技术相结合,集二维想定编辑与三维实时展示于一体,输出一套综合推演系统。该系统集合有企业、公安、消防、卫生、新闻、政府等多个角色,涵盖所属地区的全部应急力量,同时该系统有效的将应急力量与应急物资资源库相关联,保障应急预案制定的绝对合理性。

  5.根据权利要求4所述的平台,其特征在于:针对柴油火灾,修正后的火焰高度为:6.根据权利要求2所述的平台,其特征在于:所述的仿真模型还包括环境监测模型,所述的环境监测模型用于监测灾害发生过程中的有害物质变化趋势。

  7.根据权利要求2或6所述的平台,其特征在于:所述的仿真模型还包括事故态势评估模型,用于根据灾害模型输出的爆炸威力范围、毁伤等级,结合资源分布模型和或环境监测模型输出的有害物质变化趋势,评估灾害造成的人员伤亡、经济损失,进而确认灾害分级,并进一步预测事故态势趋势。

  8.根据权利要求1所述的平台,其特征在于:所述预案流程脚本中至少包括演练步骤以及与演练步骤一一对应的触发条件,响应时间,参与演练职能部门,界面工具显示方式、显示内容,完成条件;所述演练步骤是按照灾害处理流程梳理的参与演练职能部门的执行动作,该动作与指挥控制模块提供的决策和调度节点相对应。

  9.根据权利要求1或8所述的平台,其特征在于:根据灾害等级,设置企业、应急救援队、政府三级应急预案,不同等级的应急预案涉及不同的参与演练职能部门。

  10.根据权利要求9所述的平台,其特征在于:还包括可扩展的预案库和应急物资资源库;所述的预案库中存储不同等级应急预案对应的预案流程脚本;应急物资资源库中存储仿线所述的平台,其特征在于:各职能部门处置模块根据实际演练需求,从应急物资资源库中进行资源调度。

  12.根据权利要求1所述的平台,其特征在于:所述的指挥控制模块提供推演过程回放的交互界面;提供演练过程分析评价的界面。

  13.根据权利要求1所述的平台,其特征在于:还包括事故处置三维展示模块,用于对输入的态势、处置进展及涉及的仿线所述的平台,其特征在于:包括一台或多台服务器、与参与演练职能部门一一对应的计算机、vr设备;

  15.根据权利要求14所述的平台,其特征在于:应急演练指挥中心、应急处理中心、事故处置vr操作训练中心设置在一个演示大厅内。

  16.根据权利要求14所述的平台,其特征在于:还包括可视化屏幕,根据需求与应急演练指挥中心、应急处理中心连接,用于对事故处置三维展示模块展示的内容进行放大显示。

  本发明涉及一种基于分布式协同推演技术的应急预案演练仿真平台,包括仿真引擎模块、仿真模型构建模块、想定编辑模块、指挥控制模块、与参与演练职能部门一一对应的职能部门处置模块、事故处置VR模块;以应急处置流程为导向,设置多维度虚拟可交互引导方法,辅助参演人员在高逼真度以及高展示度场景下实现对应急资源的沉浸式管理、使用和应急处置,摆脱时间、空间与实物装备条件的限制,有效开展训练、节约训练成本、提高训练安全性。

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