化工应急预案协同演练与考核系统设计

针对企业应急预案培训存在成本高、组织难、效果难以评价等问题,提出了一种基于虚拟现实技术的化工事故应急救援协同演练系统,设计了真实受训者和机器人实体混合的协同演练模式,使用脚本技术实现了多角色、多预案的应急演练。提出了虚拟演练考核评价体系,该体系包括参演者个人行为考核与演练整体效果评价两部分。一方面可以检查参演者对预案内容的掌握程度,另一方面则可以检验预案编制的合理性和有效性。某石化企业的应用结果表明,系统可以为企业安全生产的岗位培训和应急救援指挥决策提供支持,具有良好的应用价值和现实意义。     

EFSM的组态化应急演练推理系统设计

利用计算机虚拟现实技术结合专家系统进行应急演练推理己成为化工安全演练方面的一个重要研究方向。然而传统的专家系统在面对新环境下的应急预案需要重新收集大量预案知识进行规则库的建立,缺少一定的适应性和流动性,无法满足化工企业根据新预案快速准确进行演练的要求。为了解决这一问题,本文提出了EFSM(Extended Finite State Machine)的组态化应急演练推理机制,主要设计思路为通过对基于文本的应急救援预案进行解析及可视化,利用组态化NPC(Non-Player Contro1)推理模块和基于EFSM的组态化真人推理模块分别负责处理应急演练过程中NPC的演练流程和真人角色的演练流程,形成完善的应急救援演练推理系统。最终将应急演练推理系统通过脚本的驱动,结合当前的虚拟现实三维技术进行应急救援演练仿真。     

基于虚拟现实技术的灾难事故仿真系统

根据对灾难仿真系统的实际构建经验,运用虚拟现实技术设计了灾难事故仿真系统.该系统可模拟化工系统灾难事故的发生、发展,是灾难仿真用于研究和演练的有效平台.将虚拟现实技术用于石化系统的灾难事故的仿真,这属于新领域的探索.引入泄露、扩散、爆炸等模型呈现事故的动态发展过程,体现化工灾难的特点.对于如何运用虚拟现实技术结合灾难仿真机理模型进行仿真实现的思路上进行了有益的探索.技术成果对今后基于灾难仿真的应急预案的研究、制定和演练工作提供了基础平台.文章对于灾难事故分析、预防、制定和应急演练都有应用前景.北京华康达公司研制出的该仿真系统能较好的模拟出化工企业的灾难事故发生、发展的过程.在大型石油、石化企业得到了应用,并取得较好的仿真效果.     

基于多人协同虚拟现实的主变应急培训应用研究

为了提高主变应急培训能力,提出基于多人协同虚拟现实的主变应急培训视景仿真模型.以火灾应急演练为研究对象,构建主变应急培训的虚拟视景图像重构模型,并对虚拟视景环境参数进行结算,根据参数结果的计算,进行主变应急培训过程中的虚拟现实仿真,实现主变应急培训的虚拟现实VR仿真模型的优化设计.测试结果表明,采用该方法进行主变应急培训的虚拟视景仿真的协同性较好,图像融合性能较高,视景重构能力较强.     

虚拟现实技术在电力应急抢修演练中的应用

针对传统的电力应急抢修演练中存在的问题,利用虚拟现实技术设计开发虚拟应急演练系统。详细阐述系统结构及涉及到的关键技术,介绍系统的主要功能和应用案例。该系统的设计开发为电力抢修人员的培训带来方便,并取得良好的仿真效果。     

基于HLA架构下的化工安全虚拟现实仿真演练系统

介绍了运用高层体系结构(HLA)体系结构和虚拟现实技术对化工安全综合仿真平台的构建、系统实现的具体技术细节,以及HLA各联邦成员的设计方法。研制出的仿真系统能较好地模拟石化企业的生产状况、故障处理,以及在灾难性安全事故发生后联合消防和政府部门的协同演练。研究成果在石化企业得到了实际应用,取得较好的仿真效果,同时也可作为城市公共安全应急预案的仿真演练手段。     

基于虚拟现实的机场消防救援虚拟演练平台

针对机场实地消防应急演练中人力物资消耗多、演练组织协调难,以及桌面式演练中情景感知支持不足等缺陷,提出一种基于虚拟现实技术的机场消防应急救援虚拟演练平台。基于虚拟现实技术的特点,采用三维建模技术构建机场消防救援场景中典型三维实体模型。利用粒子系统实现火灾虚拟场景及应急处置特效,并基于Unity3D引擎实现教员和学员人机交互界面。借助于虚拟现实头盔和手柄支持学员进入虚拟演练场景展开交互。平台测试表明:平台具有良好的易用性、稳定性和实时性,可以支持实现低成本、高沉浸感的机场消防救援虚拟演练。     

基于主变起火应急演练的虚拟现实培训系统

为提高火灾应急演练的训练能力,提出基于主变起火应急演练的虚拟现实培训方法。在3D虚拟现实视景模型下计算起火环境的单尺度特征参数,并根据参数结果构建图像输出模型,结合主变起火应急演练模糊控制方法进行虚拟现实培训的三维重构,实现主变起火应急演练虚拟现实培训的控制,在虚拟现实系统中进行主变起火应急演练的视景重构,在视点位置中进行主变起火应急演练的3D虚拟现实模拟,实现基于主变起火应急演练的虚拟现实培训设计。仿真结果表明,采用该方法进行虚拟现实培训系统设计的帧渲染速度快、特征配准率高。     

地震灾害场景仿真模拟的研究与应用

地震是一种极大的突发性自然灾害.应对地震时,应急管理人员必须作出适当的应对策略.为了能够作出正确的决策,他们必须要事先经过演练.演练可以有多种技术和方法.其中一种方法就是虚拟演练.虚拟演练不像传统的演练那样需要更多的人力和物力.地震应急救援虚拟仿真演练是虚拟仿真的一个重要领域.地震灾害虚拟场景的逼真程度是决定虚拟仿真演练效果的关键因素.地震灾害现场错综复杂,如果对每一部分的地震灾害场景详细模拟是不可行的.通过研究建筑物倒塌形成的不同状态以及倒塌建筑物在空间上的分布规律、分细节度模型方案构建场景、次生灾害模拟表现方法、场景整合的方式,论述了构建相对真实地震灾害虚拟场景的方法和应用手段.通过研究为地震应急救援虚拟仿真演练系统的研发奠定一定的基础,为其视景仿真模块的场景表现提供了理论依据.     

基于虚拟现实技术的油田仿真培训系统的设计

油田作业培训的安全问题一直备受关注,为了保证油田作业培训的安全性,将虚拟现实技术应用于油田仿真培训工作,建立油田仿真培训系统.该系统基于虚拟现实技术,设计了油田仿真培训系统的总体结构,提出了演示、操作演练和考评三种培训模式,阐述了交互式菜单和对三维实体的交互式操作两种人机交互方式,引入了虚拟人和虚拟手的模型及控制技术.该系统虚拟场景逼真,培训功能齐全,用户可以进行多视点、多场景的浏览,让用户有身临其境的感觉,目前已经应用到实际培训中,效果良好.     

基于zSpace的岩心钻机虚拟拆装系统

提高虚拟拆装系统的交互性和立体显示效果, 对虚拟仿真项目的实际应用具有积极意义. 以地质工程中的关键设备岩心钻机为对象, 利用Unity3D和zSpace软硬件平台, 开发一套岩心钻机虚拟拆装系统. 系统拆装模块主要利用六自由度触控笔, 对岩心钻机整机和分动箱、回转器等重要部件, 实现抓取、缩放、爆炸、模型重置等交互操作. 通过zView插件包, 实现拆装过程的增强现实显示效果. 添加配套的钻机简介、工艺流程、安全规范等理论知识模块, 完善虚拟实训体系. 实践表明, 该系统具有交互性强, 显示效果佳的特点, 在实践教学中取得了较好的效果.     

虚拟结点法在多出口疏散方案中的适用性分析

城市化进程的迅速推进促使城市规模日益扩大、人口密度不断提高,制定一个有效的应急疏散方案,使得人员在存在危险时快速且有序地撤离到安全场所,已经成为迫切需要解决的问题。目前已有一些研究成果,而虚拟结点法在网络流中已有较多应用。结合基于道路网络的单出口分阶段疏散算法,将虚拟结点法应用在多出口疏散方案中,旨在对虚拟结点法的适用性进行分析。模拟结果显示,该方法能够有序、快速地组织大规模人群到安全场所。     

装备分布式虚拟维修训练云仿真关键技术

传统分布式虚拟维修训练系统仿真任务和仿真设备耦合度高,系统仿真效率低,扩展困难;同时,作为分布式交互支撑的高层体系结构(HLA)和运行支撑框架(RTI)仅适用于局域网络,无法实现大范围的仿真资源共享和维修协同互操作。借鉴云计算和云仿真思想,提出了一种应用于装备虚拟维修训练领域的云仿真体系结构和框架实现方案;研究了面向Web服务的广域网RTI组件层次化体系结构,设计了基于Web服务的仿真邦员,实现了仿真过程监控和远程邦员任务迁移功能;基于最小调度法实现了仿真平台的动态负载平衡,研究了平台的可视化仿真功能和仿真数据的分布式存储技术。在此基础上完成了某型装备的虚拟维修训练网络化仿真开发,初步证明了虚拟维修训练云仿真的可行性和有效性     

空调风系统管网性能虚拟仿真教学实训平台的开发

掌握管网性能相关理论,对空调风系统合理设计、良好调适与优化运行有重要意 义。为解决当前高等学校在管网性能实践教学中存在的问题,基于Dymola 动态仿真软件,建 立了空调风系统管网仿真模型,开发了虚拟仿真实训平台,设计了管网性能虚拟仿真实验,并 展示实践教学应用案例。该实训平台可适用于建筑环境与能源应用工程及相关专业的实践教学, 为管网水力和风机性能学习提供了直观、生动、灵活的实验方法,可有效提高教学质量和学生 学习兴趣。     

基于虚拟现实技术的应急推演沙盘系统的设计和实现

应急模拟演习是为了测试对突发性事件的应急能力和素质。在应急模拟推演中运用先进的虚拟现实技术,可以更好地满足推演的数字化、三维立体化、交互等功能要求,使人产生身临其境的感觉。本文采用Torque 3D为虚拟现实工具,设计并研发了一款应急推演沙盘系统。该系统充分发挥虚拟现实技术的3D、互动等特性,可以实现应急推演过程的场景编辑、事件接报、分析研判、决策标绘、演练执行和总结等功能。本文为虚拟现实技术应用到应急模拟演习方面的研究提供了一新途径。     

虚拟仿真在海洋平台钻修井作业培训中的应用

针对目前海洋平台钻修井作业培训模拟仿真系统中环境代入感差、操作沉浸感差的不足,建立一套基于Unity-3D平台的具有交互功能、临界真实操作环境的钻柱自动化处理虚拟仿真系统。采用海上钻修井平台的实际数据对该系统进行仿真应用,结果表明,本系统可以为训练人员营造逼真的训练环境,通过在本虚拟仿真系统中的训练可以提高操作人员的操作技能和对特殊情况的处置能力。     

沉浸式虚拟维修仿真及其应用

文中给出了沉浸式虚拟维修仿真系统的框架,从样机建模和交互技术两个方面对其关键技术进行了研究。提出了虚拟维修样机的概念,通过定义样机部件的约束运动和交互特征来实现其要求的功能。而交互技术则主要集中在抓取、运动控制和防穿越处理上。对系统在维修性设计分析(核查)、维修程序确认和辅助维修训练中的应用进行了说明。建立了基于Jack系统的沉浸式虚拟维修仿真原型系统,并以某机构的拆装为例对其进行了初步的应用验证。