[发明专利]分布式多角色协同仿真系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机应用技术领域的仿真系统，特别是一种面向对象的用于模拟公共场所突发事件的分布式多角色协同仿真系统。

背景技术

通过实战方式进行突发事件的演习和人员培训，将花费大量资金，牵扯到各有关部门，尤其是对于人员密集场所的演习，突发事件通常和人体安全相关，因此很难通过真实人群进行试验，同时真实的爆炸、毒气扩散、火灾等试验也不符合环保的要求，具有不可操作性。

中国发明专利(申请号99125292.6)公布了一种模拟消防操作的智能化系统，主要是对单角色进行消防训练，该发明虽然包含多消防主题，但各主题之间以及每个主题的各模拟单元之间无法进行多角色协同，难以起到模拟真实灾难演习过程的目的。法国在中国申请的发明专利(申请号03824411.X)提出了一种消防训练演习装置，该种装置仅适用于对特定环境进行消防训练，且该种方法属于实物仿真，结构复杂固定，适用范围狭窄。因此研究一种计算机仿真演习系统，实现对人员密集的公共场所相关人员进行仿真演习和演习过程的指挥监控，并进行演习效果评估，对提高突发事件应急人员的应急响应能力，保证抢险救灾工作的顺利进行，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种分布式多角色协同仿真系统。使得可以支持不同突发事件多场景多类型灾难环境和监控平台的构建，定义和扩展不同角色进行演习，取代实战方式进行演习和培训，提高突发事件应急响应相关人员的响应能力。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括三个模块：仿真演习模块、演习监控模块和演习效果评估模块。仿真演习模块运行于各个客户端，提供一个分布式协同演习环境，并根据演习预案的约定，实时采集并保存各客户端的演习过程参数，并将这些参数经过分类处理后，一路转换为可视化形式后，作为传递给演习监控模块的输入，供演习现场指挥人员监视仿真演习模块的现场状态，现场指挥人员则根据通过演习监控模块所监控到的演习数据，给仿真演习模块反馈演习指令，另一路会同从演习监控模块实时采集到的演习过程监控参数进行数据分类和整理，存入数据库，为演习效果评估模块对仿真演习模块和演习监控模块中的演习人员和监控人员的行为进行综合评估提供依据，此外，演习效果评估模块可以通过相关领域专家参观演习过程后，以自行评价的方式，辅助对演习全过程进行整体评估。

所述的仿真演习模块包括三个子模块：三维演习环境模块、角色与环境交互模块和多角色分布式协同模块，三维演习环境模块提供三维的仿真演习环境框架，并由置于其中的角色与环境交互模块实现用户与三维演习环境模块的交互，而各用户在三维演习环境模块中的相互信息传递则由多角色分布式协同模块实现。三维演习环境模块在计算机中还原一个真实的演习现场，根据演习现场实际情况，三维演习环境模块包括三维实体模型模块、特殊灾难效果模块、虚拟群众角色替身模块，这三个子模块均采用基于虚拟现实技术静态或动态建模方法对各环境要素进行仿真建模。角色与环境交互模块通过定义接触、进入和时间等传感器实现用户在三维演习环境模块中的动作，各角色行为既可以影响环境中实体状态，同时场景状态也可以限制或帮助角色的行为动作。多角色分布式协同模块提供多个用户在三维演习环境模块中的信息传递，通过中间组件所定义的协同规则，在演习过程中协调各角色之间的行为、保持场景状态一致性和实现多角色协同操作。这三个模块均运行于每个客户端，且运行于共同的场景解释器，即：由共同的虚拟现实语言解释运行环境进行加载，采取共同的数据处理方法和读写模式与数据库进行数据交换，整理后的部分数据送到演习监控模块，经转换后以可视化的形式在监控界面上显示。

所述的演习监控模块包括现场监控模块和指令发布模块，现场监控模块接收来自仿真演习模块的场景状态和演习人员的行为数据，经过对这些数据进行可视化运算和可视化效果处理后显示在监控界面上，可视化处理后的数据供指令发布模块使用，指令发布模块调用基于协同演习预案预先定义的规则，以指令发布的形式协调演习的下一步动作，可视化监控和指令发布结果均被实时记录下来作为演习效果评估模块的数据输入。现场监控模块包括场景状态监控模块、演习进程监控模块和演习人员监控模块，这三个子模块均采用基于可视化运算和可视化效果处理技术对演习过程数据进行处理和显示。