[发明专利]一种三维消防培训及演练评估方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种三维消防培训及演练评估方法及系统。

背景技术

从虚拟现实技术目前发展的状况来看，信息技术发达的国家，正在把虚拟现实技术应用于大规模的军事演习，比如武器性能评价、武器操纵训练、甚至核武器试验及局部战争中。另外，航空航天领域虚拟风洞，美国波音公司已经开始应用虚拟现实技术去设计飞行产品，设计人员能身临其境观察飞机外形、内部结构及布局效果，利用三维动画对飞行进行动态研究、飞行轨迹研究，对改进飞行器材的不足提供极大的方便，试飞员也可以在实验室内完成模拟飞行，对飞行器材作性能评价。医学上虚拟手术台、模拟人体器官、工程上用来开发工业产品，如波音公司的虚拟飞机以及商业、教育、网络等领域都对虚拟现实技术进行广泛应用研究。

虚拟现实在石化企业在安全管理、员工培训等方面也有大量的应用案例。如基于虚拟现实石化企业的消防应急演练、事故培训教育等，特别是利用虚拟培训技术对员工进行培训已经成为一种趋势。如英特尔公司开发的虚拟库房员工培训程序，每年仅培训成本就可节省50万美元。这两个项目都将虚拟虚拟现实技术应用到了化工安全中，但是它们主要涉及的是事故展示交流和安全培训，在消防演练培训数字化方面功能不足，从而限制了虚拟现实技术在化工安全中的更广泛的应用。

发明内容

本发明旨在提供一种三维消防培训及演练评估方法及系统，通过对消防培训和演练评估数字化技术的研究，优化目前消防演练培训训练的模式和效果，给员工提供近似实战的条件下运用装备去完成各种灭火技术和战术训练，为消防指挥员和消防队员提供安全操作培训、应急预案演练及评估等功能。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种三维消防培训及演练评估系统，包括数据层和应用层，数据层向应用层提供数据支持，其中：

所述数据层包括石化企业基础数据库，三维数据库和专家知识库；

所述应用层包括基础理论培训平台、消防装备操作规程培训平台、典型化工事故案例培训平台和化工事故消防应急演练及评估培训平台，其中：

所述基础理论培训平台用于消防理论学习、答题、评分,支持培训课程的二次开发；

所述消防装备操作规程培训平台用于消防装备的三维可视化培训，包括消防装备操作学习、模拟操作、答题和考评，支持新增消防车及装备培训课程的二次开发；

所述典型化工事故案例培训平台用于历史上发生过的化工事故案例的培训，包括事故案例的模拟、讲解和战术学习培训；

所述化工事故消防应急演练及评估培训平台用于炼油装置、化工装置、储运罐区的消防应急演练及评估。

上述三维消防培训及演练评估系统，其中，所述石化企业基础数据库包括石化企业基础信息和地理信息数据；

所述三维数据库包括炼油装置三维模型、化工装置三维模型、储运罐区三维模型以及典型设备的精细三维模型；

所述专家知识库存储内容包括消防基本知识、消防灭火救援培训知识、企业安全操作培训知识、事实数据、由专家经验得到的启发式知识以及常识性知识。

上述三维消防培训及演练评估系统，其中，所述化工装置三维模型包括常减压装置模型、催化裂化装置模型、加氢精制装置模型、焦化装置模型、乙烯裂解装置模型和芳烃装置模型。

上述三维消防培训及演练评估系统，其中，所述储运罐区三维模型包括外浮顶罐、内浮顶罐、拱顶罐和球罐。

上述三维消防培训及演练评估系统，其中，所述典型化工事故案例培训平台实现在标准数字化场景下的典型事故仿真，所述典型事故仿真包括火灾、烟气和泄漏的数字化模拟，其中火灾数字化模型包括地面流淌火模型、装置立体火模型、球罐火模型和油罐火模型。

上述三维消防培训及演练评估系统，其中，所述典型化工事故案例培训平台进一步实现事故后装置的状态外观三维模拟。

上述三维消防培训及演练评估系统，其中，所述系统提供多种和培训场景的交互模式，包括鼠标和键盘操作、操作杆操作。

一种三维消防培训及演练评估方法，其中，包括下列步骤：

系统开始，用户登录后身份验证，用户在系统中选择学习模式或操作模式或考核模式，所述学习模式为自动式播放培训课程，所述操作模式下用户可交互式答题、操作消防装置、交互消防演练，所述考核模式在实现所述操作模式的功能基础上，实现评分及演练评估功能；

所述学习模式、所述操作模式和所述考核模式均包括岗位练兵单元、消防装备单元、典型事故培训单元和应急演练及演练评估单元；