[發明專利]分布式多角色協同仿真系統

無效

• 申請號: 200710042890.2
• 申請日: 2007-06-28
• 公開（公告）號: CN101075226A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 柴象海;金先龍;楊培中
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種計算機應用技術領域的仿真系統，特別是一種面向對象的用于模擬公共場所突發事件的分布式多角色協同仿真系統。

背景技術

通過實戰方式進行突發事件的演習和人員培訓，將花費大量資金，牽扯到各有關部門，尤其是對于人員密集場所的演習，突發事件通常和人體安全相關，因此很難通過真實人群進行試驗，同時真實的爆炸、毒氣擴散、火災等試驗也不符合環保的要求，具有不可操作性。

中國發明專利(申請號99125292.6)公布了一種模擬消防操作的智能化系統，主要是對單角色進行消防訓練，該發明雖然包含多消防主題，但各主題之間以及每個主題的各模擬單元之間無法進行多角色協同，難以起到模擬真實災難演習過程的目的。法國在中國申請的發明專利(申請號03824411.X)提出了一種消防訓練演習裝置，該種裝置僅適用于對特定環境進行消防訓練，且該種方法屬于實物仿真，結構復雜固定，適用范圍狹窄。因此研究一種計算機仿真演習系統，實現對人員密集的公共場所相關人員進行仿真演習和演習過程的指揮監控，并進行演習效果評估，對提高突發事件應急人員的應急響應能力，保證搶險救災工作的順利進行，具有重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種分布式多角色協同仿真系統。使得可以支持不同突發事件多場景多類型災難環境和監控平臺的構建，定義和擴展不同角色進行演習，取代實戰方式進行演習和培訓，提高突發事件應急響應相關人員的響應能力。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括三個模塊：仿真演習模塊、演習監控模塊和演習效果評估模塊。仿真演習模塊運行于各個客戶端，提供一個分布式協同演習環境，并根據演習預案的約定，實時采集并保存各客戶端的演習過程參數，并將這些參數經過分類處理后，一路轉換為可視化形式后，作為傳遞給演習監控模塊的輸入，供演習現場指揮人員監視仿真演習模塊的現場狀態，現場指揮人員則根據通過演習監控模塊所監控到的演習數據，給仿真演習模塊反饋演習指令，另一路會同從演習監控模塊實時采集到的演習過程監控參數進行數據分類和整理，存入數據庫，為演習效果評估模塊對仿真演習模塊和演習監控模塊中的演習人員和監控人員的行為進行綜合評估提供依據，此外，演習效果評估模塊可以通過相關領域專家參觀演習過程后，以自行評價的方式，輔助對演習全過程進行整體評估。

所述的仿真演習模塊包括三個子模塊：三維演習環境模塊、角色與環境交互模塊和多角色分布式協同模塊，三維演習環境模塊提供三維的仿真演習環境框架，并由置于其中的角色與環境交互模塊實現用戶與三維演習環境模塊的交互，而各用戶在三維演習環境模塊中的相互信息傳遞則由多角色分布式協同模塊實現。三維演習環境模塊在計算機中還原一個真實的演習現場，根據演習現場實際情況，三維演習環境模塊包括三維實體模型模塊、特殊災難效果模塊、虛擬群眾角色替身模塊，這三個子模塊均采用基于虛擬現實技術靜態或動態建模方法對各環境要素進行仿真建模。角色與環境交互模塊通過定義接觸、進入和時間等傳感器實現用戶在三維演習環境模塊中的動作，各角色行為既可以影響環境中實體狀態，同時場景狀態也可以限制或幫助角色的行為動作。多角色分布式協同模塊提供多個用戶在三維演習環境模塊中的信息傳遞，通過中間組件所定義的協同規則，在演習過程中協調各角色之間的行為、保持場景狀態一致性和實現多角色協同操作。這三個模塊均運行于每個客戶端，且運行于共同的場景解釋器，即：由共同的虛擬現實語言解釋運行環境進行加載，采取共同的數據處理方法和讀寫模式與數據庫進行數據交換，整理后的部分數據送到演習監控模塊，經轉換后以可視化的形式在監控界面上顯示。

所述的演習監控模塊包括現場監控模塊和指令發布模塊，現場監控模塊接收來自仿真演習模塊的場景狀態和演習人員的行為數據，經過對這些數據進行可視化運算和可視化效果處理后顯示在監控界面上，可視化處理后的數據供指令發布模塊使用，指令發布模塊調用基于協同演習預案預先定義的規則，以指令發布的形式協調演習的下一步動作，可視化監控和指令發布結果均被實時記錄下來作為演習效果評估模塊的數據輸入?，F場監控模塊包括場景狀態監控模塊、演習進程監控模塊和演習人員監控模塊，這三個子模塊均采用基于可視化運算和可視化效果處理技術對演習過程數據進行處理和顯示。