[發(fā)明專利]地震應(yīng)急演練虛擬仿真系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310044413.5
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103970920A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周柏賈;賈群林
• 申請（專利權(quán)）人: 周柏賈;賈群林
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種仿真系統(tǒng)，尤其涉及一種地震應(yīng)急演練虛擬仿真系統(tǒng)。

背景技術(shù)

地震作為小概率事件，大多數(shù)干部群眾沒有經(jīng)歷地震的切身體驗(yàn)。由于受到各種環(huán)境因素的限制，我們也不可能采用實(shí)際模擬的方式，使每個人均能置身于地震災(zāi)害的真實(shí)環(huán)境中，有時真實(shí)感受地震災(zāi)害反而不安全，甚至是根本無法提供這種現(xiàn)實(shí)的環(huán)境。近年來旨在檢驗(yàn)政府應(yīng)急處置程序和反應(yīng)能力的地震應(yīng)急演練工作已引起各級政府和有關(guān)部門的普遍重視，但這種實(shí)戰(zhàn)模擬演練涉及部門多、組織難度大、經(jīng)費(fèi)需求高。不可能成為常態(tài)的演練方式。為此，一些部門采取“桌面演練”形式對預(yù)案和假定的應(yīng)急行動進(jìn)行推演。這種“紙上談兵”的方式由于組織方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、形式靈活，在一定范圍內(nèi)正在得到廣泛采用。但由于“桌面演練”無法提供相對真實(shí)的災(zāi)害場景和生動的應(yīng)急背景信息，真實(shí)性差，可信度較低。

由于地震破壞現(xiàn)場不規(guī)則的建構(gòu)筑物之間的相互堆疊、覆蓋、穿插與牽連，其結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，利用計(jì)算機(jī)模擬現(xiàn)實(shí)的先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)造一種險(xiǎn)象環(huán)生、接近真實(shí)的虛擬地震災(zāi)害現(xiàn)場環(huán)境，首先就是要決解計(jì)算機(jī)運(yùn)算中的海量數(shù)據(jù)處理問題，目前的軟件尚不完全具備這樣的功能，即使具備一定的功能，也需要高端的硬件設(shè)備予以支技，運(yùn)維成本極高，現(xiàn)有軟件技術(shù)接口的擴(kuò)展性差，二次開發(fā)的成本相當(dāng)?shù)母撸话愕拈_發(fā)成本都是用秒來計(jì)費(fèi)，缺乏應(yīng)用推廣價(jià)值。

目前演練的方式有兩種，一種實(shí)戰(zhàn)演練，一種是桌面演練。地震應(yīng)急救援實(shí)戰(zhàn)演練，前期準(zhǔn)備工作復(fù)雜、涉及的部門多、組織困難、廢墟場景搭建的費(fèi)用高、危險(xiǎn)性大。桌面演練是指參演人員利用地圖、沙盤、流程圖、計(jì)算機(jī)模擬、視頻會議等輔助手段，針對事先假定的演練情景，討論的推演應(yīng)急決策及現(xiàn)場處置的過程。這種方式簡單適用，但真實(shí)性差，可信度較低，很難調(diào)動起學(xué)員的參與興趣。

因此，需要建立一個逼真的、具有沉浸感的虛擬地震災(zāi)害現(xiàn)場環(huán)境，真正做到“看現(xiàn)場、作決策”，避免實(shí)戰(zhàn)演練所帶來的組織協(xié)調(diào)問題和經(jīng)費(fèi)過高的難題，同時，受訓(xùn)者可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，增強(qiáng)真實(shí)感和現(xiàn)場感的演練系統(tǒng)，又能克服現(xiàn)有技術(shù)中軟硬件存在的問題，但現(xiàn)有技術(shù)中未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明目的在于提供一種地震應(yīng)急演練虛擬仿真系統(tǒng)。

本發(fā)明為達(dá)到上述目的，所采用的技術(shù)手段是：一種地震應(yīng)急演練虛擬仿真系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫、連接數(shù)據(jù)庫的資源管理子系統(tǒng)、連接資源管理子系統(tǒng)的演練想定生成子系統(tǒng)、三維視景渲染子系統(tǒng)、建模與仿真子系統(tǒng)、演練記錄與回放子系統(tǒng)、虛擬演練評估子系統(tǒng)，以及連接三維視景渲染子系統(tǒng)的沉浸顯示與交互子系統(tǒng)和連接三維視景渲染子系統(tǒng)、沉浸顯示與交互子系統(tǒng)的多點(diǎn)音頻通訊子系統(tǒng)，所述演練想定生成子系統(tǒng)以領(lǐng)域統(tǒng)一的概念描述庫為背景，結(jié)合自然環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行概念想定建模；然后概念想定模型通過地震災(zāi)害想定編輯器，結(jié)合實(shí)體模型數(shù)據(jù)，映射到可以運(yùn)行的仿真想定模型進(jìn)行仿真運(yùn)行；所述沉浸顯示與交互子系統(tǒng)直接與受訓(xùn)者交互，使受訓(xùn)者能夠得到身臨其境的臨場感，并實(shí)時采集來自受訓(xùn)者的交互動作，并將交互動作信息傳遞給三維視景渲染子系統(tǒng)；所述三維視景渲染子系統(tǒng)實(shí)時渲染出不同破壞程度的建筑物分布范圍，倒塌建筑物的各種狀態(tài)、地震次生災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展過程、不同虛擬角色的動作情況，并傳遞給沉浸顯示與交互子系統(tǒng)呈現(xiàn)給受訓(xùn)者，接收來自受訓(xùn)者的交互動作信息，并實(shí)時做出響應(yīng)；建模與仿真子系統(tǒng)生成虛擬演練所需要的各種模型，并實(shí)時運(yùn)行這些模型，模型運(yùn)行的結(jié)果提交給三維視景渲染子系統(tǒng)，并接收三維視景渲染子系統(tǒng)的實(shí)時反饋信息，根據(jù)反饋信息建立新的模型運(yùn)行結(jié)果，再實(shí)時提交給三維視景渲染子系統(tǒng)；虛擬演練記錄與回放子系統(tǒng)記錄受訓(xùn)者的演練過程，并通過資源管理子系統(tǒng)存儲到數(shù)據(jù)庫中，或提出存儲的受訓(xùn)者演練過程回放；所述虛擬演練評估子系統(tǒng)根據(jù)想定的信息與受訓(xùn)者對特定想定的反應(yīng)，對受訓(xùn)者的能力進(jìn)行評估，自動判分或評估專家評定。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可直接應(yīng)用于地震救援的實(shí)戰(zhàn)模擬演練、應(yīng)急預(yù)案推演及公眾科普教育等活動，為應(yīng)急救援培訓(xùn)提供可靠的環(huán)境支撐，為地震救援相關(guān)研究提供數(shù)據(jù)支撐；提供了豐富的軟硬件擴(kuò)展接口，方便系統(tǒng)向其他應(yīng)急救援相關(guān)領(lǐng)域遷移、擴(kuò)展；填補(bǔ)了國際地震應(yīng)急救援領(lǐng)域的一項(xiàng)空白，進(jìn)一步拓寬了虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的范圍。

說明書附圖

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；

圖2為本發(fā)明的演練想定生成子系統(tǒng)框架圖。

具體實(shí)施方式