[發(fā)明專利]一種化學(xué)危害信息融合演示系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011602273.5
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112733413B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓朝帥;諸雪征;顧進;趙瑋;袁彪;蔣金利;晏國輝;張宏遠;畢坤鵬;聶坤林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍陸軍防化學(xué)院
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06F30/28;G06F111/08;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 安麗

本發(fā)明涉及一種化學(xué)危害信息融合演示系統(tǒng)，包括文件管理模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、場景管理模塊、裝備管理模塊、擴散預(yù)測模塊、仿真控制模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊、檢測融合模塊、數(shù)據(jù)同化模塊、態(tài)勢顯示模塊、源項反演模塊、幫助模塊12個功能模塊，各功能模塊通過程序編碼和邏輯接口實現(xiàn)互聯(lián)互通，最終實現(xiàn)化學(xué)危害信息融合的二維仿真演示和三維可視化演示。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化學(xué)危害信息融合演示系統(tǒng)，屬于化學(xué)危害信息體系技術(shù)領(lǐng)域，尤其是 在態(tài)勢生成與時空表達領(lǐng)域。

背景技術(shù)

化學(xué)危害信息融合演示系統(tǒng)主要用于演示外部環(huán)境下化學(xué)危害的發(fā)生、云團的生成、危 害擴散過程，以及模擬下風(fēng)方向化學(xué)傳感器的信息輸出與信息融合過程，為化學(xué)危害信息的 融合算法提供一個直觀的演示平臺。歐美國家于20世紀(jì)70年代就開始了相關(guān)研究，尤其是 近年來隨著深度學(xué)習(xí)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，演示技術(shù)與微氣象場數(shù)值分析、復(fù)雜地形危害 物擴散、虛擬環(huán)境仿真等不斷融合完善，美國、英國、荷蘭、瑞典等多個國家都先后建立了 包含泄漏源項模型、風(fēng)場模型和擴散模型的綜合應(yīng)急演示系統(tǒng)，HGSYSTEM系統(tǒng)、NARAC 系統(tǒng)和SAFER系統(tǒng)等得到了廣泛的商業(yè)推廣應(yīng)用。國內(nèi)勞動保護研究所、北京城市危險源 控制技術(shù)研究中心、中國輻射防護研究院等也開發(fā)設(shè)計了各自領(lǐng)域的危害信息融合系統(tǒng)。但 是在化學(xué)危害信息融合領(lǐng)域，目前多是開展算法研究，現(xiàn)有演示平臺在數(shù)據(jù)的三維時空表達、 危害區(qū)域的精準(zhǔn)預(yù)測、模擬仿真的動態(tài)調(diào)控及各構(gòu)件物理屬性的呈現(xiàn)都嚴重滯后。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明技術(shù)解決問題：為了解決現(xiàn)有系統(tǒng)三維時空表達、危害區(qū)域預(yù)測、模擬仿真動態(tài) 調(diào)控及各構(gòu)件物理屬性呈現(xiàn)等存在的問題，提供一種化學(xué)危害信息融合演示系統(tǒng)，將復(fù)雜難 以理解的、現(xiàn)實中難以實際接觸的化學(xué)氣體云團擴散立體的演示出來，使抽象的計算模型與 數(shù)據(jù)信息與形象直觀的三維視景有機融合，同時采用Unity3D、TCP通信協(xié)議，形成仿真演 示環(huán)境和可視化數(shù)據(jù)傳輸，最終實現(xiàn)化學(xué)危害態(tài)勢的快速自動生成和三維可視化表達，未來 時空的危害擴散模擬和動態(tài)調(diào)控，滿足對化學(xué)危害態(tài)勢的實時性要求。

本發(fā)明技術(shù)方案是：一種化學(xué)危害信息融合演示系統(tǒng)，包括如下模塊：文件管理模塊、 參數(shù)設(shè)置模塊、裝備管理模塊、擴散預(yù)測模塊、仿真控制模塊、場景管理模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)測模 塊、檢測融合模塊、數(shù)據(jù)同化模塊、態(tài)勢顯示模塊、源項反演模塊、幫助模塊，其中：

文件管理模塊，用于存儲當(dāng)前仿真場景參數(shù)設(shè)置和導(dǎo)入上次仿真場景參數(shù)設(shè)置。經(jīng)參數(shù) 設(shè)置模塊、場景管理模塊、裝備管理模塊和仿真控制模塊設(shè)定后的仿真場景參數(shù)和演示動畫 可通過該模塊進行保存、導(dǎo)入和導(dǎo)出；

參數(shù)設(shè)置模塊，用于為擴散模擬和仿真提供源項基本參數(shù)設(shè)置。所述源項基本參數(shù)包括 化學(xué)危害釋放的種類、源強、源的位置和擴散條件參數(shù)設(shè)置；所述擴散條件參數(shù)包括風(fēng)向、 風(fēng)級、溫度和濕度。所屬模塊數(shù)據(jù)作為輸入?yún)?shù)傳至擴散預(yù)測模塊和仿真控制模塊進行擴散 預(yù)測和擴散仿真，也可傳至文件管理模塊進行獨立保存；

場景管理模塊，包括地圖數(shù)據(jù)的讀寫、渲染、交互、編輯，用戶根據(jù)仿真需要對外部環(huán) 境、地理信息、下墊面進行增加和刪除。所述模塊數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)傳至擴散預(yù)測模塊和仿 真控制模塊進行擴散預(yù)測和擴散仿真，也可傳至文件管理模塊進行獨立保存；

裝備管理模塊，包含裝備部署和裝備模型管理2個子模塊。其中，裝備部署子模塊用于 在模擬場景放置各類型偵察裝置，所述各類型偵察裝置包括紅外遙測車，化學(xué)偵察車，報警 器；裝備模型管理子模塊用于對各類化學(xué)偵察裝備和設(shè)備進行模型的導(dǎo)入、導(dǎo)出、構(gòu)建、存 儲及編輯。所述模塊數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)傳至擴散預(yù)測模塊和仿真控制模塊，在地圖信息中進 行監(jiān)測點的設(shè)置，完成設(shè)置的數(shù)據(jù)可作為獨立數(shù)據(jù)傳至文件管理模塊進行保存；

擴散預(yù)測模塊，是化學(xué)危害信息融合演示系統(tǒng)的的核心計算模塊，用于對化學(xué)危害擴散 的模式選擇和危害濃度計算。所述模塊受仿真控制模塊驅(qū)動，對參數(shù)設(shè)置模塊、場景管理模 塊、裝備管理模塊傳至的數(shù)據(jù)進行擴散預(yù)測計算，生成各個時刻各個監(jiān)測點的危害模擬濃度， 所述模塊生成的數(shù)據(jù)傳至仿真控制模塊和態(tài)勢顯示模塊作進一步處理。