消防人员三维仿真模拟培训系统
消防三维模拟训练及综合评价系统研究
消防三维模拟训练及综合评价系统研究发表时间：2017-11-04T09:16:43.673Z 来源：《基层建设》2017年第19期作者：蔡发奎[导读] 摘要：本文提出了一种基于虚拟现实技术的消防三维模拟训练及综合评价系统研究思路。
海南省公安总队司令部战训处海南海口 571100摘要：本文提出了一种基于虚拟现实技术的消防三维模拟训练及综合评价系统研究思路。
这一系统不仅实现了仿真训练的基本功能，克服开展实地灭火救援演练的局限，同时还强调了对训练效果进行科学的分析评估，以此检验参训人员的训练水平，查找存在的问题和不足，有针对性的加以改进和强化，促进实战能力的提高。
关键词：消防；模拟训练；综合评价虚拟现实技术的优势1.1 花费和损耗较少在计算机上进行模拟训练无需出动车辆，各种费用和损耗也较少，而且训练贴近于实战，具有较强的真实感，缩小了训练与实战的距离[1]，不但节约经费，而且模拟的真实性保证了训练效果。
1.2 危险性和风险小。
适用于某些特殊火灾的扑救训练，如油罐火灾。
在设置的“虚拟火场”中，受训者可以操作使用现有装备，运用各种灭火战术去控制和扑灭火灾，而不用担心所处环境的情况，可以有效防止各类事故尤其是训练事故的发生。
1.3 使灭火预案立体形象化。
以往的灭火预案是在二维图纸上体现的，制作出三维的灭火预案，将比以往的二维图纸更加直观，各级指挥员的作战指挥意图更容易得到落实。
2 建立训练评估体系在三维建筑场景中开展消防模拟训练，最终目的是提高全体指战员的技战术水平，提高基层消防部队灭火救援专业化水平，最大限度发挥消防部队在各种急难险重任务面前的尖刀、拳头作用。
因此，训练成绩评估系统是模拟训练系统建设的重要组成部分，训练成绩评估系统应依据训练大纲和整建制中队实战化训练考核工作相关要求建立。
2.1 成绩评估方法在训练中，参训中队官兵在指挥员的组织指挥下，根据各自岗位职责和任务分工，完成既定训练科目，训练成绩评估先进行相关任务点的成绩评估，然后通过计算模型得出该科目训练成绩。
基于虚拟现实技术的火灾逃生训练系统设计与实现
基于虚拟现实技术的火灾逃生训练系统设计与实现虚拟现实技术（Virtual Reality, VR）是一种模拟真实环境的计算机技术，通过戴上VR头盔和手柄等设备，用户可以沉浸于虚拟的三维世界中。
近年来，VR技术在各个领域得到广泛应用，其中之一就是火灾逃生训练系统。
本文将基于虚拟现实技术，设计与实现一款火灾逃生训练系统，以提高逃生效率和应急能力。
一、系统设计1. 虚拟环境构建火灾逃生训练系统需要构建一个真实逼近的虚拟火灾场景，包括建筑内部的各个区域、火源、烟雾等元素。
通过将真实场景的数据进行三维建模，结合烟雾、火焰和声光等特效，使得用户在虚拟环境中能够感受到火灾逃生的真实性。
2. 用户交互设备为了让用户更好地参与到训练中，用户需要佩戴VR头盔和手柄。
VR头盔能够提供沉浸式的体验，将用户完全覆盖在虚拟环境中，手柄则可以模拟用户的操作，如开门、拿取物品等。
此外，为了增强真实感，可以加入真实环境的反馈设备，如震动手柄或地板、喷水等。
3. 逃生路径规划系统应该能够根据用户所处的位置和逃生标识，智能规划最短的逃生路径，以最大程度地模拟真实火灾场景中的逃生过程。
同时，系统还应该考虑逃生人数的不同，以及可能存在的阻塞和重叠情况，提供多样化的逃生方案。
4. 逃生指导和培训功能系统应该提供逃生指导和培训功能，包括如何正确使用灭火器、逃生口的使用方法、避免烟雾中迷路等。
通过文字、语音和图像等方式，向用户传达相关信息，并给予用户实时反馈和引导。
此外，系统还可以提供火灾事故案例学习和应急知识普及，以提高用户的安全意识和应急能力。
二、系统实现1.场景建模与特效制作首先，需要采集真实火灾场景的数据，并利用三维建模软件进行建模，尽量还原真实环境的细节。
另外，通过粒子系统和视觉特效制作，增加逼真度，如真实的火焰燃烧、烟雾弥漫等。
2. 虚拟现实技术开发系统需要进行相关的软件开发，用于虚拟环境的实时渲染和用户交互。
开发人员可以使用Unity3D或Unreal Engine等游戏引擎，利用其强大的渲染功能和物理引擎，实现虚拟环境的交互和效果。
基于虚拟现实技术的消防应急模拟系统研究与设计
基于虚拟现实技术的消防应急模拟系统研究与设计一、引言消防应急模拟系统是一种基于虚拟现实技术的仿真系统，其目的是为消防应急人员提供一个模拟真实场景的训练环境，并通过模拟各类灾害事故场景来提升应急响应能力。
本文旨在对基于虚拟现实技术的消防应急模拟系统进行研究与设计。
二、虚拟现实技术概述虚拟现实技术是一种可以模拟真实场景并让用户进行交互的技术。
主要有以下几个方面的实现：1.图形渲染技术：通过计算机对图像进行渲染，生成虚拟场景。
2.追踪技术：通过追踪用户的手势、眼球运动等动态信息来实现用户的交互操作。
3.声音技术：通过对音频信号的模拟，生成真实的音效，从而增强虚拟环境的真实感。
4.运动平台技术：通过运用动作捕捉设备和运动平台等技术，实现用户对虚拟场景的身临其境感受。
三、消防应急模拟系统消防应急模拟系统是一种利用虚拟现实技术进行火灾场景模拟的系统。
消防应急人员可以在虚拟环境中对各种火灾场景进行训练，提高应急响应能力。
1.系统结构消防应急模拟系统由三个部分构成：虚拟环境、交互设备、运动平台等。
虚拟环境：系统运用虚拟现实技术，模拟真实火灾场景。
交互设备：通过手柄、眼镜、VR手套等设备进行虚拟场景的控制和交互。
运动平台：通过模拟运动平台等技术，提供身临其境的感觉，让用户感受到真实的场景。
2.系统功能消防应急模拟系统主要功能如下：（1）火灾场景模拟：通过模拟真实的火灾场景，让消防应急人员在虚拟环境中进行训练。
（2）实时反馈：系统能够对消防应急人员的行为、操作实时反馈，提供帮助和指导。
（3）多样化训练：系统支持各种火灾场景的模拟，包括厨房、工厂、办公室等。
（4）训练评估：系统对消防应急人员的表现进行评估，为后续改进提供数据支持。
四、设计思路消防应急模拟系统的设计主要包括以下几个方面：1.场景建模通过建模软件对实际火灾场景进行建模，生成虚拟场景。
采用Unity3D引擎来开发三维场景模型，制作逼真的3D模型。
对场景进行布置，包括物件的大小、数量和摆放位置。
3D虚拟消防灭火培训系统在企业消防培训中的应用
3D虚拟消防灭火培训系统在企业消防培训中的应用作者：王攀来源：《消防界》2018年第14期摘要：在我国经济不断发展的过程中，地下建筑、高层建筑等全新的建筑不断涌现，从而为消防工作带来了较大的挑战。
我国消防研究人员用3D虚拟仿真技术引入到实际消防工作过程中具有一定的成果，相关企业也表示，要能够在消防培训过程中使用3D虚拟仿真技术，从而提高企业人员在火场的适应能力及快速反应能力。
关键词：3D虚拟；消防灭火培训系统；企业消防培训传统的企业消防培训方式主要是通过PPT或者视频介绍火灾和灭火的基本常识，然后通过实际操作灭火器进行实训。
实际操作灭火器进行实训这种方式，由于场地限制，人员众多，现场有烟雾火苗、场面混乱，容易造成人员伤害，同时如果每个人都使用灭火器进行灭火，成本较高，也容易造成烟尘等污染。
因此3D虚拟仿真技术与消防培训相结合的新型灭火培训系统应运而生。
一、消防培训工作与3D虚拟仿真技术结合在现代科学技术不断发展的过程中，计算机功能也在不断的提高，各种图形显卡和可视化软件也在不断发展，虚拟仿真及可视化技术已经到医学、军事、科学研究、经济及工程等方面扩展。
3D虚拟仿真技术是使用图形处理及计算机基础，使数据转化成为图形或者图像，通过屏幕充分的展现出来，其涉及到人机交互技术、计算机视觉、计算机辅助技术、图像处理等领域。
3D虚拟仿真技术的主要优势为：其一，交互性。
用户能够通过交互方式实现数据管理及开发。
其二，多维性。
能够看出表示对象及事件数据多种属性及变量，并且将其实现分类、组合、排序及显示。
其三，可视性。
数据利用曲线、图形、三维体等咱先，并且实现模式及相互关系的可视化操作。
将此技术在消防培训中使用，创建消防仿真训练平台，能够实现真实火灾现场的模拟，从而对企业人员进行模拟训练，使其接近于实战训练效果，提高企业人员消防灭火认知。
二、3D虚拟仿真消防灭火培训系统的功能在实现3D虚拟仿真技术培训系统设计的过程中，要使用3D仿真建模，将火灾发生的现场通过3D方式利用主机大屏幕还原，在操作台上设置四个通过改装之后的仿真智能灭火器，培训人员根据火灾场景及火灾类型选择针对性的灭火器并对准火源根部进行灭火，在规定的时间内完成灭火则灭火成功。
消防三维虚拟现实仿真系统软件需求规格说明书
消防三维虚拟现实仿真系统软件需求规格说明书小组编号：20小组成员：张一帆、孟宇、谷文博、温从晓、王轶汝目录1 引言 (3)1.1 目的 (3)1.2 参考资料 (3)2 综合描述 (3)2.1 产品前景 (3)2.2 产品功能 (3)2.3用户特征 (4)2.4限制与约束 (4)2.5 用例图及序列图 (4)3 系统特性 (17)3.1 功能需求 (17)3.2系统功能架构设计 (18)3.2.1面向道具的虚拟现实消防设备仿真子系统 (18)3.2.2面向情景的虚拟现实消防实训子系统 (20)3.2.3面向消防的虚拟现实多人空间互动子系统 (21)3.2.4消防软件实训管理子系统 (21)3.2.5消防软件实训考试子系统 (22)4 非功能性需求 (24)1 引言1.1目的定义软件总体要求，作为用户和开发人员之间相互了解的基础。
提供性能要求、初步设计和对用户影响的信息，作为软件人员进行软件结构设计和编码的基础。
作为软件总体测试的依据。
1.2 参考资料htcvive设计方案VR系统开发技术要求2综合描述2.1产品前景根据调查，在消防VR这一块儿，市场接近空白，前景非常好。
2.2产品功能让学员在现场边走边学，进行设备的沉浸式使用学习与体验。
在空间范围内漫游行走，现实和虚拟环境中位移保持一致。
具有“快速移位”功能，对于超出空间安全规定范围的位置，学员可通过此功能实现位置的快速转化。
通过手柄进行操作和互动，如漫游互动、可沉浸在场景中查看设备细节的三维模型以及隐蔽部位查看等，增强学员感官认知及知识内容地真实性体验。
2.3用户特征消防人员：会使用或经过学习后能够使用VR设备2.4限制与约束经费限制：30万开发期限：2021年12月31日完成编程语言：C#、Javascript硬件限制：htcvive3D显示设备2.5 用例图及序列图总用例图：学习用例图：练习用例图：实训用例图：场景用例图：考核用例图：管理员用例图：面向道具的虚拟现实消防设备仿真子系统面向情景的虚拟现实消防实训子系统面向消防的虚拟现实多人空间互动子系统消防软件实训管理子系统消防软件实训考试子系统3系统特性3.1功能需求本项目利用三维重建技术构建逼真的虚拟消防虚拟现实三维仿真系统，实现沉浸式漫游，构造真实的三维室内虚拟场景，主要包括虚拟仓库、虚拟消防设备间、虚拟消防车等研究对象，以三维立体的方式展示室内环境以及人员、物品在虚拟环境中的相对位置，实现利用HTC vive交互设备进行沉浸式交互，构建具有交互功能的虚拟仿真系统。
消防协同作战指挥三维仿真演练系统
4. 任务发布
• 第五级
• 第三级 二 、 演 练 实 施 阶 段
– 第四级 5. 实施演练作业
三 、 演 练 结 束 阶 段 »第五级
6. 演练评价
12
系统功能及流程说明
一、演练准备阶段
总队及支队指挥终端：
• 单击此处编辑母版文本样式 1.• 单场景击准备此处编辑母支持版实文时语本音指样令下式达；可自由切换查看各参演大队自不同场景视角画面。
2. 信•息第录入二级
• 第三级
当前视角：三大队
–第二级 3. 灾情设定 • 第四级
4. 任务发布
• 第五级
• 第三级 二 、 演 练 实 施 阶 段
– 第四级 5. 实施演练作业
三 、 演 练 结 束 阶 段 »第五级
6. 演练评价
一大队 二大队 三大队
各参演大（中）队终端：
完成火情侦察、灭火战术、力量布置、战术运用、灭火剂选用、供水方案等演练实施工作。13
– 第四级 5. 实施演练作业
三 、 演 练 结 束 阶 段 »第五级
6. 演练评价
11
系统功能及流程说明
一、演练准备阶段
• 单击此处编辑母版文本样式 1.• 单场景击准备此处编辑母版文本样式任务发布：调度参演队伍进场、准备开始演练
2. 信•息第录入二级
基于虚拟现实技术的消防教育与培训系统设计
基于虚拟现实技术的消防教育与培训系统设计随着科技的不断进步，虚拟现实技术（VR）正逐渐应用于各个领域，其中包括消防教育与培训。
基于虚拟现实技术的消防教育与培训系统能够提供身临其境的体验，让用户更好地理解火灾的危害和应对方法。
本文将重点讨论设计一种基于虚拟现实技术的消防教育与培训系统，并探讨其在提升消防意识和培养专业技能方面的潜力。
首先，基于虚拟现实技术的消防教育与培训系统可以通过逼真的场景模拟，帮助用户了解火灾的发生原因和危害。
系统可以模拟不同类型的火灾场景，包括家庭、公共场所和工厂等，以及各种火灾引发的原因，如电气故障、燃气泄漏等。
通过与火灾场景的互动，用户将能够更好地认识到火灾带来的危险，并学习如何预防火灾的发生。
其次，基于虚拟现实技术的消防教育与培训系统可以提供详细的火灾应对指导。
系统可以模拟不同类型的火灾应对情况，包括逃生路线的选择、火灾报警器的使用和灭火器的操作等。
用户可以通过虚拟现实设备进行实时的模拟训练，感受火灾现场的环境和紧张氛围，并应对各种紧急情况。
通过这种实践训练，用户能够增强应对火灾的能力，提高自己的逃生技能和灭火技巧。
除了基本的消防知识和技能外，基于虚拟现实技术的消防教育与培训系统还可以提供高级的培训功能。
系统可以设计各种复杂的火灾场景，如大型建筑物的火灾、石化厂的爆炸等，以提供专业人员的培训。
用户可以扮演不同的角色，如消防员、指挥员和救援人员等，学习如何有效地进行消防救援和火灾控制。
这种虚拟现实的模拟训练将提供一个安全且高效的学习平台，使消防人员能够在实际行动之前充分了解和应对各种复杂场景。
此外，基于虚拟现实技术的消防教育与培训系统还可以通过游戏化的方式增加学习的趣味性。
系统可以设定任务和挑战，让用户在虚拟环境中完成各种消防任务。
用户可以通过完成任务累积经验和技能，解锁更高级别的关卡和挑战。
这种游戏化的设计将激发用户的学习兴趣，提高他们参与消防教育和培训的积极性。
基于虚拟现实技术的消防教育与培训系统在提升消防意识和培养专业技能方面具有巨大的潜力。
三维可视化虚拟仿真培训演练系统建设方案实用PPT(64张)
2.4 树立危机意识
系统中针对由于多种原因造成的各类事故伤害进行仿真模拟。体现发生错误 操作时带来的危害，表现出震撼的伤亡效果，让学员认识问题的严重性，从而时 时加强危机意识。
1 建设背景 2 建设意义 3 系统架构 4 系统功能 5 系统特点 6 系统运行环境
三维可视化虚拟仿真 培训演练系统
3 系统架构
通常由于设备、场地、经费等硬件的限制，许多培训、演练都无法进行。而 利用虚拟现实系统，学员就可以足不出户便可以做各种应急处置的训练，获得与 真实实验一样的机会。在保证教学效果的前提下，极大地节省了成本。
2 建设意义
三维可视化Байду номын сангаас拟仿真 培训演练系统
2.3 减少实验风险
真实实验或操作往往会带来各种风险，利用虚拟现实技术进行虚拟实验，学 员在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种危险、可预测的实验。
1 建设背景
三维可视化虚拟仿真 培训演练系统
1.3 虚拟仿真技术在安全生产领域的应用
在安全生产的过程中，许多作业存在一些自然条件恶劣、不安全因素多、作 业环境复杂、人员安全意识不高等特点，始终影响和制约着我国的安全生产。随 着虚拟仿真技术的发展，其在安全生产领域也得了广泛的应用，为我们的安全生 产教育培训提供了强有力的支持，如虚拟设备操作、虚拟环境体现等。
三维可视化虚拟仿真 培训演练系统
3.1 总体平台架构图
系统可根据企业实际条件，灵活的部署在局域网或Internet网上。 系统做到学习－－练习－－考试这种循序渐进的过程，使学员轻松掌握相关 安全知识。
3 系统架构
3.2 适用对象
三维可视化虚拟仿真 培训演练系统
适用于企业主要负责人、安管人员、一线作业人员、应急处置人员等进行日 常模拟仿真训练和技能掌握情况考核评价。
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消防人员三维仿真模拟培训系统
一、产品简介
消防人员三维仿真模拟培训系统实现三维仿真地理信息数据与消防专题信息无缝整合，是由三维数字化图形仿真软件和360°全自动机器人拍摄系统组成。
是北京金视和科技股份有限公司集十几年来图形图像和三维仿真领域的尖端科研成果，并结合多年来对消防系统的调研数据进行定制化开发的解决方案。
在产品开发过程中，公司聘请多位火灾现场勘查技术专家作为技术顾问团队，通过全国各地消防部门对火灾事故现场模拟复原分析系统多年的使用意见和反馈信息，不断将产品完善改进至今。
二、开发背景
为减少人员伤亡、财产损失，提高在特殊火灾和灾害事故处置行动中的成功率，除了加强消防队伍建设和装备建设，更重要的是加强培训基地和模拟训练设施建设，推动训练手段的模拟化和训练场地的基地化。
因此很有必要建设一套能逼真地模拟真实火灾环境的消防训练系统。
适用于火灾事故现场全景重建、三维重建、现场痕迹物证提取和保存、现场图像绘制以及火灾事故过程分析等环节的规范操作，满足了消防系统对于火灾事故现场绘图、现场三维重建和火灾事故过程模拟分析等标准化工作流程的需求。
三、产品特点
1、案发现场360度全景数据全自动采集
可以将案发现场图像最终以360°全景图像的形式呈现，并且全景图像中无拼缝或拼接瑕疵。
同时在全景中具有方位罗盘定向功能，来确定方向或导航。
2、可结合地理信息系统全方位呈现案发现场
可结合案发现场的地图信息（谷歌地图和百度地图等地图信息系统），同时还可将案发现场全景图与之相关联，全方位呈现案发现场。
3、鼠标拖拽创建逼真的人物动画模拟
三维人物和车辆模型可以简单的创建过程动画模拟，动画创建过程简单快捷，用鼠标右键拖拽来设定人物动作路径，并且结合丰富的人物动作资源，来创建逼真的人物动画。
在创建多个人物动画时，多个人物可以实时联动。
4、海量专业的三维模型资源库（达两万多种三维模型资源）
系统涵盖专业的三维模型资源库，涵盖生活中的所能遇到的室内和室外基本物品，数量在2万种模型以上，可以实时的用鼠标拖拽添加到系统中，并且可以根据现场图像的比例进行旋转，移动和缩放。
5、三维模型与真实现场图像增强现实融合
可以将三维模型资源库中的人物、车辆、物品等模型直接拖拽到全景图中，并且可以对人物和车辆进行动画的创建，基于真实的案发现场图像模拟案发过程。
6、三维立体现场门、窗一键快速自动生成
在三维立体案发现场中可以根据现场实际需要，在创建的墙体上任意添加门和窗，并且可以设定门窗的位置、高度、宽度、数量等。
四、适用人群
消防人员、指挥人员、现场勘查人员以及案件分析人员
五、硬件参数
JSH-X1
配有全彩色智能液晶显示屏，尺寸：63×34cm，中文汉字显示数码程序控制（支持手动、全自动拍摄）
无线摇控拍摄距离不小于20米，全过程不需要人工拍摄
自动升降高度可达400mm要求,最高工作高度不小于1700mm要求主机工作负重3.0kg，脚架最大负重11.0kg
脚架最大管径45mm，收缩高度860mm
重量：8kg
电源：220V，充电电压：8.0-12.0V
升降起动频率：2-200Hz，下降起动频率：200-300Hz
左右转360每度可设
内置充电电池，一次充电工作连续3小时，约拍摄400张
电池：NiMH/2500mAH。