一种三维消防培训及演练评估方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三维消防培训及演练评估系统，包括数据层和应用层，数据层包括石化企业基础数据库，三维数据库和专家知识库；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，基础理论培训平台用于消防理论学习、答题、评分；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；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；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。本发明专利技术系统实现岗位练兵、消防装备、典型事故培训、事故应急演练和演练评估的三维数字化演练的培训。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及虚拟现实
，尤其涉及一种三维消防培训及演练评估方法及系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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；所述岗位练兵单元中，用户在三维装置场景培训单元或三维灌区场景培训单元中进行虚拟漫游和答题培训；所述消防装备单元中，用户接收消防工具操作的培训与考核，所述消防装备单元提供了与消防装备实际操作相同的三维模拟培训；所述典型事故培训单元中，用户在三维装置场景培训单元或三维灌区场景培训单元中根据事故案例模拟消防救援的过程；所述应急演练及演练评估单元中，用户在三维装置场景培训单元或三维灌区场景培训单元中进行灭火技术和作战方案的制定和灭火方案的标注，用于作战方案的讲解和培训。上述三维消防培训及演练评估方法，其中，三维装置场景培训单元中的三维装置模型包括三维炼油装置和三维化工装置，所述三维灌区场景培训单元中的三维模型包括外浮顶罐、内浮顶罐、拱顶罐和球罐。与已有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术丰富了石化企业消防队演练和培训的支撑手段，方便了消防队日常训练、应急预案查询和应急指挥及演习；配合系统中消防泡沫灭火力量的计算，消防路、消防器械、灭火力量的展示等功能，为员工培训和事故状态下应急救援提供了极大的辅助决策支撑。本专利技术不但可以为消防支队提供先进的三维安全管理平台，加强消防预案的管理，同时也可以为消防支队提供应急演练和安全培训的平台，在三维场景中进行石化高塔典型事故重现，而且还可以为企业提供基于网络的多人多角色应急演练系统，从而控制事故规模，最大程度上降低事故造成的损失。附图说明图1是依据本专利技术三维消防培训及演练评估系统的一个具体实施例的系统结构框图；图2是依据本专利技术三维消防培训及演练评估方法的流程示意框图。具体实施方式下面结合原理图和具体操作实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术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，如图1所示，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，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。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。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。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。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，具体包括“消防六熟悉”内容的三维数字化培训，建立符合消防操作标准的培训题库，并实现题库和训练的三维场景相关联，同时本培训平台可以实现通过系统设定脚本,自定义进行培训题库二次开发。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.一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，其特征在于：
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。
2.根据权利要求1所述的三维消防培训及演练评估系统，其特征在于：
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。
3.根据权利要求2所述的三维消防培训及演练评估系统，其特征在于，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。
4.根据权利要求2所述的三维消防培训及演练评估系统，其特征在于，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。
5.根据权利要求1所述的三维消防培训及演练评估系统，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，王志强，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11