虚拟现实


应急预案

前言

应急预演指面对突发事件如自然灾害、重大事故、环境公害及人为破坏的应急管理、指挥、救援计划等。随着我国经济的持续发展,经济与交流活动增加,人群流动日益频繁,城市规模不断扩大,社会贫富差距增大,我国目前正处在各种不稳定因素和突发事件的高发时期,同时我国是世界上自然灾害(主要包括水旱灾害、气象灾害、地震灾害、地质灾害、海洋灾害、生物灾害和森林草原火灾等)最严重的少数国家之一,平均每年造成近2万人死亡,直接经济损失高达国家财政收入的1/4至1/6。而且,随着社会经济的发展和人类活动的增强,自然灾害的损失还在以更快的速度增长,进入90年代已达到每年上千亿元的水平, 给人民生命财产带来了巨大损失,严重影响了我国的可持续发展。如今世界上许多国家正在掀起以模拟为标志的训练革命。美国是世界上运用计算机技术进行模拟训练最早的国家之一。运用计算机进行模拟训练,是一种可以最大限度贴近实战的训练方式。

针对目前的国际形势及当前我国的灾害现状,我们公司提出了数字化应急预演与培训的解决方案,即利用计算机三维仿真和虚拟现实技术呈现应急预案,同时配合人机互动训练功能,使指挥员、救援人员等相关人员在计算机上能以不同的角色进行预案模拟训练,达到熟悉预案、修正预案的目的。新的时代,应充分发挥人类的作用,运用技术、经济、法律、教育等手段削弱、消灭或回避灾害源,提高人民防灾减灾意识,提高企业团队的信息化素养,以确保企业人员财产安全和保证国民经济建设朝着正确方向发展。

数字化应急预演系统的优势

提供的数字化应急预演与培训系统实现的是系统化的、宏观的、全局的仿真分析与演练,并有验证、评估现有各种方案的有效性和可操作性,与传统型应急预演的“实战”型模式相比,采用计算机技术组建而成的“虚拟”式安全预演系统,此系统具有以下优势:
演习成本低

传统预演活动往往需要耗费大量的人力财力在前期的准备工作上,譬如邀请专家讲解、演示器材的购买、道具准备、场地准备、过程安保措施的制定等。费工费时。数字化的应急预演完全依托计算机技术支持,通过虚拟现实技术,将安全预演过程中所涉及到的方方面面全部仿真到虚拟的可视化环境中,节省了大笔的硬件费用支出;另外,通过多台电脑,可实现多人远程在线互动参与甚至人机交互功能,无形间扩大了演习的“地域”范围;由于整个过程都是通过操控计算机完成,大大降低了因操作不当或不可预料的事件造成的潜在危险系数。
可控范围广

这里的可控范围是指预演系统的灵活度。

传统的预演活动内容往往在准备之初便已敲定,而且方案单一。过程虽然是人员主动参与其中,实质则仍是被动的,只能接受既定的情节进行演练,往往无法达到突发性事件的真实预演效果。由于采用了先进的人机交互技术,平台将充分保证人在整个过程中的主动操控权,指挥者可以实现一键切换预演方案。亦或是变更同一套方案中的不同要素真正实现了一箭双雕,一体多用的效果。
过程效率高

传统的预演过程持续时间受到各方面因素限制,如人员、设备齐全程度等。演练场地也是因素之一。如果是在户外开阔地域,除非配备价格高昂的电子通讯设施,指挥者与演习者间不得不通过大声喊话的方式现场指导与交流。演习过程中的嘈杂环境很容易造成沟通的延迟而导致错过实际的演习时机。

在国内,网络概念的普及不过十余年,但它在信息化交流中所起到的显著作用有目共睹。而该预演系统恰是吸收了网络概念的多用户交互式社区平台。并集成包括即时文字交流、语音对话、文件传输等多媒体功能。参与者只需配备耳机,或是动一动手指,即可轻松实现远程遥控指挥与指示的信息获取,达到团队协作处理突发事件的目的并实现预期效果。
模拟效果好

这一点充分展现了现代三维仿真技术的优势。信息化的装备,必然以高新科技做后盾。平台采用世界顶级的三维场景实时渲染引擎开发而成,让浏览者产生身临其境感。平台所支持的粒子系统能够生动地表现出火势状况。另外,每位用户都能在场景中操控一个代表自身的虚拟人形象,并在立体环境中与他人沟通交流,对场景元素进行交互式操控。感受虚拟现实的沉浸式体验效果。

目标与功能

该系统可以实现以下几个重要目标:
1、提高各相关部门联合、协调运作能力;
2、及时发现系统潜在的隐患和薄弱环节;
3、预演、完善和优化各类应急预案;
4、在线分析、预警,有效控制突发事件的发生和发展;
5、对事件进行评估分析和总结。

该系统的具体功能包括:
1、联合仿真演练:即演练整体的指挥、协调以及资源调配能力,基于仿真的虚拟演练,可以高效、经济的完成各种演练任务;
2、应急风险评估:通过仿真,检验由各种设施、组织和人构成的应急系统的完备性、严密性,一个完整的应急系统是由不同的系统和组织部门协调完成,任何一个环节的缺陷都将使应急系统整体的可靠性下降,因此需要对系统应急风险进行评价;
3、预案分析、验证:对各种应急预案进行仿真检验,对发现的问题或漏洞及时作出补充完善措施;
4、在线预警:提供在线预测、分析事件发展态势,优化指挥决策;
5、效能分析评估:主要评价单个系统或部门在系统运作中是否达到预期效能。

要具备上述能力和功能,基于项目的复杂性要求,必须要有一个大型的软件支撑平台,去建立、组织、管理各种模型、知识和应用程序,才能从根本上解决应急系统中的各种复杂问题。

技术特点

本系统在技术上有以下特点:
1、采用系统仿真(亦即计算机仿真或数字仿真):利用自主研发的TW3D引擎及3D多用户在线互动平台---大陆2 ,结合地理信息系统、虚拟现实的多媒体技术,针对突发公共事件的特点,提供各种事件类型的仿真模型、管理工具和培训系统,支持在线指挥决策,提供危机评估和事后分析评价功能,真正实现了应急系统的“平战结合”。
2、系统化的演练分析:应急处理系统是一个庞大而又复杂的系统,需要各个相关子系统协调运行,系统仿真集成从硬件到预案、管理机制与流程等“软件”,实现系统化的联合分析、评估与演练,预测多设备、部门、系统整合运作的效果。所以,仿真演练与分析系统是不可用实战演练、单系统或部门的分析来替代的;
3、高效率、低成本的技术路线:本系统为基于计算机的虚拟平台,具有成本小、效率高的特点,可以实现大量内容的演练,也可以对特定内容进行反复的演练、分析;
4、综合多种系统功能:本系统兼顾了演练、分析、培训、决策支持等强大功能;
5、应用方式灵活方便:仿真系统具有灵活组织、多种运行模式的能力;

预演案例---港区消防预演系统

项目框架:

 

功能主线与技术路线:

模块编码

功能主线

技术路线

技术含量

A

指挥系统

使用平台集成的语音对话,文字交流等方式,实现对参与虚拟演习者的宏观指挥。

B

救援系统

设定场景所需各类人物角色及道具器材,并模拟其在现实生活中的职能与功能;程序的数据查询控件使用机器人脚本函数开发。

C

逃生系统

制定多种逃生路线,模拟对突发事件处理结果的评分制;部分高级功能使用机器人脚本函数开发。

D

实景模拟

采用实景建模,对当地气候与周边环境的完全仿真,以建造出完整的实际港区,强化可视化环境的沉浸感,具有实际预演价值。

E

隐患分析

将实际场景中可能存在火险隐患的因素及区域热点分布显示出来,分析危及程度,以制定相应的解决方案。

F

安防培训

利用平台提供的交互功能,使用平台集成的触发器命令与多媒体接口,营造出虚拟培训讲厅,亦可作为内部交流讨论的平台。