油罐区火灾应急预案可视化系统设计与实现

张华德 李亚平 吴锐 朱瑞

摘要

油罐区火灾应急预案可视化系统通过实景仿真技术真实呈现罐区现场及结构，系统提供给用户应急预案处置过程，用户可通过此预案对现实情况进行模拟操作，加深了解火灾等突发事件的处理过程，减小罐区损失。

【关键词】油罐区 火灾 可视化系统

1 引言

油罐区中包含了很多危险物质，极易发生各种危险事件，造成重大人员伤亡和财产损失。目前为止，世界上各个油库发生灾害后，由于消防抢救队伍找不到进入现场的最佳路径，抢救人员对油库结构的不了解，现场工人因不知所措等原因而延误最佳抢救时机，造成事故次级发生，引起不可挽回局面，这样的案例屡见不鲜。

在当前市场中，相关软件比较缺乏。因此，建立一个罐区火灾应急系统很有必要。本系统可提供给用户应急演练，让用户及相关工作人员可对现场有更深入的了解，使事故造成的损失尽可能减小。

2 系统功能

本系统运用实景仿真技术，向用户提供了真实的罐区地图模型，利用图形绘制引擎进行场景实时渲染。用户还可以通过应急预案处置，学习各个关卡的内容，了解对罐区火灾等突发情况的处理步骤。除此之外，系统可对用户进行管理，通过对用户权限和角色权限的管理功能，保证了数据的安全性。系统具体功能描述见表1。

3 系统实现

3.1 油库实景仿真模块

通过三维虚拟仿真将油库区进行1：1的模拟，油罐区以三维模型的形式展现给用户，并提供交互漫游功能，用户可以很直观的了解油库区的建筑、设备以及对应的位置信息。功能模块图如图1所示。

通过漫游可以让参与者熟悉整个罐区的布局，熟悉油罐区道路、消防设施及报警装置等设备。虚拟漫游的核心技术就是视点控制，通过适当的视点控制策略来实现各种各样的虚拟漫游要求。视点是用来模拟人眼的，在虛拟漫游时，视点的属性决定了模拟的人眼状态。视点的位置就代表人眼的位置，视点的观察方向就代表人眼的视线方向，视点的状态决定了模拟人眼观察到的画面，因此对视点的控制决定着虚拟漫游的最终效果。视点控制方法通过视点变换实现，视点变换是基于三维坐标变换的原理。油库场景漫游利用鼠标的前后左右位移对应于视点在x轴和z轴方向上平移的增量，实现视点的前后左右移动;通过其他按键实现相应的拉近拉远等功能，这种交互式漫游方式可以灵活的对视点进行自由控制。

3.2 技能学习模块

系统将应急预案处置过程中的角色在火灾抢救行动中所需要进行一系列的规范的工作流程以3D动画的形式展现出来，为学习者提供标准的油罐雷击着火现场处置流程。整个处置流程分解成各关，学习时可以连续播放各关，也可以重复各关卡的播放。功能模块图如图2所示。

通过对规范应急预案的分析，将其编写成系统可执行的文档，一共分解成八关。将人物角色、行走路线以及执行的动作与文档中的编码对应起来，系统对文档进行读取解析，从而调用相应角色执行动作。文档中以关卡为节点，可以重复读取某一关内任务，实现重复播放本关的目的。学习过程中，在某些关键任务节点，屏幕上会出现文字、语音的讲解。

文字和语音提示功能，系统启动时将文字内容和语音内容加载到程序中，当角色在训练过程中，到达某一关卡，或者某个任务节点时，程序会检测到该节点，调用声音播放以及文字显示函数，给与受训者提示接下来应该进行的操作。

3.3 系统管理模块

系统管理模块主要包含的功能有：用户管理、密码管理、权限管理及信息查询4个主要功能。用户管理功能主要是指管理员添加、删除和修改使用软件的用户。密码修改功能主要是从安全方面考虑，对用户登陆系统的密码进行管理。由于该系统所涉及数据信息的重要性，为了保证数据的安全，系统提供了用户权限和角色权限管理功能。信息查询功能包括学员自身学习、培训及演练情况查询及领导检查学员的学习、训练及演练情况。模块主要功能如图3所示。

4 总结

罐区火灾应急预案可视化系统提供给用户便捷的操作，保证用户可以在极短的时间内掌握系统的使用方法。本系统的设计，使得相关工作人员对油罐区火灾应急处理更加熟悉，通过系统中应急预案的学习和训练，可在灾情发生后，将罐区的损失降到最低。

参考文献

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