[00317891]三维应急演练与技能培训仿真平台

成果简介

很多需要安全培训的政府和化工企业、矿山、矿井、消防中控的培训机构等都迫切需要一个能够针对各种突发情况进行应急演练与培训的仿真平台，因为在一个真实环境中进行演练和培训会耗费大量人力物力，而且还存在人员安全、不可重复性等诸多问题，仿真系统则可以解决上述问题。但仿真系统要做的非常逼真，从而达到模拟真实环境的效果，难度很大，对仿真技术要求很高，这也是目前国内在这一领域还没有大量开展工作的原因之一，本项目采用计算机仿真技术，将计算机仿真算法和三维场景模拟结合。通过独立模块来控制场景管理、模型管理、人物动画管理、粒子特效管理和任务管理。用到的计算机仿真算法有实时场景渲染算法、人物运动控制算法、基于聚类的并行碰撞检测算法、深度检测算法、粒子特效的生成算法。场景渲染算法有很多种，当场景中模型达到一定数量后，场景渲染得实时性就会变得很重要，平台采用快速三维扫描渲染算法结合双缓存处理技术使得场景中模型很多时依然可以很流畅的进行渲染。对于人物模型的建模采用非均匀有理 B 样条技术使模型便于控制，其各种动作的实现采用DFD 算法来实现可以达到较为柔和的控制效果。

上述理论算法和技术已经得到了实验验证，效果比较理想，场景渲染效果很逼真，人物动画的控制流畅，三维粒子特效的效果逼真，可以实现灵活的任务配置，能够方便的创建各种各样的演练与培训系统。

成熟程度和所需建设条件

本项目在目前最新的计算机仿真技术的的基础上进行开发，拥有自主知识产权，涉及到的以下核心技术都已经完全成熟：

（1） 人物模型与动画制作技术

（2） 三维场景的建模与控制技术

（3） 基于聚类的并行碰撞检测技术

（4） 粒子特效的生成与管理技术

（5） 分布式多任务的管理技术

该平台已经在南京安元科技有限公司得到了很好的应用，目前已经推向市场。

技术特点

（1） 逼真的三维场景与模型管理技术。

（2） 逼真地粒子特效制作技术。

（3） 灵活多变的车辆动画、人物动画控制技术。

（4） 利用实时的碰撞检测技术，使系统做到运行流畅、动作不滞后。

（5） 多角色、分布式处理的同步技术，同步性达到 99%以上。

（6） 演练过程回放技术，能通过日志文件记录每个用户的所有操作，并对每个人的操作过程进行回放。

（7） 多任务的系统集成技术，使系统能够根据具体需求灵活的配置各种不同的任务，并将各种任务所需要的模型、粒子、天气、装备、动画、题目等内容集成到一起，这样可以使不同角色方便的设定不同的任务。

（8） 虚拟现实技术。将位置跟踪通道、视觉通道、听觉通道、触觉反馈和虚拟场景的生成结合起来。使参演者和培训人员也像在真实环境中进行操作一样。

市场分析和应用前景

三维仿真软件是一个前景广阔，容量巨大的市场。据世界银行的资料显示， 各行各业在领域内专业仿真软件的投资呈逐步增长的趋势，世界各国每年在三维仿真软件上的总投资在 1000 亿美元以上。我们所开发的三维应急演练与技能培训仿真平台是三维仿真软件的一个子领域，目前市场上的同类产品还很少，但按照目前的发展趋势该仿真平台会得到越来越广泛的应用。

现在一般的生产企业都需要消防安全知识的普及与培训,而越来越多的企业经常进行消防安全的演练以培养员工的安全意识和应对突发事件的安全技能,所以这一领域的市场需求会非常大。目前各种企业对员工消防安全知识的培训大都采用讲课放视频的方式,很少有实际的操作和参与,因为实施一次真实的演练与培训难度很大、要耗费大量人力物力，而且会有较大的危险，因此本产品将会在相对大型的有实际生产基地的企业得到广泛应用，尤其是化工企业、冶金、材料加工、纺织、食品生产企业等需求量最大。而政府的安全管理部门也会有大量的需求，这些部门会经常组织一些企业或内部人士参加应急消防的演练与技能培训。消防中控和学校等培训机构的需求量也会比较大。

社会经济效益分析

该仿真平台能够代替部分真实场景中的演练与培训效果，而且可以在较短时间内对演练和培训内容进行调整并反复实施，这将大大节约演练与培训成本，提升演练与培训效果。

仿真平台主界面

合作方式

合作开发、受托开发