虚拟煤矿事故救援训练系统设计与实现.pdfVIP

Microcomputer Applications Vol. 25, No.8, 2009 开发应用 微型电脑应用 2009 年第 25 卷第 8 期 文章编号：1007-757X(2009)8-0019-03 虚拟煤矿事故救援训练系统设计与实现 于晓霞 沈志刚 摘 要：针对煤矿事故救援训练时高成本、耗时长、缺乏灵活性、不能适应复杂的变化、存在危险的问题，提出了一个将训 练过程以游戏的方式进行的虚拟煤矿事故救援训练系统设计方案。分析了该系统的总体结构，阐述了该系统各模块的功能。 并结合实际开发经验，就三维建模、粒子系统、碰撞检测等技术进行了探讨。 关键词：虚拟现实；事故救援；训练系统；人工智能；碰撞检测 中图法分类号：TP391.9 文献标志码：B 0 引言 故救援训练系统总体结构。 事故模拟 训练指导救援 近年来，我国煤矿应急救援工作在减少矿山事故人员伤 亡和财产损失、促进矿山安全生产方面发挥了重要作用。在 事故信息输入 训练者 训 信息 救援时，救援行动的成功与否取决于救援队员能否迅速、正 练 确地决策并实施，而这些又取决于救援人员的素质和他们平 者 交 时训练水平。把虚拟现实技术作为一种训练学习工具，可以 互 指导决策 模拟或再现一个真实的环境，救护队员可以通过进入这个虚 事故现场显示 系统 拟的环境，尝试采取各种各样的救援措施，从而获得训练。 把游戏引入训练过程中使训练具有趣味性和吸引力，从而激 发了救护队员的学习和训练热情，使队员得到更好的训练。 图1 虚拟煤矿事故救援训练系统总体结构 本文将介绍一个基于虚拟现实的煤矿事故救援训练系 统设计与实现，在第 2 部分描述了一个虚拟煤矿事故救援训 2 虚拟煤矿事故救援训练系统关键技术 练系统总体结构，第 3 部分就系统所用到的一些关键技术进 行了探讨，第 4 部分详细描述了系统各模块功能，并给出了 2.1虚拟煤矿事故救援训练系统关键技术 瓦斯爆炸事故场景的模拟以及煤矿火灾事故救援训练场景 1）建立3D 模型关键技术 的模拟，第 5 部分给出结论。 煤矿事故救援训练系统主要采用虚拟现实技术对事故 场景进行再现。因此，在构建 3D 模型时，鉴于煤矿自身的 1 虚拟煤矿事故救援训练系统总体结构 特殊性，因其地质构造条件复杂、机械设备类型繁多等特殊 条件，直接导致了矿山模型的复杂性和多样性，模型的这种 虚拟煤矿事故救援训练系统主要用于矿山救护队员事 特点直接导致了对模型实时漫游等操作的效果难以保证。实 故救援的训练。提出利用计算机技术建立一套以交互方式模 验发现，运用多细节层次模型技术能较好地解决类似问题。 拟接警、调度、现场指挥全过程模拟训练系统。该系统主要 为了增加整个场景的真实感和立体感，在建立建筑物等的模 包括以下几个方面内容：