消防员典型灾害事故虚实融合模拟训练系统

发布者:徐业守发布时间:2021-11-09浏览次数:148

消防员典型灾害事故虚实融合模拟训练系统主要由VR/桌面模拟训练系统主机、智能穿戴交互操控装备、座椅式全方位运动模拟平台、烟热环境仿真装置、生理心理动态数据监测模块等组成。该系统的设计开发融合了虚实联动操控技术、多人协同作战技术、交互精准定位技术等多项关键技术,通过FDS软件进行灾害事故虚拟场景演化过程模拟,真实模拟火场烟气、高温等场景的演化过程,开发制作了消防员单人系统训练和多人协同训练内容的典型灾害事故火灾扑救和应急救援模拟场景并构建三维数字化立体仿真模型,训练场景包括道路交通事故处置训练场景、地下建筑火灾扑救训练场景、高层民用建筑火灾扑救训练场景、井下事故应急救援训练场景、救援作战心理训练场景,具备单人/多人协同训练、VR/桌面多种训练形式兼容、消防员生理心理数据分析评估、集教学训练考评系统一体化等功能。该系统的成功研制将有效解决现有消防救援大队、救援站里典型灾害事故模拟训练设施配备不足、场地空间限制、实战模拟训练频次少,训练内容形式多样性、真实性、精准实战化及系统性培训教学缺乏等问题,实现一线消防大队、救援站内消防员对迫切需求的典型灾害事故实战化技能操法训练,全面提升消防员日常对典型灾害事故的模拟训练频次、协同作战技能,达到提升综合性应急救援处置能力的目的。



1.  消防员典型灾害事故虚实融合模拟训练系统效果图


  1. 应急消防科普教育基地

应急消防科普教育基地依托于应急管理部天津消防研究所第二试验基地综合试验馆,面积不小于1800㎡。研制涵盖消防安全、自然灾害、公共安全、应急救护、文创体验、培训服务、运营管理等内容的系列模块化产品,产品数量不少于40项,具有VRARMRSR不少于12种沉浸式互动体验功能,解决应急安全科普教育场馆缺少沉浸式互动体验技术装备与系统的难题。搭建应急消防安全科普示范基地云端信息管理平台并构建系统性应急消防安全知识图谱,编制应急安全科普基地的知识培训和技能训练系列课程,满足不同受众人群对应急消防安全知识的迫切需求。制定适于我国国情的应急消防安全科普示范基地模块化建设标准体系。基地建成后将辐射京津冀地区,为学校、企事业单位、消防救援队伍等提供安全与应急体验科普教育实训服务,预计全年开展不少于100场次培训活动,单日接待量约400人次,全年线下实训、线上科普互动分别达到5万和200万人次以上。研发的系列模块化产品将以产品销售、知识产权实施许可、技术服务等多种形式进行成果转化,为全国应急、消防、公共安全等不同类型的科普教育基地的模块化、系统化和标准化建设提供产品和技术支持,预计年成果转化直接或间接经济效益不少于2千万。本项目对全面提升我国应急消防安全科普场馆的宣教培训能力,提高社会公众的消防安全意识和应急处置能力,具有重要的推动作用。



2. 应急消防科普教育基地整体规划平面



3. 应急消防科普教育基地效果图


  1. VR火场求生训练体验系统

该成果依托天津市科技计划项目“沉浸式消防安全教育互动体验宣讲活动”(项目编号:17KPHDSF00060)和应急管理部天津消防研究所基本科研业务费项目基于心理生理学的VR火灾求生训练系统开发及应激行为研究(项目编号:2018SJ04),突破了传统消防科普教育过程中无法开展火场求生体验训练的问题,研究提出了沉浸式消防安全教育游戏的设计理论,利用Maya/3Dmax软件搭建真实场景三维模型,通过C#编写功能程序,基于Unity平台进行虚拟现实场景的交互功能开发,依据VR眼镜SDK进行场景的功能关联,研发出以火灾烟气危险性、常见消防安全标识、火灾逃生疏散图以及地铁和校园等为案例的多人VR消防安全体验互动教学系统。该系统以实际火灾案例为背景,开发制作了以逃生一定要捂湿毛巾吗?发生火灾一定要跑吗?灭火器到底能灭多大的火?火场里除了火还有什么?逃生途中遇火场怎么办?为课程的火场求生训练内容,将抽象的理论知识、灭火器使用和逃生训练等内容在VR场景里进行模拟。通过多媒体系统进行课堂教学,教师通过手持平板或电脑对所有学生的VR学习终端进行控制,同步管理VR终端设备和课程体验训练进程,极大地提高了消防安全教育质量。



4. VR火场求生训练体验系统效果图


  1. MR灭火器教学训练测评系统

应急管理部天津消防研究所开发的“MR灭火器教学训练测评系统由多媒体教学前端设备、MR训练用灭火器、多场景灭火器模拟训练平台和灭火训练考评系统组成。体验者可通过多媒体教学前端进行灭火器知识的系统性学习,并操作MR训练用灭火器在灭火器模拟训练平台和灭火训练考评系统中进行六类典型火灾场景的训练和考核,真实还原了生活中常见的固体火灾、液体火灾、带电火灾和烹饪物火灾等多种火灾类型,实现对干粉、水基和二氧化碳等不同类型灭火器的识别与选取、灭火实操训练和评估考核功能。该系统更注重灭火器原理的准确性、适用场所和实操时的常见误区识别,科学的整合了灭火器的相关知识体系,形成一套集教学、训练和考核于一体的全流程闭环学习体系,适用于大范围的科普推广活动,可极大提高公众灭火训练的效能和效果。



5. MR灭火器教学训练测评系统


  1. 系列应急消防宣教演练装备箱

应急管理部天津消防研究所基于体验式教学理论,设计并制作适用于开展应急避险与自救训练的“系列应急消防宣教演练装备箱”,形成了包括应急消防教育课堂宣教、应急救护技能训练、应急烟热求生帐篷宣教和应急消防技能演练在内的4套应急消防宣教演练装备箱。其中应急消防教育课堂宣教箱主要应用于消防应急课堂培训辅助教学使用,配置覆盖灭火器材使用、个人防护器材使用、消防应急处理、常见隐患演示等知识点,满足课堂教学需求;应急救护技能教具箱主要应用于消防应急救护培训辅助教学使用,配置覆盖AEDCPR的使用、应急救生担架使用、外伤应急处理等知识点,满足应急救护培训教学需求;应急烟热求生帐篷宣教装备箱主要用于消防火灾现场烟热通道逃生培训教学使用,配置模拟烟雾通道、环境营造设备、消防疏散之时标识等内容,满足模拟火灾发生时,烟雾通道内的应急逃生方法的教学演练需求;应急演练教具装备箱主要用于应急疏散演练及初期火灾扑救培训教学使用,配置消防应急疏散演练、群体性逃生、应急逃生工具使用、初期火灾扑救等内容,满疏散逃生演练教学需求。系列应急消防宣教演练装备箱能够满足课堂教育、应急疏散演练、火场逃生体验、应急自救互救知识的配套教学使用,满足消防应急科普演练教学需求。该成果适用于消防救援队、企事业单位、重点防火单位、学校、社区、社会消防培训机构等有消防应急科普需求的单位使用。


6. 应急课堂宣教教具装备箱



7. 应急演练教具装备箱




8. 应急烟热求生帐篷装备箱




9. 应急救护技能教具装备箱


可提供技术服务内容:1). 消防员实战化模拟训练技术研究。主要围绕消防员实战化模拟训练设施研究、消防员虚实融合模拟训练系统研究、消防员专业技能及心理训练研究、消防员系列专项培训课程研究等。2).消防安全教育培训领域方面。消防安全教育培训领域,形成消防安全教育培训标准化、体系化、规范化的管理和运行机制,研制的产品和内容体系能够有效地提升我国公民的消防安全素质。