| 项目名称 |
基于虚拟现实技术的消防演练模拟系统 |
| 小类(二级分类) |
B．信息技术 |
| 三级分类 |
520 计算机科学技术 |
| 四级分类 |
520.40 计算机软件 |
| 简介 |
利用虚拟现实技术真实还原校园教室、餐厅、实验室等真实火情，沉浸式体验可以让使用者身临其境的体验真实火灾，系统引导用户开始逃生，例如灭火器的使用等自救措施。其内置的评分系统，对每一项操作系统进行判断并进行加减分机制，体验结束对各项评分总结，让体验者了解自己的薄弱项。 |
| 详细介绍 |
由于缺少防灾抗灾意识，我国每年发生火灾的次数都在二十万起左右，每年在火灾中有数千人伤亡，直接经济损高达二十亿元左右。火灾的频发使得国家更加注意消防知识的传播与教育，平时防火灾的宣传教育很难吸引大家的注意，大多数群众尤其是学生不能自主的专注听讲；而学校、公司或者社区等公共场合开展消防演练存在开展机会少、演练时间间隔长、动用人力物力资源多、演练效果不明显等问题。我们突破传统的定式思维，通过虚拟现实技术来进行身临其境的游戏来模拟消防演练，还原校园教室、餐厅、实验室等真实火情，沉浸式体验可以让使用者身临其境置身于火灾隐患存在的第一现场的体验真实火灾，体验者进行一系列的消防灭火操作，其系统中内置自动打分和评判系统，通过打分系统可以让使用者了解应对突发火情时自救逃生操作的不足点，掌握基本逃生灭火技能；使用真实场景模拟，让使用者可以判断不同程度的火情，提高灭火能力；通过专业知识的插入，让专业人员可以深入掌握不同程度的灭火能力，以及灭火的禁忌，减少因错误灭火而发生危险的概率。通过严重操作不当后死亡效果等，使其意识到逃生行为的规范性和消防安全的重要性，学习专业的逃生灭火技能，增强消防安全意识，提高自救防范能力，做到在火灾发生时能临危不乱，有序、迅速的按照消防逃生路线安全疏散，确保生命安全。 |
| 作品撰写的目的和基本思路 |
由于缺少防灾抗灾意识，我国每年发生火灾的次数都在二十万起左右，每年在火灾中有数千人伤亡，直接经济损高达二十亿元左右。火灾的频发使得国家更加注意消防知识的传播与教育，但平时的防灾宣传教育一般效果平平。我们突破传统的定式思维，通过虚拟现实技术来进行身临其境的游戏来模拟消防演练，学习专业的逃生灭火技能，提高自救防范能力，做到在火灾发生时能临危不乱，有序、迅速的按照消防逃生路线安全疏散，确保生命安全。 |
| 作品的科学性、先进性及独特之处 |
我们通过虚拟现实技术还原真实火情，体验者可实际的消防灭火，系统中内置自动打分系统可以让使用者了解应对突发火情时自救逃生操作的不足，掌握正确逃生灭火技能；使用真实场景模拟，让使用者可以判断不同程度的火情，提高灭火能力；通过专业知识的插入，让专业人员可以深入掌握不同程度的灭火能力，以及灭火的禁忌。通过严重操作不当后死亡效果等，使其意识到逃生行为的规范性和消防安全的重要性，做到真正的寓教于乐、牢记于心。 |
| 作品的实际应用价值和现实意义 |
平时防火灾的宣传教育很难吸引大家的注意，大多数群众尤其是学生不能自主的专注听讲；而学校、公司或者社区等公共场合开展消防演练存在开展机会少、演练时间间隔长、动用人力物力资源多、演练效果不明显等问题。该项目在消防演练过程中有较好的实用意义和使用价值，尤其在各阶段的学生消防知识训练中作用更为突出。有较高的技术含量，也有较强的推广前景。 |
| 学术论文摘要 |
现有消防演练存在着成本高，参与度低等很多问题。虚拟仿真技术和体感技术的发展为消防演练提供了新的解决思路。演练过程中的人机交互还停留在手柄、鼠标和键盘上，严重影响了演练的沉浸感。通过对体感传感器采集的数据进行处理和建模，可以实现消防演练动作的识别，实现更为自然的人机交互，设计出沉浸感强的虚拟消防演练系统。 |
| 作品在何时、何地、何种机构举行的会议上或报刊上发表及所获奖励 |
无 |
| 鉴定结果 |
该论文符合参赛要求 |
| 对于理解、审查、评价所申报作品具有参考价值的现有技术及技术文献的检索目录 |
孙柏林. 虚拟现实技术在美国军队中的应用述评[J]. 计算机仿真, 2018(1): 1-7. 李敏, 韩丰. 虚拟现实技术综述[J]. 软件导刊, 2010, 09(6): 142-144. Yao F, Cuig L, Chaig S, et al. Distributed Interactive 3D Combat Simulation System for the Army Training and Testing[C] //Control and Decision Conference. Guiyang: IEEE, 2013: 3143-3147. |
| 报材料清单（申报论文1篇，相关资料名称及数量） |
论文1篇，使用证明2个，使用视频1个。 |
| 当前国内外同类课题研究水平概述 |
英国ColvVirtualReality公司在1993年研发了被称为Vegas的基于虚拟仿真技术的火灾疏散演示系统，以三维动画的形式演示火灾发生时人员的疏散情况。根据模拟不同的疏散情形进行救援，可以应用在多种场所。通过虚拟现实技术（VIRTUAL REALITY）游戏方式可以使孩子对消防隐患形成认知，从而提升消防知识降低火灾发生对孩子的伤害 国内的易涛等人针对化工灾害应急演练与控制进行虚拟仿真研究，提出了化工三大类灾害的概念及灾害场的计算方法，建立了灾害仿真Agent系统。冯德众设计了针对矿井安全事故的具有智能虚拟交互控制和近似实战条件下的场景模拟培训功能的消防集成系统。罗月童等人实现了仿真度更高的火焰模拟并提供灭火交互功能，实现了模拟火灾现场并进行消防训练的目的。北京举办奥运会期间为避免出现消防事故，北京消防总队与清华大学一起开发了消防训练系统，模拟火灾发生时可能出现的现象，并针对不同现象制定不同应急方案及消防部署。浙江省于2016年设立消防体验区，用户可以通过虚拟现实技术（VIRTUAL REALITY）眼镜身临其境的沉浸在虚拟场景中，对用户在火灾发生时进行逃生训练，是我国第一个虚拟现实技术（VIRTUAL REALITY）逃生体验区。我国对虚拟现实技术（VIRTUAL REALITY）应用到船舶消防方面还处于起步阶段，TaoR等人开发了一个消防训练系统，该系统主要用来训练用户发生火灾时正确使用船舶消防器材进行灭火。 |
