基于虚拟煤矿事故救援训练系统设计与实现

　　0 引言

　　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。在救援时，救援行动的成功与否取决于救援队员能否迅速、正确地决策并实施，而这些又取决于救援人员的素质和他们平时训练水平。把虚拟现实技术作为一种训练学习工具，可以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。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的模拟，第 5部分给出结论。

　　l 虚拟煤矿事故救援训练系统总体结构

　　虚拟煤矿事故救援训练系统主要用于矿山救护队员事故救援的训练。提出利用计算机技术建立一套以交互方式模拟接警、调度、现场指挥全过程模拟训练系统。该系统主要包括以下几个方面内容：

　　1)顶板冒落、火灾、水灾、瓦斯煤尘爆炸事故过程的模拟;

　　2)各种事故救援方案的编制;

　　3)各种事故救援方案效果的自动评估;

　　4)提供煤矿基本知识和完整的救援知识。

　　虚拟煤矿事故救援训练系统借助虚拟现实技术，将事故现场在计算机中真实再现。队员可以像操纵一个 PRG游戏一样。可以置身于～个真实的煤矿中，可以身临其境的去体验煤矿的各个环节和完成各种训练任务。主要训练救护队员对突发事故的实时处理能力，如何救护，将损失降低到最低限度。救护队员通过自己的经验并结合训练指导系统给出的参考指导，从而做出正确救援判断。图 1所示为虚拟煤矿事故救援训练系统总体结构。

　　2 虚拟煤矿事故救援训练系统关键技术

　　2.1虚拟煤矿事故救援训练系统关键技术

　　1)建立 3D模型关键技术

　　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。实验发现，运用多细节层次模型技术能较好地解决类似问题。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型时，采用纹理映射…技术来控制场景复杂度、加速图形绘制速度。