CN102542862B - 一种事故处理仿真系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于虚拟现实技术与数字化仿真领域，提供了一种事故处理仿真系统及方法，所述系统包括：事故生成单元、安全距离及伤害事故值确定单元、伤害事故半径确定单元以及事故处理单元；所述事故生成单元根据预配置的粒子系统的属性参数生成事故点；所述安全距离及伤害事故值确定单元检测事故点并确定事故处理人工智能AI与事故点的安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值；所述伤害事故半径确定单元确定事故处理设备对事故点的伤害半径；所述事故处理单元根据所述安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值、伤害半径处理事故点。本发明实施例不受环境限制，使用方便，有效节约成本，适合广泛推广。

Description

一种事故处理仿真系统及方法

技术领域

本发明属于虚拟现实技术与数字化仿真领域，尤其涉及一种事故处理仿真系统及方法。

背景技术

随着居民楼房、生产厂房规模的扩大化、复杂化，在发生安全事故时，往往造成巨大的损失。如在居民楼里发生火灾时，常常因为楼房本身复杂的构造和/或人们自救意识的薄弱，付出惨痛的代价。

为了提高人们的自救意识，各单位或部门经常会举行相关的安全知识的学习和培训，该方法仅传递书面知识，缺乏实际演练的真实性和操作性；而如果定期举行应对安全事故的实际演练，又受到环境的限制，耗时耗力，比如举行的消防演练，通常仅针对容易发生火灾的单位举行，难以大范围地举行。

发明内容

本发明提供了一种事故处理仿真系统，旨在解决现有的应对安全事故的系统缺乏实际演练的真实性以及难以大范围普及的问题。

本发明是这样实现的，一种事故处理仿真系统，所述系统包括：事故生成单元、安全距离及伤害事故值确定单元、伤害事故半径确定单元以及事故处理单元；

所述事故生成单元用于根据预配置的粒子系统的属性参数生成事故点；

所述安全距离及伤害事故值确定单元用于检测事故点并确定事故处理人工智能AI与事故点的安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值；

所述伤害事故半径确定单元用于根据预配置的事故处理设备第一参数、所述事故处理设备对事故点的伤害值以及所述安全距离确定事故处理设备对事故点的伤害半径；

所述事故处理单元用于根据所述安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值、伤害半径处理事故点。

本发明的另一目的在于提供一种事故处理仿真方法，所述方法包括步骤：

检测事故点并确定事故处理AI与事故点的安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值；

根据预配置的事故处理设备第一参数、所述事故处理设备对事故点的伤害值以及所述安全距离确定事故处理设备对事故点的伤害半径；

根据所述安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值、伤害半径处理事故点。

本发明实施例中，事故处理AI进入事故触发区后，检测该事故触发区是否存在事故点，若存在事故点，则确定事故处理AI与该事故点的安全距离以及事故处理AI所持有的事故处理设备对该事故点的伤害值，接着，根据预配置的事故处理设备第一参数、事故处理设备对事故点的伤害值以及安全距离确定事故处理设备对事故点的伤害半径，最后根据确定的安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值、伤害半径处理事故点。由于能够在3D场景中真实再现事故处理员处理事故的场景，有利于学习突发事故处理方法，且不会对学习处理事故的人员造成伤害，也不受环境限制，使用方便，有效节约成本，适合广泛推广。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的事故处理仿真系统结构；

图2是本发明第二实施例提供的事故处理仿真方法流程。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例中，事故处理人工智能(Artificial Inteligence，AI)进入事故触发区，检测该事故触发区是否存在事故点，并确定事故处理AI与事故点的安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值，然后确定事故处理设备对事故点的伤害半径，最后根据安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值、伤害半径处理事故点。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

图1示出了本发明第一实施例提供的事故处理仿真系统结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，其中，该事故处理仿真系统包括火灾处理仿真系统、有害物质泄漏处理仿真系统等事故处理仿真系统。

该事故处理仿真系统可以用于通过有线或者无线网络连接服务器的各种信息处理终端，例如移动电话、口袋计算机(Pocket Personal Computer，PPC)、掌上电脑、计算机、笔记本电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等，可以是运行于这些终端内的软件单元、硬件单元或者软硬件相结合的单元，也可以作为独立的挂件集成到这些终端中或者运行于这些终端的应用系统中，其中：

事故生成单元11，用于根据预配置的粒子系统的属性参数生成事故点。

由于粒子系统常用于描述烟，火，爆炸，气体泄漏等不规则及模糊的物体，因此在本实施例中，预配置用于生成事故点的粒子系统的属性参数，该粒子系统的属性参数用于控制生成事故点的个数、事故点的伤害强度等，该属性参数不同，生成事故点的个数和/或事故点的伤害强度等也不同。

安全距离及伤害事故值确定单元12，用于确定单元检测事故点并确定事故处理人工智能AI(Artificial Inteligence，AI)与事故点的安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值。

在本实施例中，该安全距离及伤害事故值确定单元12包括参数确定模块121、安全距离确定模块122、伤害事故值确定模块123。

该参数确定模块121用于确定事故处理AI的受伤可接受值、事故点的个数、伤害强度以及事故处理设备的个数、功效强度。

该安全距离确定模块122，用于根据该受伤可接受值、事故点发生的个数、事故点的伤害强度确定事故处理AI与事故点的安全距离。其中，该事故处理AI与事故点的安全距离与事故点发生的个数、事故点对事故处理AI的伤害强度成正比，与事故处理AI的受伤可接受值成反比。

该伤害事故值确定模块123，用于根据该事故处理设备的个数、功效强度以及该安全距离确定事故处理设备对事故点的伤害值。其中，该事故处理设备对事故点的伤害值与事故处理设备的个数、事故处理设备的功效强度成正比，与事故处理AI与事故点的安全距离成反比。

伤害事故半径确定单元13，用于根据预配置的事故处理设备第一参数、该事故处理设备对事故点的伤害值以及该安全距离确定事故处理设备对事故点的伤害半径。

其中，事故处理设备对事故点的伤害半径与预配置的事故处理设备第一参数、事故处理设备对事故点的伤害值成正比，与事故处理AI与事故点的安全距离成反比。该预配置的事故处理设备第一参数为一个常量参数，该常量参数的大小用于控制事故处理设备对事故点的伤害半径的大小，从而控制事故处理设备对事故点的伤害范围大小。

事故处理单元14，用于根据该安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值、伤害半径处理事故点。

该事故处理单元14包括事故处理时间确定模块141和/或事故处理次数确定模块142、事故处理模块143。

该事故处理时间确定模块141，用于根据预配置的事故处理设备第二参数、该事故处理设备对事故点的伤害值以及该安全距离确定事故处理设备处理事故点需要的时间。其中，事故处理设备处理事故点需要的时间与预配置的事故处理设备第二参数、事故处理设备对事故点的伤害值成正比，与该安全距离成反比。该预配置的事故处理设备第二参数为一个常量参数，该常量参数的大小用于控制事故处理设备处理事故点所需要的时间的长短。

该事故处理次数确定模块142，用于根据预配置的事故处理设备第三参数、该事故处理设备对事故点的伤害值以及该安全距离确定事故处理设备处理事故点需要的次数。其中，事故处理设备处理事故点需要的次数与预配置的事故处理设备第三参数、事故处理设备对事故点的伤害值成正比，与该安全距离成反比。该预配置的事故处理设备第三参数为一个常量参数，该常量参数的大小用于控制事故处理设备处理事故点所需要的次数的多少。

该事故处理模块143，用于根据该处理事故点需要的时间和/或处理事故点需要的次数，处理事故处理设备对事故点的伤害半径以内的事故点。

作为本发明的另一个实施例，事故处理设备第一参数、事故处理设备第二参数、事故处理设备第三参数可以相同也可以不同。

本发明第一实施例中，事故处理AI进入事故触发区后，安全距离及伤害事故值确定单元12检测该事故触发区是否存在事故点，若存在事故点，则确定事故处理AI与该事故点的安全距离以及事故处理AI所持有的事故处理设备对该事故点的伤害值，接着，伤害事故半径确定单元13根据预配置的事故处理设备第一参数、事故处理设备对事故点的伤害值以及安全距离确定事故处理设备对事故点的伤害半径，最后事故处理单元14根据确定的安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值、伤害半径处理事故点。由于该事故处理仿真系统能够在3D场景中真实再现事故处理员处理事故的场景，有利于学习突发事故处理方法，且不会对学习处理事故的人员造成伤害，也不受环境限制，使用方便，有效节约成本，适合广泛推广。

实施例二：

图2示出了本发明第二实施例提供的事故处理仿真方法流程，该事故处理方法包括火灾处理方法、有害物质泄露处理方法等安全事故处理方法，详述如下。

在步骤S21中，检测事故点并确定事故处理AI与事故点的安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值。

本实施例中，事故处理AI进入事故触发区，判断该事故触发区是否存在安全事故点，若没有发现，则走出该事故触发区，进入另一个事故触发区处理事故，若发现事故点，则检测该事故触发区的事故点，并确定该事故处理AI与事故点的安全距离以及该事故处理AI所持有的事故处理设备对事故点的伤害值。如，若事故触发区为火场触发区，事故处理AI为消防AI，则该消防AI进入火场触发区，判断该火场触发区是否存在火点，在没有发现火点时，走出该火场，重新进入另一个火场，若消防AI发现火场存在火点时，则确定该消防AI与该火点的安全距离以及该消防AI所持有的灭火设备对火点的伤害值，当消防AI与火点的距离小于安全距离时，消防AI则受到火点的伤害。其中，火点指一个产生火的位置，火场由多个火点组成，指火灾发生的范围，火场之间没有火点火灾障碍隔离。

其中，确定事故处理AI与事故点的安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值的步骤具体为：

确定事故处理AI的受伤可接受值、事故点的个数、伤害强度以及事故处理设备的个数、功效强度。其中，该事故处理AI与事故点的安全距离与事故点发生的个数、事故点对事故处理AI的伤害强度成正比，与事故处理AI的受伤可接受值成反比。

根据所述受伤可接受值、事故点发生的个数、事故点的伤害强度确定事故处理AI与事故点的安全距离。其中，该事故处理设备对事故点的伤害值与事故处理设备的个数、事故处理设备的功效强度成正比，与事故处理AI与事故点的安全距离成反比。

根据所述事故处理设备的个数、功效强度以及所述安全距离确定事故处理设备对事故点的伤害值。

在步骤S22中，根据预配置的事故处理设备第一参数、事故处理设备对事故点的伤害值以及安全距离确定事故处理设备对事故点的伤害半径。

在本实施例中，该预配置的事故处理设备第一参数为一个常量参数，该常量参数的大小用于控制事故处理设备对事故点的伤害半径的大小，从而控制事故处理设备对事故点的伤害范围大小。其中，事故处理设备对事故点的伤害半径与预配置的事故处理设备第一参数、事故处理设备对事故点的伤害值成正比，与所述安全距离成反比。

在步骤S23中，根据安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值、伤害半径处理事故点。

其中，根据所述安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值、伤害半径处理事故点的步骤具体为：

根据预配置的事故处理设备第二参数、所述事故处理设备对事故点的伤害值以及所述安全距离确定事故处理设备处理事故点需要的时间，和/或，

根据预配置的事故处理设备第三参数、所述事故处理设备对事故点的伤害值以及所述安全距离确定事故处理设备处理事故点需要的次数；

根据所述处理事故点需要的时间和/或处理事故点需要的次数，处理事故处理设备对事故点的伤害半径以内的事故点。

在本实施例中，该预配置的事故处理设备第二参数为一个常量参数，该常量参数的大小用于控制事故处理设备处理事故点所需要的时间的长短。该预配置的事故处理设备第三参数为一个常量参数，该常量参数的大小用于控制事故处理设备处理事故点所需要的次数的多少。其中，事故处理设备处理事故点需要的时间与预配置的事故处理设备第二参数、事故处理设备对事故点的伤害值成正比，与所述安全距离成反比；事故处理设备处理事故点需要的次数与预配置的事故处理设备第三参数、事故处理设备对事故点的伤害值成正比，与所述安全距离成反比。

本发明第二实施例根据势函数模型与处理事故原理的相似点，采用势函数对事故处理进行建模，在该模型中，将事故点对人的伤害作为斥力分量，将事故处理设备对事故点的伤害作为引力分量。事故处理AI在与事故点的范围保持在安全距离外，根据预配置的事故处理算法，处理处于事故处理设备对事故点的伤害半径范围内的事故点。由于该事故处理仿真方法能够在3D场景中真实再现事故处理员处理事故点的场景，有利于学习突发事故处理方法，且不会对学习处理事故的人员造成伤害，也不受环境限制，使用方便，有效节约成本，适合广泛推广。

实施例三：

为了更清楚地阐述事故处理AI处理事故点的过程，下面以消防AI处理火灾事故为例进行说明。

本实施例中，使用火粒子系统模拟产生火点，使用灭火粒子系统模拟产生灭火设备喷射的物质。通过设置构成火粒子系统的属性参数调整火点的大小，通过设置构成灭火粒子系统的属性参数调整灭火功效的大小。

火点产生的伤害与距离火点的距离成反比，距离火点越近，火点产生的伤害越大，反之，则越小。假设一个火粒子系统对消防AI产生的伤害为E，用公式E＝B/r计算，其中，E表示火点产生的伤害，B表示事故的伤害强度，r表示距离火点的安全距离。当多个火点叠加时，若仅考虑简单的累加过程，则与火点距离同为r的m个火粒子系统对消防AI产生的伤害为mE＝mB/r。

此外，灭火设备的灭火效果与距离火点的距离r也成反比，对同一种灭火设备而言，其喷射的由灭火粒子系统产生的粉或水等灭火物体，，离火点越近，对火点造成的伤害越大，因此越容易熄灭火，反之，灭火效果不好，不容易熄灭火。假设一个灭火设备对火点的伤害值为F，使用公式F＝A/r计算，其中，A为灭火设备的功效强度，r为灭火设备距离火点的安全距离，则n个与火点距离为r的灭火设备对火点的伤害值为nF＝nA/r。

由公式E＝B/r和F＝A/r可知，若消防AI希望快速灭火，则需要尽量接近火点，而一旦接近火点，则火点对其产生的伤害又将加大，因此，需确定灭火的距离r，使消防AI既能够有效灭火，而火点对其产生的伤害又在消防AI受伤可接受的范围内。使用势函数对其进行建模，该势函数y使用公式：y＝-dv/dr＝-(nA)/rⁿ⁺¹+/(mB)/r^m+1表示，其中，-(nA)/rⁿ⁺¹表示引力分量，(mB)/r^m+1表示斥力分量，该引力分量对应于灭火设备对火的伤害，该斥力分量对应于火点对消防AI的伤害。在该势函数中，调整参数n和m，就能改变势能曲线的斜率，从而调整引力和斥力的控制范围，若把A和B的分布作为引力和斥力的强度，则n和m分别代表这两个分力的衰减。

对于存在m个火粒子系统和n个灭火设备的情况，相应的势函数可表示为y＝-(nA)/r+/(mB)/r，其中，参数A和B分别根据灭火设备的灭火粒子系统的属性参数和火粒子系统的属性参数预先设定。在消防AI确定了灭火位置后，该消防AI使用灭火设备喷射灭火物质，灭掉一个火粒子系统产生的火点后，重新根据上述势函数计算灭火的最佳位置。若火点受到风势的影响，产生新的火点，增大了火势，则同样需要根据势函数重新计算灭火的最佳位置。

假设消防AI的受伤可接受范围分为4个等级，分别为轻微伤害、一般伤害、严重伤害以及致命伤害，该4个等级分别对应的区间为[0，2]，[3，6]，[7，8]，[9，10]。若设定消防AI灭火时只受到轻微伤害，则该消防AI的受伤可接受值在区间[0，2]内，即mE的取值只要在区间[0，2]内即可。根据灭火设备的灭火粒子系统的属性参数和火粒子系统的属性参数预先设定参数A和B的值，以及确定了火粒子系统的个数m、灭火粒子系统的个数n，则根据公式mE＝mB/r可计算出消防AI距离火点的安全距离r。在计算出距离火点的安全距离为r之后，再根据公式nF＝nA/r计算灭火设备对火点的伤害值nF，同时根据该灭火设备对该火点的伤害值nF确定灭火设备对火点的伤害半径。其中，该灭火设备对火点的伤害半径R为利用预配置的灭火设备第一常量参数w以及公式R＝w*(nF)/r计算。此外，根据灭火设备对火点的伤害值nF、消防AI距离火点的安全距离r以及预配置的灭火设备第二常量参数w′，通过公式T＝w′*(nF)/r可计算灭火设备熄灭火点需要连续喷射灭火物质的时间T，根据预配置的灭火设备第三常量参数w″，通过公式I＝w″*(nF)/r可计算灭火设备熄灭火点需要连续喷射灭火物质的次数I。消防AI走到距离火点的安全距离为r时停止往前走，并根据计算的灭火设备喷射火点的时间T，或者根据计算的灭火设备喷射火点的次数I，喷射R范围之内的火点。若消防AI熄灭了一处火点，则继续寻找新的火点，并根据上述步骤，重新计算安全距离r，以便熄灭该新的火点。

本发明实施例中，事故处理AI进入事故触发区后，检测该事故触发区是否存在事故点，若存在事故点，则确定事故处理AI与该事故点的安全距离以及事故处理AI所持有的事故处理设备对该事故点的伤害值，接着，根据预配置的事故处理设备第一参数、事故处理设备对事故点的伤害值以及安全距离确定事故处理设备对事故点的伤害半径，最后根据确定的安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值、伤害半径处理事故点。由于能够在3D场景中真实再现事故处理员处理事故的场景，有利于学习突发事故处理方法，且不会对学习处理事故的人员造成伤害，也不受环境限制，使用方便，有效节约成本，适合广泛推广。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种事故处理仿真系统，其特征在于，所述系统包括：事故生成单元、安全距离及伤害事故值确定单元、伤害事故半径确定单元以及事故处理单元；

所述事故生成单元根据预配置的粒子系统的属性参数生成事故点；

所述安全距离及伤害事故值确定单元检测事故点并确定事故处理人工智能AI与事故点的安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值；

所述伤害事故半径确定单元根据预配置的事故处理设备第一参数、所述事故处理设备对事故点的伤害值以及所述安全距离确定事故处理设备对事故点的伤害半径；所述预配置的事故处理设备第一参数为常量参数；

所述事故处理单元根据所述安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值、伤害半径处理事故点。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述安全距离及伤害事故值确定单元包括：

参数确定模块，用于确定事故处理AI的受伤可接受值、事故点的个数、伤害强度以及事故处理设备的个数、功效强度；

安全距离确定模块，用于根据所述受伤可接受值、事故点发生的个数、事故点的伤害强度确定事故处理AI与事故点的安全距离；

伤害事故值确定模块，用于根据所述事故处理设备的个数、功效强度以及所述安全距离确定事故处理设备对事故点的伤害值。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述事故处理单元包括：

事故处理时间确定模块，用于根据预配置的事故处理设备第二参数、所述事故处理设备对事故点的伤害值以及所述安全距离确定事故处理设备处理事故点需要的时间，所述预配置的事故处理设备第二参数为常量参数；和/或，

事故处理次数确定模块，用于根据预配置的事故处理设备第三参数、所述事故处理设备对事故点的伤害值以及所述安全距离确定事故处理设备处理事故点需要的次数；所述预配置的事故处理设备第三参数为常量参数；

事故处理模块，用于根据所述处理事故点需要的时间和/或处理事故点需要的次数，处理事故处理设备对事故点的伤害半径以内的事故点。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述事故处理设备对事故点的伤害半径与预配置的事故处理设备第一参数、事故处理设备对事故点的伤害值成正比，与所述安全距离成反比。

5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述事故处理设备处理事故点需要的时间与预配置的事故处理设备第二参数、事故处理设备对事故点的伤害值成正比，与所述安全距离成反比，和/或，

所述事故处理设备处理事故点需要的次数与预配置的事故处理设备第三参数、事故处理设备对事故点的伤害值成正比，与所述安全距离成反比。

6.一种事故处理仿真方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

检测事故点并确定事故处理AI与事故点的安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值；

根据预配置的事故处理设备第一参数、所述事故处理设备对事故点的伤害值以及所述安全距离确定事故处理设备对事故点的伤害半径；

根据所述安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值、伤害半径处理事故点。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定事故处理AI与事故点的安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值的步骤具体为：

确定事故处理AI的受伤可接受值、事故点的个数、伤害强度以及事故处理设备的个数、功效强度；

根据所述受伤可接受值、事故点发生的个数、事故点的伤害强度确定事故处理AI与事故点的安全距离；

根据所述事故处理设备的个数、功效强度以及所述安全距离确定事故处理设备对事故点的伤害值。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述安全距离以及事故处理设备对事故点的伤害值、伤害半径处理事故点的步骤具体为：

根据预配置的事故处理设备第二参数、所述事故处理设备对事故点的伤害值以及所述安全距离确定事故处理设备处理事故点需要的时间，所述预配置的事故处理设备第二参数为常量参数；和/或，

根据预配置的事故处理设备第三参数、所述事故处理设备对事故点的伤害值以及所述安全距离确定事故处理设备处理事故点需要的次数；所述预配置的事故处理设备第三参数为常量参数；

根据所述处理事故点需要的时间和/或处理事故点需要的次数，处理事故处理设备对事故点的伤害半径以内的事故点。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述事故处理设备对事故点的伤害半径与预配置的事故处理设备第一参数、事故处理设备对事故点的伤害值成正比，与所述安全距离成反比。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述事故处理设备处理事故点需要的时间与预配置的事故处理设备第二参数、事故处理设备对事故点的伤害值成正比，与所述安全距离成反比；

所述事故处理设备处理事故点需要的次数与预配置的事故处理设备第三参数、事故处理设备对事故点的伤害值成正比，与所述安全距离成反比。