CN113362671A - 一种船用核应急演练模拟系统及演练方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船用核应急演练模拟系统及演练方法，其包括：模拟船舱舱段；混合现实场景生成系统，其用于生成混合现实场景，或者直接加载已设计完毕的混合现实场景；环境交互系统，其用于在演练现场模拟形成船用核动力事故发生时的环境以及在待操作真实设备被受训人员操作时产生反馈信号；单兵训练系统，其用于显示所述混合现实场景生成系统生成/直接加载的混合现实场景；导调系统，其用于形成演练方案或直接加载预先设计的演练方案；以及演练评估系统，其用于产生并输出评估结果。本发明基于混合现实场景使受训人员获得与真实环境接近的体验感，达到具有真实操作感受的效果；同时可快速、准确产生并输出最终的评估结果。

Description

一种船用核应急演练模拟系统及演练方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种船用核应急演练模拟系统及演练方法。

背景技术

目前，随着民用、军事领域的发展需要，核电船的相关技术将得到前所未有的关注。但核动力的使用需要重点关注安全问题，即如何在发生核泄漏事故的前提下进行快速处理，以将风险控制到最小。

在船用核能安全领域，虽然已出现采用应急演练的方式提高应急救援人员应变能力的方案，但该种方案难以模拟出逼真的核事故场景，无法达到预期训练效果。

虽然在其他领域有相应的模拟训练系统，但是其难以转用到船用核应急训练中，主要原因在于：1、核事故有其特殊性，通常伴随放射性物质的释放而产生核辐射，加之放射源都是严格管制的，导致真实的核事故难以模拟；2、核事故应急救援装备通常十分昂贵，价格在几千到数十万不等，直接基于实装进行训练成本过高；3、船用核应急环境特殊，其发生在水面或水下，且发生在密闭的船舱内，而船舱环境逼仄，其内在的压力、温度等环境特殊，同时，船舱内部的各种器材、管路设计类型繁多且复杂，所涉及人员众多，尤其是在水下时，整个船用核应急环境更加难以模拟。

发明内容

本发明的目的是提供一种船用核应急演练模拟系统及演练方法，其基于混合现实场景使受训人员获得与真实环境接近的体验感，达到具有真实操作感受的效果；同时可快速、准确产生并输出最终的评估结果。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

提供了一种船用核应急演练模拟系统，其包括：

模拟船舱舱段，其内部设置有与船用核动力相关的真实设备，以形成演练现场；

混合现实场景生成系统，其设置于所述模拟船舱舱段内，用于获取所述模拟船舱舱段内的现场画面以及待操作真实设备的位置坐标信息，并据此生成混合现实场景，或者直接加载已设计完毕的混合现实场景；

环境交互系统，其设置于所述模拟船舱舱段内，且连接所述混合现实场景生成系统，用于在演练现场模拟形成船用核动力事故发生时的环境以及在待操作真实设备被受训人员操作时产生反馈信号，且将所述反馈信号发送至所述混合现实场景生成系统，使得当受训人员对船用核动力相关的待操作真实设备进行真实操作时，所述混合现实场景生成系统生成/直接加载的混合现实场景中同步显示与该真实操作对应的、对于该真实设备进行真实操作时的虚拟场景；

单兵训练系统，其佩戴在受训人员身上，并与所述受训人员同步移动，且连接所述混合现实场景生成系统以及环境交互系统，用于显示所述混合现实场景生成系统生成/直接加载的混合现实场景，以及在受训人员对船用核动力相关的真实设备进行真实操作时触发环境交互系统，使得环境交互系统产生所述反馈信号；以及，同步显示与该真实操作对应的、对于该真实设备进行真实操作时的虚拟场景

导调系统，其连接所述环境交互系统以及混合现实场景生成系统，用于形成演练方案或直接加载预先设计的演练方案，且所述环境交互系统根据所述演练方案控制环境交互系统动作，以在演练现场模拟形成船用核动力事故发生时的环境；以及，所述混合现实场景生成系统根据所述演练方案生成/直接加载混合现实场景，并发送至单兵训练系统进行显示；

以及演练评估系统，其用于对船用核应急演练过程进行评估，产生并输出评估结果。

优选的，所述混合现实场景生成系统包括：临境摄像系统，其设置于所述模拟船舱舱段内，用于获取所述模拟船舱舱段内的现场画面；以及现场坐标采集系统，其设置于所述模拟船舱舱段内，用于获取待操作真实设备的位置坐标信息。

优选的，所述单兵训练系统包括：

显示设备，其佩戴在受训人员身上，并与所述受训人员同步移动，且连接所述混合现实场景生成系统，用于显示所述混合现实场景生成系统生成/直接加载的混合现实场景；

体感采集设备，其用于采集受训人员对真实设备进行真实操作时的动作信息，并根据所述动作信息触发环境交互系统产生所述反馈信号；

坐标采集设备，其用于采集受训人员在模拟船舱舱段内的实时坐标信息；

临境运算设备，其连接所述坐标采集设备以及混合现实场景生成系统，用于将所述实时坐标信息发送至混合现实场景生成系统，使得所述混合现实场景生成系统根据所述实时坐标信息同步显示包含与该真实操作对应的虚拟场景。

优选的，所述导调系统包括：

训练配置管理模块，其用于创建训练基础信息，以及配置训练相关资源；

以及训练任务筹划模块，其用于根据所述训练基础信息、训练相关资源形成演练方案。

优选的，所述导调系统还包括：训练任务更新模块，其连接所述单兵训练系统，用于接收单兵训练系统发送的、受训人员对船用核动力相关的真实设备进行真实操作的操作信息，且根据所述操作信息随机调取预存储的演练任务更新方案，并再次发送至环境交互系统以及混合现实场景生成系统，所述环境交互系统根据所述演练任务更新方案再次控制环境交互系统动作，以在演练现场模拟形成之前未形成的环境，以及，所述混合现实场景生成系统再次生成/直接加载其他混合现实场景，并再次发送至单兵训练系统进行显示。

优选的，所述演练评估系统包括：

评估模板维护模块，其用于根据不同演练方案设定不同的评估模板；

评估指标设计模块，其用于确定与每一评估模板对应的评估指标，且确定每一评估指标的权重，并根据所述评估指标建立反映受训人员演练效果的评估指标体系，或，直接接受从外部来源导入的评估指标体系；

评估算子设计模块，其用于根据所述评估指标以及权重设计评估算子；

自动评估模块，其连接所述评估算子设计模块，用于从来源于受训人员演练过程中产生的评估原始数据中确认每一受训人员的待评估指标，且根据评估规则、评估算子对所述待评估指标进行评估，以自动计算每一受训人员的操作评分。

优选的，所述演练评估系统还包括：

自动评估修正模块，其用于连接所述评估算子设计模块，用于对每一评估指标的权重以及评估算子中的一项或几项进行修正；

专家评估模块，其用于供专家对整个船用核事故应急演练过程进行综合评估，以生成专家评估结果。

优选的，所述自动评估模块包括：

评估规则管理模块，其用于存储包含有评估算法的、且与所述评估指标对应的评估规则，并根据所述评估指标对评估规则中的评估算法进行定义；

数据预处理模块，其连接所述评估指标设计模块，用于对评估原始数据进行预处理，以对所述评估原始数据进行过滤，以获得数据集，并将所述数据集与所述评估指标设计模块中的评估指标进行匹配，以从所述数据集中获取每一受训人员的待评估指标；其中，所述评估原始数据来源于受训人员的演练过程，以数据库和/或XML文件格式呈现；

评分计算模块，其分别连接所述数据预处理模块、评估规则管理模块，用于根据所述待评估指标自动加载与其对应的评估规则，并根据评估算法、评估算子自动计算出每一受训人员的操作评分。

还提供一种通过上述船用核应急演练模拟系统实现的船用核应急演练方法，其包括如下步骤：

S10、受训人员佩戴单兵训练系统，且进入模拟船舱舱段；

S20、在导调系统中形成演练方案或直接加载预先设计的演练方案，并将形成/直接加载的演练方案分别发送至环境交互系统以及混合现实场景生成系统；

S30、环境交互系统根据所述演练方案控制环境交互系统动作，以在演练现场模拟形成船用核动力事故发生时的环境，同时，所述混合现实场景生成系统根据所述演练方案生成/直接加载混合现实场景，并发送至单兵训练系统进行显示；

S40、受训人员在模拟船舱舱段内根据混合现实场景对与船用核动力相关的真实设备进行真实操作，以进行船用核应急演练；

S50、演练完毕后，演练评估系统产生并输出评估结果。

优选的，步骤S50中，演练评估系统产生并输出评估结果的过程包括如下步骤：

S1、根据不同的评估模板确定与每一评估模板对应的评估指标，且建立评估指标体系，或，直接接受从外部来源导入的评估指标体系；

S2、根据所述评估指标以及权重设计评估算子，且预存储包含有评估算法的、且与所述评估指标对应的评估规则，并根据所述评估指标对评估规则中的评估算法进行定义；

S3、对评估原始数据进行预处理，以对所述评估原始数据进行过滤，以获得对应的数据集，并将所述数据集与所述评估指标进行匹配，以从所述数据集中获取每一受训人员的待评估指标；

S4、根据待评估指标自动加载与其对应的评估规则，并根据该评估规则中的评估算法以及评估算子自动计算出每一受训人员的操作评分，和/或，专家对整个船用核事故应急演练过程进行人工综合评估，以生成专家评估结果；

S5、输出自动计算获取的受训人员操作评分和/或专家评估结果。

本发明至少具备以下有益效果：

本发明可基于混合现实场景使受训人员获得与真实环境接近的体验感，且基于混合现实场景完成与船用核动力相关的真实设备的操作交互，由此完成对于船用核应急的沉浸式模拟演练，达到具有真实操作感受的效果；同时，本发明通过对所述评估原始数据进行过滤，以获得数据集，并将其与预设的评估指标进行匹配，以自动、快速、准确的计算出每一受训人员的操作评分，并且结合专家人为综合评估，以保证最终的评估结果更为准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明模拟船舱舱段的结构示意图；

图2为本发明船用核应急演练模拟系统的整体结构示意图；

图3为本发明环境交互系统所形成环境的示意图；

图4为本发明导调系统的结构示意图；

图5为本发明训练配置管理模块的操作界面示意图；

图6为本发明训练任务筹划模块的操作界面示意图；

图7为本发明训练任务筹划模块中损害蔓延预测的示意图；

图8为本发明演练评估系统的结构示意图；

图9为本发明演练评估系统自动计算操作评分的界面示意图；

图10a为本发明评估指标体系的结构排布示意图；

图10b为本发明自动评估模块的结构示意图；

图10c为本发明通过演练评估系统产生评估结果的步骤流程图；

图11a为本发明个人演练成绩的界面示意图；

图11b为本发明部门综合考核结果的界面示意图；

图11c为本发明评估结果输出模块的结构示意图；

图12为本发明单兵训练系统的结构示意图。

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。

实施例1：

如图1-2所示，本实施例提供了一种船用核应急演练模拟系统，其包括：

模拟船舱舱段1，其内部设置有与船用核动力相关的真实设备100，以形成演练现场；例如，与船用核动力相关的真实设备包括各种相关的管路、阀门、灭火器、核泄漏防护装置等，所述模拟船舱舱段1内部可以是模拟真实船舱舱段的密闭空间，且净容积可以为750-900立方米；

混合现实场景生成系统2，其设置于所述模拟船舱舱段1内，用于获取所述模拟船舱舱段1内的现场画面以及待操作真实设备的位置坐标信息，并据此生成混合现实场景，或者直接加载已设计完毕的混合现实场景，所述混合现实场景中包含与船用核动力事故相关的虚拟场景以及待操作真实设备的图像，其中，与船用核动力事故相关的虚拟场景包括：蒸汽泄漏、火灾、核辐射扩散范围预测、核辐射扩散速度预估等，所述混合现实场景的表现形式包含音频、视频、图片、文字、特效等中的一种或多种类型；具体的，本实施例中，所述混合现实场景生成系统2包括：临境摄像系统21，其设置于所述模拟船舱舱段1内，用于获取所述模拟船舱舱段1内的现场画面，包括受训人员在模拟船舱舱段1内进行演练的过程，且所述临境摄像系统2包括高清摄像头；以及现场坐标采集系统22，其设置于所述模拟船舱舱段1内，用于获取待操作真实设备的位置坐标信息；

环境交互系统3，其设置于所述模拟船舱舱段1内，且连接所述混合现实场景生成系统2，用于在演练现场模拟形成船用核动力事故发生时的环境以及在待操作真实设备被受训人员操作时产生反馈信号，且将所述反馈信号发送至所述混合现实场景生成系统2，使得当受训人员对船用核动力相关的待操作真实设备进行真实操作时，所述混合现实场景生成系统2生成/直接加载的混合现实场景中同步显示与该真实操作对应的、对于该真实设备进行真实操作时的虚拟场景；例如，本实施例中的环境交互系统3包括各种灯光、喷气、喷水等相关装置，如图3所示，其用于在演练现场模拟形成船用核动力事故发生时的、与真实应急现场相符合的声、光、雾、温度、压力环境，由此可加强进行核事故模拟处置时的情景沉浸效果，同时，其还包括各种安装于待操作真实设备上的传感器，如阀门、灭火器上安装相应的传感器，当受训人员对真实设备进行真实操作时，如转动阀门、开闭灭火器时，传感器产生反馈信号，且将所述反馈信号发送至混合现实场景生成系统2，使得所述混合现实场景生成系统2生成/直接加载的混合现实场景中同步显示与该真实操作对应的虚拟场景，例如同步显示虚拟阀门被转动、虚拟灭火器被开闭的虚拟图像；

单兵训练系统4，其佩戴在受训人员身上，并与所述受训人员同步移动，且连接所述混合现实场景生成系统2以及环境交互系统3，用于显示所述混合现实场景生成系统2生成/直接加载的混合现实场景，以及在受训人员对船用核动力相关的真实设备进行真实操作，如开闭阀门时，触发环境交互系统3，使得环境交互系统3产生所述反馈信号；例如，本实施例中，所述单兵训练系统4包括：混合现实眼镜或者具备混合现实展示功能的头盔等可穿戴设备，以及与环境交互系统3的、安装于待操作真实设备上的传感器进行信号交互的体感采集设备等，当受训人员对真实设备进行真实操作，如开闭阀门时，单兵训练系统4的体感采集设备与环境交互系统3的传感器相互作用，环境交互系统3由此产生所述反馈信号，且将所述反馈信号发送至所述混合现实场景生成系统2，此时所述混合现实场景生成系统2生成/直接加载的混合现实场景中同步显示与该真实操作对应的、对于该真实设备进行真实操作时的虚拟场景；

进一步的，所述单兵训练系统4上同步显示与该真实操作对应的、对于该真实设备进行真实操作时的虚拟场景；

导调系统5，其连接所述环境交互系统3以及混合现实场景生成系统2，用于形成演练方案或直接加载预先设计的演练方案，且所述环境交互系统3根据所述演练方案控制环境交互系统3动作，以在演练现场模拟形成船用核动力事故发生时的环境，如控制高清摄像头的视角方向、灯光设备的开闭和亮度、蒸汽管路的开闭(以使得蒸汽泄漏)等，营造与对真实应急现场相符合的声、光、温度、压力环境，以及，所述混合现实场景生成系统2根据所述演练方案生成/直接加载混合现实场景，并发送至单兵训练系统4进行显示；

演练评估系统6，其用于对船用核应急演练过程进行评估，产生并输出评估结果；

以及显示系统7，其连接所述混合现实场景生成系统2、导调系统5以及导调系统5，用于显示所述混合现实场景生成系统2生成/直接加载的混合现实场景，和/或，所述模拟船舱舱段1内的现场画面，和/或，当受训人员对船用核动力相关的待操作真实设备进行真实操作时，所述单兵训练系统4上同步显示的与该真实操作对应的、对于该真实设备进行真实操作时的虚拟场景，和/或，导调系统5形成或直接加载的演练方案，和/或，评估结果。

本实施例中的船用核应急演练模拟系统工作过程如下：

先根据训练科目内容，利用导调系统5形成演练方案或直接加载预先设计的演练方案，所述环境交互系统3根据所述演练方案(包括形成和直接加载的演练方案)控制环境交互系统3动作，以在演练现场模拟形成船用核动力事故发生时的环境，如控制高清摄像头的视角方向、灯光设备的开闭和亮度、管路的开闭(以使得蒸汽泄漏)以及喷淋系统的开启等，营造与对真实应急现场相符合的声、光、雾、温度、压力环境，同时，所述混合现实场景生成系统2根据所述演练方案生成/直接加载混合现实场景，比如火灾、烟雾等虚拟图像，并发送至受训人员佩戴的单兵训练系统4的混合现实眼镜或者具备混合现实展示功能的头盔等进行显示；

受训人员在模拟船舱舱段1内移动，并结合混合现实场景对真实设备，包括各种相关的管路、阀门、灭火器等进行真实操作(如打开阀门)，此时，环境交互系统3被触发，且产生所述反馈信号，所述混合现实场景生成系统2根据反馈信号执行对应程序，使得此时的混合现实场景中同步显示与该真实操作对应的、对于该真实设备进行真实操作时的虚拟场景，如打开阀门的虚拟场景，该虚拟场景同样在单兵训练系统4上同步显示。

由此，本实施例中基于模拟船舱舱段1内的真实环境和三维地理信息形成混合现实场景，并在单兵训练系统4显示，同时模拟真实应急现场的声、光、雾效果，使受训人员获得与真实环境接近的体验感，且基于混合现实场景完成与船用核动力相关的真实设备的操作交互，即，当受训人员对船用核动力相关的真实设备进行真实操作，所述单兵训练系统4上同步显示对于该真实设备进行真实操作时的虚拟过程和/或虚拟效果，最后对应急演练过程进行评估，由此完成对于船用核应急的沉浸式模拟演练，达到具有真实操作感受的效果。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，如图4所示，所述导调系统5包括：

训练配置管理模块51，其用于创建训练基础信息，如图5所示，所述训练基础信息包括训练科目、题目、训练区域等，以及配置训练相关资源，如受训人员数量、受训人员权限等；

以及训练任务筹划模块52，其用于根据所述训练基础信息、训练相关资源形成演练方案；本实施例中，所述演练方案包括船用核事故应急演练方案，其具体包括：损害设定(如图6所示，包括损害类型，如火灾、蒸汽、进水等，以及损害位置(如某舱室)等)、显示方式(如全舱整体显示、全舱分离显示等)、损害蔓延趋势(如7号区域失火等)、损害蔓延预测(如图7所示)等中的一种或几种。

实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，如图8所示，所述演练评估系统6包括：

评估模板维护模块61，其用于根据不同演练方案设定不同的评估模板；

评估指标设计模块62，其用于确定与每一评估模板对应的评估指标(例如图10a所示的响应时间、目标识别率、操作规范程度等)，且确定每一评估指标的权重，并根据所述评估指标建立反映受训人员演练效果的评估指标体系，或，直接接受从外部来源导入的评估指标体系；其中，如图10a所示，所述评估指标体系包括：按多级搜索树结构排布的评估指标；与每一评估指标对应的、唯一的全局检索ID，用于内部检索和程序标识；

评估算子设计模块63，其用于根据所述评估指标以及权重设计评估算子，如加权求和、积分、求导、算术平均等；

自动评估模块64，其连接所述评估算子设计模块63，用于从来源于受训人员演练过程中产生的评估原始数据中确认每一受训人员的待评估指标，且根据评估规则、评估算子对所述待评估指标进行评估，以自动计算每一受训人员的操作评分(如图9所示)；

自动评估修正模块65，其用于连接所述评估算子设计模块63，用于对每一评估指标的权重以及评估算子中的一项或几项进行修正，以对受训人员的操作评分进行修正；

专家评估模块66，其用于供专家对整个船用核事故应急演练过程进行综合评估，以生成专家评估结果，如专家可通过实时观看演练过程或者回看演练视频等方式，结合训练过程中受训人员应急决策的时效性、救援方案的有效性、事件周边环境分析效率、部门分工与职责的部署效率等进行定性定量相结合的综合性评估，所述专家评估结果包括专家对每一受训人员的操作评分；

评估结果输出模块67，其连接所述自动评估模块64和/或专家评估模块66，用于显示并输出自动计算获取的受训人员操作评分和/或专家评估结果；

以及过程记录回放模块68，其用于播放所述模拟船舱舱段1内的现场画面，以在演练结束后回顾整个演练过程。

更进一步的，如图10b-10c所示，所述自动评估模块64包括：

评估规则管理模块641，其用于存储包含有评估算法的、且与所述评估指标对应的评估规则，并根据所述评估指标对评估规则中的评估算法进行定义；所述评估算法可根据需要自行设计；

评估指标管理模块642，其连接所述评估指标设计模块62，用于通过外部编程工具和应用程序编程接口对所述评估指标进行编辑，且使得该评估指标被编辑时，包含该评估指标的评估指标体系以及与该评估指标对应的评估规则同步改变，以保证评估规则和评估指标的对应性；所述编辑包括评估指标的新建、删除和检索等操作；

数据预处理模块643，其连接所述评估指标设计模块62，用于对评估原始数据进行预处理，以对所述评估原始数据进行过滤，以获得数据集，并将所述数据集与所述评估指标设计模块62中的评估指标进行匹配，以从所述数据集中获取每一受训人员的待评估指标；其中，所述预处理包括：数据分组、数据过滤、属性筛选、数据集合并、属性压缩及变换、统计计算、相关性计算等方式中的一种或几种，所述评估原始数据来源于受训人员的演练过程，以数据库和/或XML文件格式呈现；由于受训人员在演练过程中会产生大量的数据，但并非每一数据都需要进行评估，由此，产生于受训人员演练过程的评估原始数据以符合评估数据规范的数据表或XML文件输入数据预处理模块643中，经过数据预处理后，其可以去除无关数据，以此大幅减少获取待评估评价指标的时间，再提高数据后续处理的效率；

评分计算模块644，其分别连接所述数据预处理模块643、评估规则管理模块641，用于根据所述待评估指标自动加载与其对应的评估规则，并根据评估算法、评估算子自动计算出每一受训人员的操作评分。

如图10c所示，通过所述演练评估系统6产生并输出评估结果的过程包括如下步骤：

S1、根据不同的评估模板确定与每一评估模板对应的评估指标，且建立评估指标体系，或，直接接受从外部来源导入的评估指标体系；

S2、根据所述评估指标以及权重设计评估算子，且预存储包含有评估算法的、且与所述评估指标对应的评估规则，并根据所述评估指标对评估规则中的评估算法进行定义；

S3、对评估原始数据进行预处理(即数据预处理过程1,2,3...)，以对所述评估原始数据进行过滤，以获得对应的数据集(即数据集1,2,3...)，并将所述数据集与所述评估指标进行匹配，以从所述数据集中获取每一受训人员的待评估指标(即指标1,2,3...)；

S4、根据待评估指标自动加载与其对应的评估规则，如加载与指标1,2,3，4对应的评估规则1，并根据该评估规则中的评估算法以及评估算子自动计算出每一受训人员的操作评分，和/或，专家对整个船用核事故应急演练过程进行人工综合评估，以生成专家评估结果；

S5、输出自动计算获取的受训人员操作评分和/或专家评估结果。

优选的，上述通过所述演练评估系统6产生评估结果的过程还包括：通过外部编程工具和应用程序编程接口对所述评估指标进行编辑，且使得该评估指标被编辑时，包含该评估指标的评估指标体系以及与该评估指标对应的评估规则同步改变，以保证评估规则和评估指标的对应性。

进一步的，如图11a-11c所示，所述评估结果输出模块67包括：

成绩管理模块671，其用于显示演练题目(即“训练题目”)、受训各部门中每一受训人员(如“张三”)在不同演练题目(如“灭火”、“蒸汽泄漏”、“进水处理”等)下的考核结果(即“个人成绩”)以及参与演练的每一部门的综合考核结果(即“部门考核指数”)，其中，所述受训人员在船用核应急演练过程中的考核结果包括：每一演练题目(如“灭火”)下不同指标(如“完成时间”、“操作准确度”、“应对反应平均间隔”、“操作步骤”、“协作性”等)的评分以及总分，所述评分可通过自动评估模块64自动计算所得，和/或，通过专家评估模块66所得，所述每一部门的综合考核结果包括：该部门参训的个人数量、团队数量、合格率、正确度以及成绩等；

个人演练过程显示模块672，其用于显示受训人员在模拟船舱舱段1内进行演练时的现场画面，其包括受训人员在每一演练题目下的演练视频，如图10a所示，首先选择训练题目“蒸汽泄漏”及其对应的指标“训练时长40分”，然后点击张三后的“记录”标识，即可显示张三在“蒸汽泄漏”题目下训练40分钟时的演练视频。

由此，本实施例中通过对所述评估原始数据进行过滤，以获得数据集，并将其与预设的评估指标进行匹配，以快速获得每一受训人员的待评估指标，再自动加载与待评估指标对应的评估规则，并根据评估算法、评估算子自动、快速、准确的计算出每一受训人员的操作评分，并且还可对评分进行修正，以准确获取每一受训人员的演练结果，同时，为避免自动计算评分产生较大误差，其还可以通过设置专家评估模块供专家对整个船用核事故应急演练过程进行人为的综合评估，以保证最终的评估结果更为准确。

实施例4：

本实施例与实施例1-3任一项的不同之处仅在于，如图12所示，所述单兵训练系统4包括：

显示设备41，其佩戴在受训人员身上，并与所述受训人员同步移动，且连接所述混合现实场景生成系统2，用于显示所述混合现实场景生成系统2生成/直接加载的混合现实场景；本实施例中，所述显示设备41可为可穿戴式设备，如混合现实眼镜或者具备混合现实展示功能的头盔等；

体感采集设备42，其用于采集受训人员对真实设备进行真实操作时的动作信息，如转动阀门、开闭灭火器等，并根据所述动作信息触发环境交互系统3产生所述反馈信号；

坐标采集设备43，其用于采集受训人员在模拟船舱舱段1内的实时坐标信息；

临境运算设备44，其连接所述坐标采集设备43以及混合现实场景生成系统2，用于将所述实时坐标信息发送至混合现实场景生成系统2，使得所述混合现实场景生成系统2根据所述实时坐标信息同步显示包含与该真实操作对应的虚拟场景。

实施例5：

本实施例与实施例1-4任一项的不同之处仅在于，如图4所示，所述导调系统5还包括：训练任务更新模块53，其连接所述单兵训练系统4，用于接收单兵训练系统4发送的、受训人员对船用核动力相关的真实设备进行真实操作的操作信息(包括操作的时间点、操作时间长短、操作设备类型以及人员位置等)，且根据所述操作信息随机调取预存储的演练任务更新方案，并再次发送至环境交互系统3以及混合现实场景生成系统2，所述环境交互系统3根据所述演练任务更新方案再次控制环境交互系统3动作，如在演练现场模拟形成之前未形成的环境，如开启喷淋系统，营造漏水环境等，以及，所述混合现实场景生成系统2再次生成/直接加载其他混合现实场景，例如生成具有漏水虚拟场景的混合现实场景，并再次发送至单兵训练系统4进行显示。

由于实际处理应急事故时，可能存在多种事故环境因素的叠加，且多种事故环境的产生有时间先后之分，例如，可以先发生漏水，一段时间后突然因爆炸发生火灾等，由此，本实施例中，当受训人员在训练中的操作信息触发某一条件时，导调系统5可以对演练方案进行随时、随机的更新和调整，并迅速发送至环境交互系统3、混合现实场景生成系统2，以形成全新的虚拟现实场景，由此最大限度的模拟实际事故产生时，各种事故环境可能先后产生、且相互叠加的情况，由此极大的提高受训人员对于突发状况的应变能力。

实施例6：

本实施例提供了一种通过实施例1-5任一项所述船用核应急演练模拟系统实现的船用核应急演练方法，其包括如下步骤：

S10、受训人员佩戴单兵训练系统4，且进入模拟船舱舱段1；

S20、在导调系统5中形成演练方案或直接加载预先设计的演练方案，并将形成/直接加载的演练方案分别发送至环境交互系统3以及混合现实场景生成系统2；

S30、环境交互系统3根据所述演练方案控制环境交互系统3动作，以在演练现场模拟形成船用核动力事故发生时的环境，同时，所述混合现实场景生成系统2根据所述演练方案生成/直接加载混合现实场景，并发送至单兵训练系统4进行显示；

S40、受训人员在模拟船舱舱段1内根据混合现实场景对与船用核动力相关的真实设备进行真实操作，以进行船用核应急演练；

S50、演练完毕后，演练评估系统6产生并输出评估结果。

综上所述，本发明基于模拟船舱舱段内的真实环境和三维地理信息形成混合现实场景，同时模拟真实应急现场的声、光、雾效果，使受训人员获得与真实环境接近的体验感，且基于混合现实场景完成与船用核动力相关的真实设备的操作交互，由此完成对于船用核应急的沉浸式模拟演练，达到具有真实操作感受的效果；同时，本发明通过对所述评估原始数据进行过滤，以获得数据集，并将其与预设的评估指标进行匹配，以自动、快速、准确的计算出每一受训人员的操作评分，并且结合专家人为综合评估，以保证最终的评估结果更为准确。

需要说明的是，上述实施例1-6中的技术特征可进行任意组合，且组合而成的技术方案均属于本申请的保护范围。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种船用核应急演练模拟系统，其特征在于，包括：

模拟船舱舱段，其内部设置有与船用核动力相关的真实设备，以形成演练现场；

混合现实场景生成系统，其设置于所述模拟船舱舱段内，用于获取所述模拟船舱舱段内的现场画面以及待操作真实设备的位置坐标信息，并据此生成混合现实场景，或者直接加载已设计完毕的混合现实场景；

环境交互系统，其设置于所述模拟船舱舱段内，且连接所述混合现实场景生成系统，用于在演练现场模拟形成船用核动力事故发生时的环境以及在待操作真实设备被受训人员操作时产生反馈信号，且将所述反馈信号发送至所述混合现实场景生成系统，使得当受训人员对船用核动力相关的待操作真实设备进行真实操作时，所述混合现实场景生成系统生成/直接加载的混合现实场景中同步显示与该真实操作对应的、对于该真实设备进行真实操作时的虚拟场景；

单兵训练系统，其佩戴在受训人员身上，并与所述受训人员同步移动，且连接所述混合现实场景生成系统以及环境交互系统，用于显示所述混合现实场景生成系统生成/直接加载的混合现实场景，以及在受训人员对船用核动力相关的真实设备进行真实操作时触发环境交互系统，使得环境交互系统产生所述反馈信号；以及，同步显示与该真实操作对应的、对于该真实设备进行真实操作时的虚拟场景

导调系统，其连接所述环境交互系统以及混合现实场景生成系统，用于形成演练方案或直接加载预先设计的演练方案，且所述环境交互系统根据所述演练方案控制环境交互系统动作，以在演练现场模拟形成船用核动力事故发生时的环境；以及，所述混合现实场景生成系统根据所述演练方案生成/直接加载混合现实场景，并发送至单兵训练系统进行显示；

以及演练评估系统，其用于对船用核应急演练过程进行评估，产生并输出评估结果。

2.如权利要求1所述的船用核应急演练模拟系统，其特征在于，所述混合现实场景生成系统包括：临境摄像系统，其设置于所述模拟船舱舱段内，用于获取所述模拟船舱舱段内的现场画面；以及现场坐标采集系统，其设置于所述模拟船舱舱段内，用于获取待操作真实设备的位置坐标信息。

3.如权利要求1所述的船用核应急演练模拟系统，其特征在于，所述单兵训练系统包括：

显示设备，其佩戴在受训人员身上，并与所述受训人员同步移动，且连接所述混合现实场景生成系统，用于显示所述混合现实场景生成系统生成/直接加载的混合现实场景；

体感采集设备，其用于采集受训人员对真实设备进行真实操作时的动作信息，并根据所述动作信息触发环境交互系统产生所述反馈信号；

坐标采集设备，其用于采集受训人员在模拟船舱舱段内的实时坐标信息；

临境运算设备，其连接所述坐标采集设备以及混合现实场景生成系统，用于将所述实时坐标信息发送至混合现实场景生成系统，使得所述混合现实场景生成系统根据所述实时坐标信息同步显示包含与该真实操作对应的虚拟场景。

4.如权利要求1所述的船用核应急演练模拟系统，其特征在于，所述导调系统包括：

训练配置管理模块，其用于创建训练基础信息，以及配置训练相关资源；

以及训练任务筹划模块，其用于根据所述训练基础信息、训练相关资源形成演练方案。

5.如权利要求4所述的船用核应急演练模拟系统，其特征在于，所述导调系统还包括：训练任务更新模块，其连接所述单兵训练系统，用于接收单兵训练系统发送的、受训人员对船用核动力相关的真实设备进行真实操作的操作信息，且根据所述操作信息随机调取预存储的演练任务更新方案，并再次发送至环境交互系统以及混合现实场景生成系统，所述环境交互系统根据所述演练任务更新方案再次控制环境交互系统动作，以在演练现场模拟形成之前未形成的环境，以及，所述混合现实场景生成系统再次生成/直接加载其他混合现实场景，并再次发送至单兵训练系统进行显示。

6.如权利要求1所述的船用核应急演练模拟系统，其特征在于，所述演练评估系统包括：

评估模板维护模块，其用于根据不同演练方案设定不同的评估模板；

评估指标设计模块，其用于确定与每一评估模板对应的评估指标，且确定每一评估指标的权重，并根据所述评估指标建立反映受训人员演练效果的评估指标体系，或，直接接受从外部来源导入的评估指标体系；

评估算子设计模块，其用于根据所述评估指标以及权重设计评估算子；

自动评估模块，其连接所述评估算子设计模块，用于从来源于受训人员演练过程中产生的评估原始数据中确认每一受训人员的待评估指标，且根据评估规则、评估算子对所述待评估指标进行评估，以自动计算每一受训人员的操作评分。

7.如权利要求6所述的船用核应急演练模拟系统，其特征在于，所述演练评估系统还包括：

自动评估修正模块，其用于连接所述评估算子设计模块，用于对每一评估指标的权重以及评估算子中的一项或几项进行修正；

专家评估模块，其用于供专家对整个船用核事故应急演练过程进行综合评估，以生成专家评估结果。

8.如权利要求6所述的船用核应急演练模拟系统，其特征在于，所述自动评估模块包括：

评估规则管理模块，其用于存储包含有评估算法的、且与所述评估指标对应的评估规则，并根据所述评估指标对评估规则中的评估算法进行定义；

数据预处理模块，其连接所述评估指标设计模块，用于对评估原始数据进行预处理，以对所述评估原始数据进行过滤，以获得数据集，并将所述数据集与所述评估指标设计模块中的评估指标进行匹配，以从所述数据集中获取每一受训人员的待评估指标；其中，所述评估原始数据来源于受训人员的演练过程，以数据库和/或XML文件格式呈现；

评分计算模块，其分别连接所述数据预处理模块、评估规则管理模块，用于根据所述待评估指标自动加载与其对应的评估规则，并根据评估算法、评估算子自动计算出每一受训人员的操作评分。

9.一种通过权利要求8所述船用核应急演练模拟系统实现的船用核应急演练方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10、受训人员佩戴单兵训练系统，且进入模拟船舱舱段；

S20、在导调系统中形成演练方案或直接加载预先设计的演练方案，并将形成/直接加载的演练方案分别发送至环境交互系统以及混合现实场景生成系统；

S30、环境交互系统根据所述演练方案控制环境交互系统动作，以在演练现场模拟形成船用核动力事故发生时的环境，同时，所述混合现实场景生成系统根据所述演练方案生成/直接加载混合现实场景，并发送至单兵训练系统进行显示；

S40、受训人员在模拟船舱舱段内根据混合现实场景对与船用核动力相关的真实设备进行真实操作，以进行船用核应急演练；

S50、演练完毕后，演练评估系统产生并输出评估结果。

10.如权利要求9所述的船用核应急演练方法，其特征在于，步骤S50中，演练评估系统产生并输出评估结果的过程包括如下步骤：

S1、根据不同的评估模板确定与每一评估模板对应的评估指标，且建立评估指标体系，或，直接接受从外部来源导入的评估指标体系；

S2、根据所述评估指标以及权重设计评估算子，且预存储包含有评估算法的、且与所述评估指标对应的评估规则，并根据所述评估指标对评估规则中的评估算法进行定义；

S3、对评估原始数据进行预处理，以对所述评估原始数据进行过滤，以获得对应的数据集，并将所述数据集与所述评估指标进行匹配，以从所述数据集中获取每一受训人员的待评估指标；

S4、根据待评估指标自动加载与其对应的评估规则，并根据该评估规则中的评估算法以及评估算子自动计算出每一受训人员的操作评分，和/或，专家对整个船用核事故应急演练过程进行人工综合评估，以生成专家评估结果；

S5、输出自动计算获取的受训人员操作评分和/或专家评估结果。

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