CN114781924A - 一种危险化学品仓储作业安全技能vr培训系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统，属于安全工程技术及信息技术领域，包括危险化学品仓储库管理系统、计算机仿真系统、应用数据存储系统和作业仿真VR培训室；本发明通过数字孪生技术对危险化学品仓储库进行实体虚拟，同时根据二维视频演示数据生成仓储作业三维演示和作业培训任务，并基于VR设备进行沉浸式体验，有利于提高被培训人员安全学习积极性，同时通过多组监测记录设备进行监视并进行提醒，从而有利于提高和加强危险化学品仓储作业人员的经验能力和专业性，有利于提升危险化学品仓储作业人员安全操作效率和应急演练能力，进而降低安全事故发生频率。
Description
技术领域
本发明涉及安全工程技术及信息技术领域，尤其涉及一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统。
背景技术
随着经济的飞速发展以及生物化学技术的不断提高，一系列的危险化学品被研发制造出来，危化品的大量使用虽然在一些方面改善了人们生活质量，加速了社会发展进程，但也因其具有的一些特殊性质，如有毒害、易腐蚀、易爆炸、易燃烧、易助燃等，导致其易对人体、设施或环境造成威胁和侵害，具有较大的安全风险，存在潜在风险较高和后果危害程度严重等特点；目前，由于仓储过程中储存环境差异性大，使得危化品仓储过程成为一个事故易发、事故多发的环节，稍有疏忽，便有可能发生重大安全事故，给人民生命财产造成损失，给环境造成破坏和污染；因此，如何提升危险化学品仓储作业人员的安全技能和安全操作水平，提升危险化学品仓储作业人员安全操作效率和应急演练能力，预防和控制事故的发生，已成为当下研究重点问题；需要企业大力推进危险化学品仓储作业的安全培训工作；
目前，现有的危险化学品仓储作业安全培训多以视频讲解为主，流于形式，且缺乏实操，导致被培训人员安全学习积极性不高，并且存在学习内容匮乏、安全学习形式单一、培训手段落后等问题，无法提高加强危险化学品仓储作业人员的经验能力和专业性，进而易间接导致安全事故多发，且无法事故重现，难以提高作业人员重视度，而且无法让仓储库负责人和作业人员本人直面了解培训效果；为此，我们提出一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统，包括危险化学品仓储库管理系统、计算机仿真系统、应用数据存储系统和作业仿真VR培训室；所述危险化学品仓储库管理系统分别与所述计算机仿真系统和作业仿真VR培训室电气连接；
所述危险化学品仓储库管理系统包括仓储库数据存储提供模块、监控处理模块和系统管理模块；
所述仓储库数据存储模块用于存储提供仓储库基础数据、二维视频演示数据和人员管理数据；所述仓储库基础数据包括仓储库三维模型数据和物理属性信息；所述二维视频演示数据包括规范操作演示数据、违规操作演示数据以及违规操作后果演示数据；
所述监控处理模块与危险化学品仓储库的监控系统连接，用于实施获取处理仓储库实时运转数据，所述仓储库实时运转数据包括仓储库设备运行数据和突发安全事件数据；
所述系统管理模块用于获取虚拟的任务培训过程、过程记录和评价记录，同时提取人员管理数据，并生成作业人员个人培训事件，以便仓储负责人进行管理统计；
所述计算机仿真系统包括数字孪生模块和培训事件仿真模块；
所述数字孪生模块用于获取危险化学品仓储库的所述仓储库三维模型数据，并基于数字孪生技术对仓储库三维模型数据进行仿真构建，形成危险化学品仓储库孪生体；
所述培训事件仿真模块包括演示仿真模块和作业任务仿真模块；
所述演示仿真模块用于根据仓储库二维视频演示数据进行虚拟仿真，以生成仓储作业三维演示；
所述作业任务仿真模块用于提取二维视频演示数据中规范操作演示数据的作业动作，并根据其进行若干个作业培训任务生成；
所述应用数据存储系统用于存储危险化学品仓储库孪生体以及作业培训任务；
所述作业仿真VR培训室包括一个计算终端、多组培训设备和多组监测记录设备；
所述一个计算终端用于管理、启动和显示所述危险化学品仓储库孪生体以及作业培训任务；
所述多组培训设备用于穿戴于待培训作业人员身上，以辅助其进行虚拟场景沉浸式体验和安全培训；
所述多组监测记录设备用于监测作业人员的任务培训过程，形成过程记录。
进一步地，所述计算机仿真系统还包括数据更新模块，其用于获取仓储库实时运转数据，并对所述危险化学品仓储库孪生体、仓储作业三维演示和作业培训任务进行更新。
进一步地，所述培训事件仿真模块还包括索引构建模块；所述索引构建模块用于对若干个作业培训任务进行分类，并生成任务索引。
进一步地，所述多组培训设备中的每一组均包括有一个控制终端和一个头戴VR头盔。
进一步地，所述多组监测记录设备中的每一组均包括有一组高清相机和若干个动作传感器。
进一步地，所述计算终端内部设置有识别程序，其还用于对任务培训过程进行过程反馈：其通过多组监测记录设备获取作业人员的任务培训过程，提取任务培训过程中关键帧，同时基于所述识别程序对关键帧进行识别，若识别判断有误，则通过头戴VR头盔进行及时提醒。
进一步地，所述计算终端存储有关键帧动作模板，其还用于对任务培训过程进行过程评价，形成评价记录，其具体过程如下：
S1：通过若干个动作传感器获取作业人员在执行任务培训过程中的关键动作；
S2：将所述作业人员在执行任务培训过程中的关键动作与所述关键帧动作模板进行相似度评价，对于相似度的对应分值进行计算，形成评价记录。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本申请公开了一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统，其通过数字孪生技术对危险化学品仓储库进行实体虚拟，同时根据二维视频演示数据生成仓储作业三维演示和作业培训任务，并基于VR设备进行沉浸式体验，有利于提高被培训人员安全学习积极性，同时通过多组监测记录设备进行监视并进行提醒，从而有利于提高和加强危险化学品仓储作业人员的经验能力和专业性，有利于提升危险化学品仓储作业人员安全操作效率和应急演练能力，进而降低安全事故发生频率；
2、本申请公开了一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统，其还对突发安全事件数据进行监视，并生成对应突发安全事件数据三维演示，通过VR设备进行事故重现，从而有利于进一步加强对作业人员的警醒；
3、本申请公开了一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统，其还对作业人员的任务培训过程进行过程评价，从而有利于辅助仓储库负责人对作业人员进行对应工作的安排决策，同时有利于作业人员本人直面了解培训效果。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提出的一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统的整体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在一个实施例中，参照图1，提供了一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统，包括危险化学品仓储库管理系统、计算机仿真系统、应用数据存储系统和作业仿真VR培训室；危险化学品仓储库管理系统分别与计算机仿真系统和作业仿真VR培训室电气连接；
危险化学品仓储库管理系统包括仓储库数据存储提供模块、监控处理模块和系统管理模块；
仓储库数据存储模块用于存储提供仓储库基础数据、二维视频演示数据和人员管理数据；仓储库基础数据包括仓储库三维模型数据和物理属性信息；二维视频演示数据包括规范操作演示数据、违规操作演示数据以及违规操作后果演示数据；
监控处理模块与危险化学品仓储库的监控系统连接，用于实施获取处理仓储库实时运转数据，仓储库实时运转数据包括仓储库设备运行数据和突发安全事件数据；
系统管理模块用于获取虚拟的任务培训过程、过程记录和评价记录，同时提取人员管理数据，并生成作业人员个人培训事件，以便仓储负责人进行管理统计；
计算机仿真系统包括数字孪生模块和培训事件仿真模块；
数字孪生模块用于获取危险化学品仓储库的仓储库三维模型数据，并基于数字孪生技术对仓储库三维模型数据进行仿真构建，形成危险化学品仓储库孪生体；
在一个实施例中，计算机仿真系统还包括数据更新模块，其用于获取仓储库实时运转数据，并对危险化学品仓储库孪生体、仓储作业三维演示和作业培训任务进行更新。
培训事件仿真模块包括演示仿真模块和作业任务仿真模块；
具体的，该培训事件仿真模块还包括索引构建模块；该索引构建模块用于对若干个作业培训任务进行分类，并生成任务索引。
演示仿真模块用于根据仓储库二维视频演示数据进行虚拟仿真，以生成仓储作业三维演示；
作业任务仿真模块用于提取二维视频演示数据中规范操作演示数据的作业动作，并根据其进行若干个作业培训任务生成；
应用数据存储系统用于存储危险化学品仓储库孪生体以及作业培训任务；
作业仿真VR培训室包括一个计算终端、多组培训设备和多组监测记录设备；
一个计算终端用于管理、启动和显示危险化学品仓储库孪生体以及作业培训任务；
多组培训设备用于穿戴于待培训作业人员身上，以辅助其进行虚拟场景沉浸式体验和安全培训；
具体的，该多组培训设备中的每一组均包括有一个控制终端和一个头戴VR头盔，该头戴VR头盔配备有嗅觉传感器，可模拟化学品泄漏是的气味。
多组监测记录设备用于监测作业人员的任务培训过程，形成过程记录。
具体的，该多组监测记录设备中的每一组均包括有一组高清相机和若干个动作传感器；
在一个实施例中，计算终端内部设置有识别程序，其还用于对任务培训过程进行过程反馈：其通过多组监测记录设备获取作业人员的任务培训过程，提取任务培训过程中关键帧，同时基于识别程序对关键帧进行识别，若识别判断有误，则通过头戴VR头盔进行及时提醒。
在一个实施例中，计算终端存储有关键帧动作模板，其还用于对任务培训过程进行过程评价，形成评价记录，其具体过程如下：首先通过若干个动作传感器获取作业人员在执行任务培训过程中的关键动作；然后将作业人员在执行任务培训过程中的关键动作与关键帧动作模板进行相似度评价，对于相似度的对应分值进行计算，形成评价记录。
在一个实施例中，将对本申请提供的一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统的培训工作过程进行进一步阐述，其具体内容如下：
一个及以上待培训人员进入所述作业仿真VR培训室中，打开并启动所述计算终端，同时根据所述任务索引选择对应虚拟任务和虚拟场景，佩戴好头戴VR头盔和控制终端进入对应虚拟任务和虚拟场景；此时，待培训人员可通过控制终端打开仓储作业三维演示，具体的，该仓储作业三维演示包括规范操作演示、违规操作演示和违规操作后果演示，其可根据对应规范操作演示进行预先学习，之后再通过对应虚拟任务和虚拟场景进行过程培训，在培训过程中，高清相机和若干个动作传感器实时检测培训人员的关键动作动作，并基于计算终端内部设置有识别程序对任务培训过程进行过程反馈，以及时提醒作业人员，同时计算终端还会内部存储的关键帧动作模板对培训人员进行过程评价，形成评价记录；之后，系统管理模块便将提取虚拟的任务培训过程、过程记录和评价记录，同时提取人员管理数据，并生成作业人员个人培训事件，以便仓储负责人进行管理统计和后续决策。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统，其特征在于，包括危险化学品仓储库管理系统、计算机仿真系统、应用数据存储系统和作业仿真VR培训室；所述危险化学品仓储库管理系统分别与所述计算机仿真系统和作业仿真VR培训室电气连接；
所述危险化学品仓储库管理系统包括仓储库数据存储提供模块、监控处理模块和系统管理模块；
所述仓储库数据存储模块用于存储提供仓储库基础数据、二维视频演示数据和人员管理数据；所述仓储库基础数据包括仓储库三维模型数据和物理属性信息；所述二维视频演示数据包括规范操作演示数据、违规操作演示数据以及违规操作后果演示数据；
所述监控处理模块与危险化学品仓储库的监控系统连接，用于实施获取处理仓储库实时运转数据，所述仓储库实时运转数据包括仓储库设备运行数据和突发安全事件数据；
所述系统管理模块用于获取虚拟的任务培训过程、过程记录和评价记录，同时提取人员管理数据，并生成作业人员个人培训事件，以便仓储负责人进行管理统计；
所述计算机仿真系统包括数字孪生模块和培训事件仿真模块；
所述数字孪生模块用于获取危险化学品仓储库的所述仓储库三维模型数据，并基于数字孪生技术对仓储库三维模型数据进行仿真构建，形成危险化学品仓储库孪生体；
所述培训事件仿真模块包括演示仿真模块和作业任务仿真模块；
所述演示仿真模块用于根据仓储库二维视频演示数据进行虚拟仿真，以生成仓储作业三维演示；
所述作业任务仿真模块用于提取二维视频演示数据中规范操作演示数据的作业动作，并根据其进行若干个作业培训任务生成；
所述应用数据存储系统用于存储危险化学品仓储库孪生体以及作业培训任务；
所述作业仿真VR培训室包括一个计算终端、多组培训设备和多组监测记录设备；
所述一个计算终端用于管理、启动和显示所述危险化学品仓储库孪生体以及作业培训任务；
所述多组培训设备用于穿戴于待培训作业人员身上，以辅助其进行虚拟场景沉浸式体验和安全培训；
所述多组监测记录设备用于监测作业人员的任务培训过程，形成过程记录。
2.根据权利要求1所述的一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统，其特征在于，所述计算机仿真系统还包括数据更新模块，其用于获取仓储库实时运转数据，并对所述危险化学品仓储库孪生体、仓储作业三维演示和作业培训任务进行更新。
3.根据权利要求1所述的一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统，其特征在于，所述培训事件仿真模块还包括索引构建模块；所述索引构建模块用于对若干个作业培训任务进行分类，并生成任务索引。
4.根据权利要求1所述的一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统，其特征在于，所述多组培训设备中的每一组均包括有一个控制终端和一个头戴VR头盔。
5.根据权利要求1所述的一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统，其特征在于，所述多组监测记录设备中的每一组均包括有一组高清相机和若干个动作传感器。
6.根据权利要求1所述的一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统，其特征在于，所述计算终端内部设置有识别程序，其还用于对任务培训过程进行过程反馈：其通过多组监测记录设备获取作业人员的任务培训过程，提取任务培训过程中关键帧，同时基于所述识别程序对关键帧进行识别，若识别判断有误，则通过头戴VR头盔进行及时提醒。
7.根据权利要求1所述的一种危险化学品仓储作业安全技能VR培训系统，其特征在于，所述计算终端存储有关键帧动作模板，其还用于对任务培训过程进行过程评价，形成评价记录，其具体过程如下：
S1：通过若干个动作传感器获取作业人员在执行任务培训过程中的关键动作；
S2：将所述作业人员在执行任务培训过程中的关键动作与所述关键帧动作模板进行相似度评价，对于相似度的对应分值进行计算，形成评价记录。
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