CN211742052U - 一种基于bim和vr的煤矿火灾发生及救援模拟装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于BIM和VR的煤矿火灾发生及救援模拟装置和系统，包括客户端(1)、检测模块(2)、反馈模块(3)、传感器(4)、VR控制模块(5)、主计算机系统(6)、矿井仿真火灾BIM模型(7)。所述客户端(1)与检测模块(2)、反馈模块(3)、主计算机系统(6)连接，检测模块(2)接收客户端(1)的命令,通过传感器(4)作用于矿井仿真火灾BIM模型(7)，传感器(4)接收VR控制模块(5)的指令，经反馈模块(3)至客户端(1)，主计算机系统(6)呈现矿井仿真火灾BIM模型(7)的模拟结果和数据信息。本实用新型效益在于：通过矿井仿真火灾BIM模型和VR沉侵式虚拟环境，呈现火灾趋势，为救援指挥提供信息和决策依据。

Description

一种基于BIM和VR的煤矿火灾发生及救援模拟装置和系统

技术领域

本装置涉及煤矿矿井安全作业领域，特别涉及一种基于BIM和VR的的煤矿火灾发生和救援设计管理系统。

背景技术

BIM(建筑信息模型——Building Information Modeling) 是一种应用于工程设计、建造、运维管理的数据化工具；VR(虚拟现实技术——Virtual Reality）可综合利用计算机图形系统和各种显示及控制等接口设备，在计算机上生成可交互的三维环境,能给客户端带来身临其境的感受。

当前我国煤炭行业仍是危险较度很高的行业,矿井井下火灾事故严重威胁着矿工的生命安全和煤炭生产的正常进行，人们不可能在真实矿井的危险环境中进行训练或验证,因而需要一个能够模拟真实环境的系统来人员感受这种环境,以提高生产管理人员的危险意识，减少危险的发生。正在发展的BIM及VR技术为从事安全工作研究的人员、指挥决策者和生产管理人员提供了一个很好的工具。

发明内容

本发明为解决上述技术问题,本实用新型提供一种基于BIM和VR的煤矿火灾发生及救援模拟装置和系统，并提供了该系统的组成。

技术方案：一种基于BIM和VR的煤矿火灾发生及救援模拟装置和系统包括客户端1、检测模块2、反馈模块3、传感器4、VR控制模块5、主计算机系统6、矿井仿真火灾BIM模型7。客户端1分别与检测模块2、反馈模块3及主计算机系统6连接，检测模块2检测客户端1的操作命令、并通过传感器4作用于矿井仿真火灾BIM模型7，同时传感器4接收来自VR控制模块5的指令，操作后产生的结果通过反馈模块3反馈给客户端1，主计算机系统6呈现矿井仿真火灾BIM模型7内生产人员逃生和火灾发生画面。

所述检测模块2可检测客户端的操作命令 ,并通过传感器4作用于矿井仿真火灾BIM模型。

所述反馈模块3可接受来自传感器4的信息,为客户端1提供实时反馈。

所述传感器4一方面接受来自客户端1的操作命令 , 并将其作用于虚拟环境；另一方面将操作后产生的结果以电、光、压力信号的形式传递给VR控制模块5。

所述VR控制模块5可对传感器4进行控制,使其对客户端1、矿井仿真火灾BIM模型7产生作用，包括硬件和软件系统，硬件包括旋转座椅、手控装置、VR眼镜，软件包括播控系统、中控系统、动作适配。VR控制模块通过传感器（4）把精准模拟前倾、后仰、左倾、右倾、坠落、颠簸、扫腿、捅背、震股等多种动作转换可控的信号，将人体的运动联动到虚拟场景中人的运动，实现人机交互，模拟人员逃生。

所述主计算机系统6包括硬件系统和软件系统两大块，硬件主要包括声光警报器、服务器、主控计算机、电源等，软件系统包括三维矿井火灾救援逃生模拟系统、信息采集、存储、处理系统。

矿井仿真火灾BIM模型7是通过建模软件形成的矿井井下火灾的三维模型，其三维模型包括BIM建筑模型和火灾救援设施模型，救援设施如灭火器等可对对建筑内的火灾进行灭火。

本实用新型具有如下效益：通过建立矿井仿真火灾BIM模型和VR的沉侵式虚拟环境，帮助救援指挥者准确掌握事故发生所在地的详细情况和受灾者逃离火灾现场，根据所模拟的结果，直观了解煤矿井下火灾事故可能的发展趋势，为快速做出正确的救灾指挥决策和逃离火灾现场提供切实可行的依据。

附图说明

图 1 为本实用新型的系统示意图。

其中1.客户端、2.检测模块、3.反馈模块、4.传感器、5.VR控制模块、6.主计算机系统、7.矿井仿真火灾BIM模型。

图2为VR控制模块，包括硬件和软件部分，硬件部分包括旋转座椅、手控装置、VR眼镜，软件系统包播控系统、中控系统、动作适配。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

一种基于BIM和VR的煤矿火灾发生及救援模拟装置和系统：如图1所示，包括客户端1、检测模块2、反馈模块3、传感器4、VR控制模块5、主计算机系统6、矿井仿真火灾BIM模型7。所述客户端1分别与检测模块2、反馈模块3及主计算机系统6连接，检测模块2检测客户端1的操作命令、并通过传感器4作用于矿井仿真火灾BIM模型7，同时传感器4接收来自VR控制模块5的指令、操作后产生的结果通过反馈模块3反馈给客户端1，主计算机系统6呈现矿井仿真火灾BIM模型7的模拟画面和存储相关数据信息。

检测模块2可检测客户端1的操作命令，并通过传感器4作用于矿井仿真火灾BIM模型7。

反馈模块3可接受来自传感器4的信息，为客户端1提供实时反馈，供用户选择不同的火灾场景和查询相关信息。

传感器4一方面接受来自客户端1的操作命令,另一方面接受VR控制模块5的信号，通过人的前倾、后仰、左倾等动作转换成相关信号，为形成机器语言做准备。

VR控制模块5可对传感器4进行控制,包括硬件系统和软件系统。硬件系统包括旋转座椅、手控装置、VR眼镜，能进行前倾、后仰、左倾、右倾、扫腿、震股等多种人体实际动作；软件系统包括播控系统、中控系统、动作适配，其中播控系统为火灾发生场景、火灾救援和模拟火灾逃生介绍，中控系统和动作适配在矿井仿真火灾BIM模型7中实现虚拟人物的前倾、后仰、左倾、跑、躲等动作，其硬件和软件系统的配合，实现现实中的人和虚拟中的人动作的一一对应，达到最终模拟矿井人员逃生的目的。

主计算机系统6硬件主要包括声光警报器、服务器、主控计算机、电源等，声光警报器能够发出各种报警信号，模拟火灾发生；服务器为整个系统提供计算和物理存储空间的功能；主控器能能现实三维火灾模型场景，可实现大屏幕投屏，供火灾救援指挥者提供救援信息；电源为该主计算机供电。软件系统包括三维矿井火灾救援逃生模拟系统，信息采集、存储、处理系统，三维矿井火灾救援逃生模拟系统能根据不同火灾情况和位置计算出最佳灭火备选方案和逃生路线。

矿井仿真火灾BIM模型7是通过建模软件如Revit软件形成的矿井井下火灾的三维模型，其三维模型包括BIM建筑模型和火灾救援设施模型，救援设施如灭火器等可对对建筑内的火灾进行灭火，模拟真实火灾发生情况。

以上对实施方式仅是对本使用新型的解释，并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是同本实用新型相同或相近的技术方案，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于BIM和VR的煤矿火灾发生及救援模拟装置和系统，包括客户端（1）、检测模块（2）、反馈模块（3）、传感器（4）、VR控制模块（5）、主计算机系统（6）、矿井仿真火灾BIM模型（7），其特征是客户端（1）分别与检测模块（2）、反馈模块（3）及主计算机系统（6）连接，检测模块（2）检测客户端（1）的操作命令、并通过传感器（4）作用于矿井仿真火灾BIM模型（7），同时传感器（4）接收来自VR控制模块（5）的指令，操作后产生的结果通过反馈模块（3）反馈给客户端（1），主计算机系统（6）呈现矿井仿真火灾BIM模型（7）的模拟画面、存储数据信息。

2.一种基于BIM和VR的煤矿火灾发生及救援模拟装置和系统，其特征是反馈模块（3）可接受来自传感器（4）的信息,为客户端（1）提供实时反馈、相关查询，供客户端选择不同的场景模式。

3.一种基于BIM和VR的煤矿火灾发生及救援模拟装置和系统，其特征是传感器（4）一方面接受来自客户端（1）的操作命令 , 并将其作用于矿井仿真火灾BIM模型（7）。

4.一种基于BIM和VR的煤矿火灾发生及救援模拟装置和系统，其特征是VR控制模块（5）可对传感器（4）进行控制,使其对客户端（1）、矿井仿真火灾BIM模型（7）产生作用，其VR控制模块（5）包括硬件系统和软件系统，硬件系统包括旋转座椅、手控装置、VR眼镜，软件系统包括播控系统、中控系统、动作适配，可以通过传感器（4）精准模拟前倾、后仰、左倾等多种动作，将人体的运动联动到虚拟场景中人的运动，实现人机交互。

5.一种基于BIM和VR的煤矿火灾发生及救援模拟装置和系统，其特征是主计算机系统（6）硬件主要包括声光警报器、服务器、主控计算机、电源、显示器等，软件系统包括三维矿井火灾救援逃生模拟系统、信息采集、存储、处理系统。

6.一种基于BIM和VR的煤矿火灾发生及救援模拟装置和系统，其特征是矿井仿真火灾BIM模型（7）是通过三维建模软件形成的煤矿火灾的三维仿真模型，包括BIM矿井模型和火灾救援设施模型。

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