JP2004279945A - Training system and scenario structuring method of training system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To train even for an unassumable state included neither past experience nor knowledge through a system which allows a trainee to train for an object event while artificially reproducing it. <P>SOLUTION: The training system which artificially reproduces progress of an event to be trained for is equipped with a storage device which stores an event tree 3 having an initial event 2 and a plurality of progress keys K1 to K6 and a simulation means of developing a scenario generated through the event tree 3. Disclosed is a scenario structure method of the training system artificially reproducing the progress of the object event; and the initial event 2 and the plurality of progress keys K are arranged in time-series order to constitute an event tree 3 and a plurality of scenarios are structure along branch paths of the event tree 3. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、訓練対象となる事象を擬似的に再現しながら訓練を行う訓練システムに関する。なお、訓練は実際の事故、災害、エラー等への対処等を目的とするものに限らず、例えば訓練(ゲーム操作技術の向上等)自体を楽しむことを目的にしたものも含まれる。
【0002】
【従来の技術】
近年、バーチャルリアリティ(VR)などコンピュータ・グラフィックス(CG)技術を利用してプラントの運転や災害の発生等を擬似的に体験しながら訓練を行う訓練システムが知られている。この種の訓練システムでは、現実に起きた事故や考えられる事故等を想定して構築したシナリオを複数準備しておき、その中から一のシナリオを選択して訓練を行ったり、あるいは特定の事故等を想定した一のシナリオを準備しておき、このシナリオに基づいて訓練を行っていた。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−293525号公報
【特許文献2】
特開2002−366021号公報
【特許文献3】
特開2002−108196号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の訓練システムでは、現実の事故や考えられる事故等を想定してシナリオを構築しているため、過去の経験や知識にはない想定外の状況等については有効な訓練を行うことが困難であった。
【0005】
本発明は、過去の経験や知識にはない想定外の状況についても訓練を行うことが可能な訓練システムおよび訓練システムのシナリオ構築方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために請求項1記載の発明は、訓練対象となる事象の進展を擬似的に再現する訓練システムであって、初期事象と複数の進展キーを有するイベントツリーを記憶する記憶装置と、イベントツリーによって形成されたシナリオを展開するシミュレーション手段を備えるものである。
【0007】
したがって、イベントツリーの分岐の経路に対応したシナリオが形成され、当該シナリオに即して訓練が行われる。訓練対象となる実際の事象では条件や要因等の違いによって事象が幾通りにも進展する可能性がある。イベントツリーの進展キーは実際の事象を進展させる条件や要因等に相当するものであり、進展キーの分岐によって展開されるシナリオを形成することで、過去に発生していなくても将来発生する可能性のある想定外の展開についても訓練を行うことができる。
【0008】
また、請求項2記載の訓練システムは、イベントツリーによって形成される複数のシナリオのうち、展開する一のシナリオを指定するデータを入力する入力装置を備え、シミュレーション手段は、入力装置からの入力データによって選択されたシナリオを展開するものである。したがって、入力手段に入力を行うことで、シミュレーション手段が展開するシナリオを選択することができる。
【0009】
また、請求項3記載の訓練システムは、イベントツリーにより形成される複数のシナリオの中から一のシナリオを無作為に選択する選択手段を備え、シミュレーション手段は、選択手段が選択したシナリオを展開するものである。
【0010】
したがって、シミュレーション手段は、無作為に選択されたシナリオを展開する。このため、訓練を行う者、即ち管理者や訓練者の恣意を排除して、訓練に使用するシナリオがランダムに選択される。
【0011】
また、請求項4記載の訓練システムは、イベントツリーの進展キーの分岐確率を記憶する記憶装置を備え、シミュレーション手段は、分岐確率を参照して展開するシナリオを形成し選択するものである。したがって、シミュレーション手段は、実際の事象に即した確率でシナリオを選択することができる。
【0012】
さらに、請求項5記載の発明は、訓練対象となる事象の進展を擬似的に再現する訓練システムのシナリオ構築方法であって、初期事象と複数の進展キーを時系列順に並べてイベントツリーを構成し、当該イベントツリーの分岐経路に沿って複数のシナリオを構築するものである。
【0013】
したがって、イベントツリーの分岐の経路に対応したシナリオが構築される。訓練対象となる実際の事象では条件や要因等の違いによって事象が幾通りにも進展する可能性がある。イベントツリーの進展キーは実際の事象を進展させる条件や要因等に相当するものであり、進展キーの分岐によってシナリオを構築することで、過去に発生していなくても将来発生する可能性のある想定外のシナリオを構築することができる。
【0014】
また、請求項6記載の訓練システムのシナリオ構築方法は、イベントツリーの進展キーに分岐確率を関連づけておくものである。したがって、実際の事象に即した確率でシナリオを選択することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【0016】
図1および図2に本発明を適用した訓練システムの実施形態の一例を示す。この訓練システム1は、訓練対象となる事象の進展を擬似的に再現するものであって、初期事象2と複数の進展キーKを有するイベントツリー3を記憶する記憶装置4と、イベントツリー3によって形成されたシナリオを展開するシミュレーション手段5を備えている。
【0017】
本実施形態では、訓練対象の事象を、例えば放射性物質の公道輸送におけるトンネル火災事故のうち自車出火としている。ただし、自車出火に限るものではなく、他車出火やトンネル設備からの出火でも良い。また、トンネル以外の火災事故でも良く、さらには火災事故以外の例えば衝突事故、転落事故、水没事故等を訓練の対象事象としても良い。なお、図3に輸送中に想定される主な事故シナリオを、図4に輸送中に想定される主なトンネル火災事故シナリオをそれぞれ示す。
【0018】
イベントツリー3の概念を図5に示す。イベントツリー3は、初期事象2と複数の進展キーKから構成されている。例えば、訓練対象となる事象の展開を想定し、起こりうる事象を進展キーKとする。本実施形態では、トンネル内自車出火を対象事象としているので、初期事象2は「トンネルで自車出火する」である。また、進展キーKは、例えば「消化器で初期消火に成功する」、「外部に無線連絡できる」、「スプリンクラーで消火できる」、「周囲に可燃物が無い」、「輸送容器から漏洩しない」、「避難に成功する」である。ただし、進展キーKはこれらに限るものではなく、例えば「トンネル設備の消火栓で消火できる」を進展キーにしても良い。また、進展キーKの数は上述の6個に限るものではない。
【0019】
進展キーKは、例えば時系列に並べることが好ましい。進展キーKを時系列に並べることで、実際の事故に即してシナリオを展開することができると共に、イベントツリー3を図に表した場合に感覚的に把握し易くなる。また、備考欄を設けてコメント13を付けるのにも都合が良い。
【0020】
このようにして作成したイベントツリー3によってシナリオが構築される。つまり、イベントツリー3の初期事象2から最後の進展キーK6によって分岐するまでの経路(分岐経路)がシナリオになる。即ち、本発明に係る訓練システム1のシナリオ構築方法は、初期事象2と複数の進展キーKを時系列順に並べてイベントツリー3を構成し、当該イベントツリー3の分岐経路に沿って複数のシナリオを構築するものである。本実施形態のイベントツリー3は、22の経路に分岐しているので、22通りのシナリオが構築される。
【0021】
イベントツリー3では、進展キーKの数がnであったとすると、理論上、2通りのシナリオが作成されることになるが、実際にはその数は2よりも少なくなる。例えば、初期対応(消化器で初期消火に成功する:第1の進展キーK1)に成功した場合には、それ以上事故が進展することはないと考えられるので、輸送を継続することが可能であり、図5に示すようにシナリオの展開を省略する。即ち、6個の進展キーK1〜K6を立てた場合には、理論上シナリオの数は64(=2)通りとなるが、本実施形態では例えば22通りとなっている。各シナリオには例えば識別番号が付されている。
【0022】
イベントツリー3は記憶装置4に記憶されている。なお、イベントツリー3を図に表す場合には、図5に示すように、シナリオの展開の最後(図では右端)に備考欄(コメント欄)を設け、事故の内容の簡単な説明(コメント13)を付記することが好ましい。このようにすることで、各シナリオの理解が容易になる。
【0023】
訓練システム1は、例えばコンピュータ6と、コンピュータ6を操作するキーボードやマウス等の入力装置7と、コンピュータ6が作成したCG(コンピュータ・グラフィックス)を表示するモニタ等の出力装置8を備えている。また、コンピュータ6は、少なくとも1つのCPUやMPUなどの中央演算装置と、データの入出力を行うインターフェースと、プログラムやデータを記憶する記憶装置4を備えており、コンピュータ6と所定の制御ないし演算プログラムによって、シミュレーション手段5や後述する選択手段9を実現している。即ち、中央演算装置は、メモリに記憶されたOS等の制御プログラム、三次元画像を表示しながら訓練を行う手順などを規定したプログラム、三次元画像に関するデータやその他の所要データ等により、シミュレーション手段5、選択手段9を実現している。
【0024】
この訓練システム1は、イベントツリー3によって形成される複数のシナリオのうち、展開する一のシナリオを指定するデータを入力する入力装置7を備えており、シミュレーション手段5は、入力装置7からの入力データによって選択されたシナリオを展開する。即ち、管理者又は訓練者は入力装置7を操作して訓練を行うシナリオを直接選択することができる。
【0025】
また、訓練システム1は、イベントツリー3により形成される複数のシナリオの中から一のシナリオを無作為に選択する選択手段9を備えており、シミュレーション手段5は選択手段9が選択したシナリオを展開する。選択手段9が訓練を行うシナリオを選択するので、管理者や訓練者の恣意を排除して訓練を行うシナリオを自動的に選択することができる。選択手段9は、例えば乱数Aを発生させる機能や、四則演算を行う機能等を有している。
【0026】
また、訓練システム1は、進展キーK1〜K6の分岐確率P(1)〜P(6)を記憶装置4に記憶しており、シミュレーション手段5は分岐確率P(1)〜P(6)を参照して展開するシナリオを形成し選択する。即ち、イベントツリー3の進展キーK1〜K6に分岐確率P(1)〜P(6)を関連づけており、シナリオを構築する場合に参照している。このようにすることで、分岐確率P(1)〜P(6)を反映したシナリオ選択がなされるので、管理者や訓練者の恣意を排除して訓練を行うシナリオを自動的に選択することができる。
【0027】
進展キーK1〜K6の分岐確率P(1)〜P(6)としては、既存のデータがある場合にはそれを使用する。また、既存のデータが無い場合であっても準用可能なデータがあるときにはそれを使用する。準用可能なデータとしては、例えば、同種のケースや類似ケースの分岐確率(例えば同種の機器類の故障確率、関連する文献に記載されているデータ等)などがある。さらに、既存のデータや準用可能なデータが無い場合であっても、フォールトツリーの考え方を利用して分岐確率P(1)〜P(6)を求めることができる。フォールトツリーは、各キー事象の原因を遡って分析していくもので、最終的に「基本事象」、あるいは何らかの事情でそれ以上展開できない「非展開中間事象」まで分解される。さらに、多人数へのアンケート法(経験的に確率既知の事象Aより起こり易いが、同じく確率既知の事象Bよりは起こり難いとのアンケート結果に基づき確率未知の事象Cの確率を求める方法)によっても分岐確率を求めることができる。
【0028】
本実施形態では、進展キーK1〜K6の分岐確率P(1)〜P(6)を次のようにして求めている。なお、分岐確率P(1)〜P(6)の計算にあたっては各進展キーK1〜K6が独立であることが前提となる。
【0029】
第1の進展キー「消化器で初期消火に成功する」K1の分岐確率P(1)は、例えばフォールトツリーの考え方を利用して求める。図6に分岐確率P(1)を求めるフォールトツリー図を示す。消化器を使用して初期消火に成功する確率は、消化器を携行している確率Paと、携行している消化器が作動する確率Pbとの論理積(and条件)で示される。即ち、第1の進展キーK1の分岐確率P(1)はPaPb(例えば、0.855)となる。
【0030】
第2の進展キー「外部に無線連絡できる」K2の分岐確率P(2)は、例えばフォールトツリーの考え方を利用して求める。図7に分岐確率P(2)を求めるフォールトツリー図を示す。外部との無線連絡に成功する確率は、無線機を携行している確率Pcと、無線機が作動する確率Pdとの論理積で示される。また、無線機が作動する確率Pdは、無線が作動しない確率(1−Pd)に基づいて求めており、無線機が作動しない確率(1−Pd)は、無線機の点検で故障を発見できない確率Peと、無線機が故障する確率Pfとの論理積で示される。即ち、第2の進展キーK2の分岐確率P(2)はPcPd=Pc(1−PePf)となる。分岐確率P(2)は、例えば、0.900である。
【0031】
第3の進展キー「スプリンクラーで消火できる」K3の分岐確率P(3)は、例えば、室内スプリンクラーについての統計データを準用する。分岐確率P(3)は、例えば0.95である。
【0032】
第4の進展キー「周囲に可燃物が無い」K4の分岐確率P(4)は、例えば危険物車両の通行確率に基づいて算出する。即ち、危険物車両の通行確率がPgであるとすると、分岐確率P(4)は(1−Pg)となる。分岐確率P(4)は、例えば0.96である。
【0033】
第5の進展キー「輸送容器から漏洩しない」K5の分岐確率P(5)は、例えば一般危険物輸送の漏洩事故率Phを準用する。分岐確率P(5)は、例えば0.9999997である。
【0034】
第6の進展キー「避難に成功する」K6の分岐確率P(6)は、例えばフォールトツリーの考え方を利用して求める。図8に分岐確率P(6)を求めるフォールトツリー図を示す。避難に成功する(非常口から脱出できる)確率は、非常口が故障していない確率Piと、故障を発見して修理する確率Pjとの論理和(or条件)で示される。また、非常口の故障を発見して修理する確率Pjは、非常口の故障を発見する確率Pkと、非常口が故障する確率Plとの論理積で示される。即ち、第6の進展キーK6の分岐確率P(6)はPi+Pj−PiPj(=Pi+PkPl−PiPkPl)となる。分岐確率P(6)は、例えば0.99995である。
【0035】
本実施形態の訓練システム1は、図2に示すように3つの訓練モード、具体的には任意選択モード10、均等確率選択モード11、分岐確率選択モード12を有している。管理者又は訓練者は、入力装置7を操作して目的にあった選択モード10〜12を選ぶことができる。コンピュータ6のシミュレーション手段5は、選んだモードの訓練プログラムを実行する。
【0036】
任意選択モード10では、訓練を行うシナリオを管理者又は訓練者が恣意的に直接選択することができる。例えば、管理者又は訓練者が入力装置7を使用してシナリオの識別番号を直接入力(キーボードの場合)又はシナリオに対応するアイコンをクリックする(マウスの場合)と、シミュレーション手段5は入力された識別番号(入力データ)に対応するシナリオ、又はクリックされたアイコンが関連づけられているシナリオ識別番号(入力データ)に対応するシナリオに即して所定のCGデータを記憶装置4から次々に読み出し、CGの訓練画像・映像を作成してモニタ8に順次表示する。訓練者は、モニタ8に表示されたCGを見ながら仮想的に再現された事故や災害などを擬似的に体験し、入力装置7を操作してその対処などを体験学習する。また、訓練者の訓練データは記憶装置4に保存され、後に検証することができる。
【0037】
任意選択モード10では、想定外や実際には滅多に起きない事故やエラーに関するシナリオを管理者又は訓練者が直接指定することができるので、想定外や滅多に起きない事故やエラーについての訓練を効率良く行うことができる。
【0038】
均等確率選択モード11では、訓練を行うシナリオを選択手段9が管理者や訓練者の恣意を完全に排除して等しい確率で自動的に選択する。選択手段9は、ランダムサンプリングにより、各シナリオの発生確率を均等に設定する。例えば、図9に示すように、乱数A(0〜99)を発生させ、この乱数Aをシナリオ数(本実施形態では22)で除して(A/N)、商と剰余Bを求める。このBに1を加える(B+1)ことにより、1〜22の値を求めることができるので、この値に対応する識別番号のシナリオを選択する。シミュレーション手段5は選択手段9が選択したシナリオに即して所定のCGデータを次々に読み出し、CGの訓練画像・映像を作成してモニタ8に順次表示する。訓練者は、モニタ8に表示されたCGを見ながら仮想的に再現された事故や災害などを擬似的に体験し、入力装置7を操作してその対処などを体験学習する。また、訓練者の訓練データは記憶装置4に保存され、後に検証することができる。
【0039】
均等確率選択モード11では、訓練回数(あるいは訓練人数)をある程度多くすることで、訓練者の集団全体で考えると、22通りのシナリオについて均等な確率で訓練を行うことができる。
【0040】
均等確率選択モード11では、想定外や実際には滅多に起きない事故やエラーに関するシナリオを、他のシナリオと等しい確率で選択できるので、想定外や滅多に起きない事故やエラーに関する訓練を自動で効率良く行うことができる。
【0041】
分岐確率選択モード12では、管理者や訓練者の恣意を完全に排除し、分岐確率P(1)〜P(6)を参照して訓練を行うシナリオを自動的に選択する。
【0042】
例えば図10に示すように、まず最初に、シミュレーション手段5はモンテカルロ計算手法を用いて、6つの進展キーK1〜K6の「はい」(以下、Yという)と「いいえ」(以下、Nという)の組み合わせを求める。つまり、予め進展キーK1〜K6に分岐確率P(1)〜P(6)を関連づけておき、各進展キーK1〜K6のそれぞれがYであるか、Nであるかを分岐確率P(1)〜P(6)に基づいて求める。このとき、求めたYとNの組み合わせが、イベントツリー3の各進展キーK1〜K6のYとNの組み合わせと一致しない場合、換言すると、22通りのシナリオのいずれとも一致しない場合には、再度組み合わせを求め直す。
【0043】
そして、求めたYとNの組み合わせを22通りのシナリオに照合し、YとNのパターンが一致するシナリオに即して訓練を行う。例えば、求めた組み合わせが「N,Y,N,Y,N,Y」であったとすると、即ち、第1の進展キーK1がN、第2の進展キーK2がY、第3の進展キーK3がN、第4の進展キーK4がY、第5の進展キーK5がN、第6の進展キーK6がYであったとすると、YとNのパターンが22通りのシナリオのうち図5に示す上から7番目のシナリオに一致するので、7番目のシナリオに即して訓練を行う。つまり、シミュレーション手段5は7番目のシナリオに即して所定のCGデータを次々に読み出し、CGの訓練画像・映像を作成してモニタ8に順次表示する。訓練者は、モニタ8に表示されたCGを見ながら仮想的に再現された事故や災害などを擬似的に体験し、入力装置7を操作してその対処などを体験学習する。また、訓練者の訓練データは記憶装置4に保存され、後に検証することができる。
【0044】
分岐確率選択モード12では、訓練回数(あるいは訓練人数)をある程度多くすることで、訓練者の集団全体で考えると、シナリオの選択が分岐確率を反映したものとなる。このため、分岐確率選択モード12では、訓練対象の事象の実態に即してシナリオを選択することができ、日常的な故障やエラーについての訓練を行う確率が高く、より実態に近い状況の訓練を自動で効率良く行うことができる。
【0045】
各選択モード10〜12を繰り返し行うことで、訓練を繰り返し行うことができる。
【0046】
このように訓練システム1では3つの訓練モード10〜12を有しており、目的に応じて訓練モード10〜12を選ぶことができるので、効率良く訓練を行うことができる。
【0047】
また、この訓練システム1では、イベントツリー3の分岐経路に沿って形成されたシナリオに即して訓練を行うので、過去の経験や知識にはない想定外の状況についても訓練を行うことができる。即ち、イベントツリー3の分岐経路に沿って複数のシナリオを構築しているので、過去の経験や知識にはない想定外の状況についてもシナリオを構築することができ、このシナリオに即して訓練を行うことができる。
【0048】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【0049】
例えば、上述の説明では、訓練システム1が3つの訓練モード10〜12を有していたが、必ずしも3つの訓練モードの全てを有している必要はない。
【0050】
また、分岐確率選択モード12において、求めた分岐確率P(1)〜P(6)を増減調整しても良い。即ち、求めた分岐確率を意図的に大きくしたり、あるいは小さくし、シナリオの選択をある程度操作するようにしても良い。例えば、ある進展キーKの分岐確率PをN側(過酷な事故が起こる側)に拡大調整(例えば、確率値を0.1程度に調整)しておくことでモンテカルロ法の自動計算を用いながら、滅多に起きない事故の体験訓練を頻繁に行うことができる。即ち、加重サンプリング法を利用しても良い。
【0051】
また、分岐確率選択モード12において、分岐確率Pを意図的に所定の値に決めても良い。
【0052】
また、上述の説明では、シミュレーション手段5はCGの訓練画像・映像をモニタ8に表示するようにしていたが、CGの画像・映像に代えて、実際に撮影した画像・映像等をモニタ8に表示するようにしても良い。
【0053】
また、本発明の訓練システム1を事故以外の事象、例えばプラントの運転や交通機関の運転などの訓練に適用しても良く、その他の訓練に適用しても良い。さらに、実際の訓練を直接の目的としたものではないが、運転技術、操縦技術、操作技術、制御技術などを競う運転ゲーム、シューティングゲームなどのシミュレーションゲーム、アクションゲーム等に適用しても良い。
【0054】
【実施例】
放射性廃棄物のトラック輸送の訓練システムを試作した。
【0055】
(機器構成)
試作の訓練システムは、主として以下の機器で構成される。即ち、計算器:ONYX2、VR(バーチャルリアリティ)開発実行ツール:World Tool Kit UNIX版、表示装置:CRT、入力装置:マウスである。また、パーソナルコンピュータへの移植版では、例えば、CPU:Pentium4クラス、RAM:512MB、グラフィックボード:NVIDIA製 Quadro4を備えるパーソナルコンピュータを使用した。この場合、VR開発実行ツール:World Tool Kit Windows NT版である。
【0056】
(対象事故シナリオの作成)
トンネル内の自車出火を「初期事象」として、図5に示した複数の進展キーによりイベントツリー分析を行うことにより事故の進展を分析し、訓練シナリオを作成した。事故シナリオの検討にイベントツリー分析を導入することにより論理的かつ体系的な訓練シナリオを構築できる。
【0057】
(訓練プログラムの構成)
試作の訓練システムはVR技術を用いることにより、放射性物質輸送などの緊急時における対応、あるいは意志決定支援を円滑に実施するための教育訓練用プログラムである。さらに、管理者が条件設定できるものとして、以下の3プログラムにより構成されている。
▲1▼ 訓練内容・条件設定プログラム(管理者用)
▲2▼ 緊急時対応訓練プログラム(訓練者用)
▲3▼ 訓練結果確認プログラム(管理者・訓練者共用)
【0058】
試作の訓練システムでは、i)管理者が訓練に先立って条件設定できるようにする機能(上記▲1▼プログラム)、ii)訓練者が単独で体験・操作できる機能(上記▲2▼プログラム)を備えており、さらにiii)管理者の主導のもと訓練者が結果をレビューし関連知識を学習するための機能(上記▲3▼プログラム)も実現している。
【0059】
(VRシーンと設定機能)
緊急時対応訓練プログラム中のVRシーンとしては、1)通常の運行業務下での点検シーン、2)走行シーン、3)トンネル火災時緊急時対応に関わる火災発見・消火・連絡等のアクションを行うシーンを設定した。試作の訓練システムでは、緊急時対応のみならず今後の通常業務への適用も視野に入れて、試行的に、輸送に関わる通常業務のうち「出発前の点検作業」と「携行品の選択作業」も訓練プログラムに組み込んだ(上記i)。
【0060】
図5のイベントツリーと、後述するトンネル内での訓練者のアクションとをリンクさせたGUI形式の訓練シナリオ設定画面が用意されている。これにより管理者は、訓練開始時に画面上で適宜選択することにより、訓練シナリオの設定を行うことができる。
【0061】
(訓練プログラムのフローと機能)
緊急時対応訓練プログラム中の処理の流れは、一連の1)表示用インターフェイスウィンドウの生成、2)車両・トンネルなどオブジェクトの読み込み、3)VR空間の生成、4)アクション処理の設定まで行った上で、訓練者の様々な行動(消火作業や視点移動など)に対応して、5)VR処理の繰り返しを行っている。ここで、VR処理とは、オブジェクトの状態・位置の計算、訓練者のアクションの判定、訓練者の移動軌跡の計算、視点変更およびこれら全てを反映したVR空間の三次元描画をさす。
【0062】
試作の訓練システムでは、上記の点検シーンおよびトンネル内対応訓練シーンにおける訓練者それぞれのアクションの履歴(ログ)をリアルタイムかつバックグラウンドで記録し、訓練終了後のブリーフィング時にこれを再生確認できるようになっている。具体的には、訓練の条件、VR空間における訓練者のアクションとその結果(火災状態)がファイル(datファイルと称す)として表される。また、VR空間における訓練者の行動(消火作業、無線連絡など)の座標位置と実行順序を記したファイル(actファイルと称す)とVR空間を移動した軌跡のファイル(pathファイルと称す)が保存される。
【0063】
(訓練の中断と再開機能)
訓練中に何らかの理由でプログラムを中断する必要が生じた場合に対応できるよう、中断機能と中断箇所からの復帰再開機能を付加した。なお、これらの履歴も記録される。
【0064】
(意志決定支援用データ集の構築)
訓練の過程では、意志決定の訓練支援あるいは輸送業務全般の学習参考用に、輸送のルート、点検項目、輸送物(積み荷)、緊急時対応マニュアル、原子力関連情報、輸送にともなうリスクの評価方法とその結果などに関するデータ集を構築した。これらの情報は、メニューで選択することによりウェブブラウザー画面上で呼び出すことができる。
【0065】
(訓練の流れ)
管理者による訓練シナリオの設定が行われると、緊急時対応訓練プログラムが起動し、以下のような流れによって訓練が進行する。
【0066】
点検シーンでは、車両周辺をウォークスルーしながら、タイヤ、燃料タンク、ブレーキ、ハンドル等の車両各部点検ならびに輸送物と両端の架台(支持装置)の点検を行うこととし、点検箇所についてはマウスクリックによりオブジェクトの色が赤く変化するよう設定した。このほか、携行品(消化器、無線機、放射線検出器)を取得するため、車両の後方にある倉庫内にウォークスルーして入り込んだ上で、マウス操作により取得行為を行う。
【0067】
続いて、点検が終了して運転席のスタートボタンを押すことにより、自動的に高速道路堀割区間を移動するシーンに切り替わる。自車両のほか追い越し車線を走行する車両ならびに対向車線を走行する車両は、自動パスにより移動するため、訓練者が操作する場面は無い。トンネル突入後、約30秒経過すると、運転席に火災発生を告知するサインボードが表示される。
【0068】
訓練者がサインボードをクリックして確認すると、自動的にトンネル内緊急時対応シーンに切り替わる。ここで、訓練者は運転席から外部に出て火災の状況を確認し、携行する消化器による初期消火作業を行う。ただし、設定したシナリオに応じて、他の可燃物積載車両など必要なオブジェクトの読み込みと描画が行われる。訓練者は続けてスプリンクラーの起動操作を行い、最終的に鎮火するか否かにかかわらず、無線機による連絡業務、放射線検出器による計測業務を行い、車両または非常口から脱出する。以上のアクションを実施すると、訓練が自動的に終了する。
【0069】
(訓練終了後のブリーフィング)
訓練終了後に、管理者と訓練者で結果のブリーフィング(訓練状況の確認)を行うため、訓練結果確認プログラムを作成した。本プログラムは、緊急時対応訓練プログラムで実施された訓練結果の履歴(シナリオの設定、点検・携行品の取得の有無、対応手順、消化状況)を、画面上で確認できるようにするものである。さらに、訓練状況をVRシーンとして再生する機能を有する。すなわち、緊急時対応訓練プログラムによって保存されたdatファイルおよびpathファイルを読み込み、訓練シナリオの設定状況、走行前点検シーンでの点検実施・非実施箇所、携行機材の取得状況ならびにトンネル火災時の緊急時対応状況等(例えば携行機材の使用順序)の訓練結果概要を表示する。
【0070】
(支援用関連情報データ集)
試作の訓練システムでは、訓練時の意志決定支援および学習用に、輸送に関する下記項目の関連情報データ集を作成し、前述した訓練結果確認プログラムの実行時に、ウェブブラウザにより参照できるようにした。データ集に収録した項目は、車両情報、輸送物情報、輸送ルート、仕業点検項目、携行機材、交通統計、想定事故シナリオ、緊急時対応マニュアル、輸送物の安全性に関する技術資料である。
【0071】
(まとめ)
本訓練システムの設計・開発と評価を通じて、VRを緊急時対応をはじめとする産業分野での各種業務の訓練システムに活用する見通しを得た。
【0072】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の訓練システムでは、初期事象と複数の進展キーを有するイベントツリーを記憶する記憶装置と、イベントツリーによって形成されたシナリオを展開するシミュレーション手段を備えているので、過去に発生していなくても将来発生する可能性のある想定外の展開についても訓練を行うことができる。
【0073】
また、請求項2記載の訓練システムでは、イベントツリーによって形成される複数のシナリオのうち、展開する一のシナリオを指定するデータを入力する入力装置を備えており、シミュレーション手段は、入力装置からの入力データによって選択されたシナリオを展開するので、訓練に使用するシナリオを恣意的に選択することができる。
【0074】
また、請求項3記載の訓練システムでは、イベントツリーにより形成される複数のシナリオの中から一のシナリオを無作為に選択する選択手段を備えており、シミュレーション手段は選択手段が選択したシナリオを展開するので、シナリオをランダムに選択して訓練を行うことができる。
【0075】
また、請求項4記載の訓練システムでは、イベントツリーの進展キーの分岐確率を記憶する記憶装置を備えており、シミュレーション手段は、分岐確率を参照して展開するシナリオを形成し選択するので、実際の事象に即したシナリオの選び方で訓練を行うことができる。
【0076】
さらに、請求項5記載の訓練システムのシナリオ構築方法では、初期事象と複数の進展キーを時系列順に並べてイベントツリーを構成し、当該イベントツリーの分岐経路に沿って複数のシナリオを構築するので、過去に発生していなくても将来発生する可能性のある想定外の展開についてもシナリオを構築することができる。
【0077】
また、請求項6記載の訓練システムのシナリオ構築方法では、イベントツリーの進展キーに分岐確率を関連づけておくので、構築したシナリオが実際の事象に即した確率で選択されるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した訓練システムの実施形態の一例を概念的に示すブロック図である。
【図2】同訓練システムのシナリオの選択を示す流れ図である。
【図3】輸送中に想定される主な事故シナリオを示す図である。
【図4】輸送中に想定される主なトンネル火災事故シナリオを示す図である。
【図5】イベントツリーを示す概念図である。
【図6】第1の進展キーの分岐確率を求める概念図である。
【図7】第2の進展キーの分岐確率を求める概念図である。
【図8】第6の進展キーの分岐確率を求める概念図である。
【図9】均等確率選択モードのシナリオ選択の概念図である。
【図10】分岐確率選択モードのシナリオ選択の概念図である。
【符号の説明】
1 訓練システム
2 初期事象
3 イベントツリー
4 記憶装置
5 シミュレーション手段
7 入力装置
9 選択手段
K 進展キー
P 分岐確率
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a training system for performing a training while simulating an event to be trained. It should be noted that the training is not limited to the purpose of coping with actual accidents, disasters, errors, and the like, but also includes, for example, the purpose of enjoying training (improvement of game operation techniques) itself.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a training system that uses a computer graphics (CG) technique such as virtual reality (VR) to perform training while simulating the operation of a plant or the occurrence of a disaster is known. In this type of training system, a plurality of scenarios constructed based on actual accidents and possible accidents are prepared, and one of the scenarios is selected for training or a specific accident is performed. One scenario was prepared assuming the above, and training was conducted based on this scenario.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-10-293525
[Patent Document 2]
JP-A-2002-366021
[Patent Document 3]
JP 2002-108196 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned training system, scenarios are built on the assumption of actual accidents and possible accidents.Therefore, effective training can be performed for unexpected situations that are not available in past experiences and knowledge. It was difficult.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a training system and a training system scenario construction method capable of performing training even in an unexpected situation that is not found in past experience or knowledge.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a training system for simulating the progress of an event to be trained, wherein the storage device stores an initial event and an event tree having a plurality of progress keys. And a simulation means for expanding a scenario formed by the event tree.
[0007]
Therefore, a scenario corresponding to the branch path of the event tree is formed, and training is performed in accordance with the scenario. In an actual event to be trained, the event may progress in any number of ways due to differences in conditions, factors, and the like. The progress key of the event tree is equivalent to the conditions and factors that make the actual event progress, and by forming a scenario that is developed by branching the progress key, it can occur in the future even if it has not occurred in the past Training can also be conducted on unexpected and unexpected deployments.
[0008]
The training system according to claim 2, further comprising an input device for inputting data designating one scenario to be developed among a plurality of scenarios formed by the event tree, wherein the simulation means includes input data from the input device. Expands the scenario selected by. Therefore, by inputting to the input means, a scenario developed by the simulation means can be selected.
[0009]
Further, the training system according to claim 3 includes a selection unit that randomly selects one scenario from a plurality of scenarios formed by the event tree, and the simulation unit develops the scenario selected by the selection unit. Things.
[0010]
Therefore, the simulation means develops a scenario selected at random. For this reason, the scenario used for training is selected at random, excluding the arbitrariness of the person who performs training, that is, the manager or the trainer.
[0011]
Further, the training system according to claim 4 includes a storage device for storing a branch probability of the progress key of the event tree, and the simulation means forms and selects a scenario to be developed with reference to the branch probability. Therefore, the simulation means can select a scenario with a probability according to an actual event.
[0012]
Further, the invention according to claim 5 is a method for constructing a scenario of a training system for simulating the progress of an event to be trained, wherein an event tree is formed by arranging initial events and a plurality of progress keys in chronological order. , A plurality of scenarios are constructed along a branch path of the event tree.
[0013]
Therefore, a scenario corresponding to the branch path of the event tree is constructed. In an actual event to be trained, the event may progress in any number of ways due to differences in conditions, factors, and the like. The progress key in the event tree is equivalent to the conditions and factors that make the actual event progress, and by building a scenario by branching the progress key, it may occur in the future even if it has not occurred in the past Unexpected scenarios can be constructed.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, a scenario constructing method for a training system associates a branching probability with a progress key of an event tree. Therefore, a scenario can be selected with a probability according to an actual event.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on the best mode shown in the drawings.
[0016]
1 and 2 show an example of an embodiment of a training system to which the present invention is applied. The training system 1 simulates the progress of an event to be trained in a pseudo manner, and includes a storage device 4 for storing an initial event 2 and an event tree 3 having a plurality of progress keys K, and an event tree 3. A simulation unit 5 for developing the formed scenario is provided.
[0017]
In the present embodiment, the event to be trained is, for example, a self-vehicle fire in a tunnel fire accident in public transportation of radioactive materials. However, the fire is not limited to the fire of the own vehicle, but may be fire of another vehicle or fire from a tunnel facility. In addition, a fire accident other than the tunnel may be used, and a collision accident, a fall accident, a submergence accident, etc. other than the fire accident may be set as the training target events. FIG. 3 shows a main accident scenario assumed during transportation, and FIG. 4 shows a main tunnel fire accident scenario assumed during transportation.
[0018]
FIG. 5 shows the concept of the event tree 3. The event tree 3 includes an initial event 2 and a plurality of progress keys K. For example, assuming the development of an event to be trained, a possible event is defined as a progress key K. In the present embodiment, since the subject vehicle fires in the tunnel, the initial event 2 is "the vehicle fires in the tunnel." Further, the progress key K is, for example, “successful initial fire extinguishing with the digestive organ”, “can communicate wirelessly with the outside”, “can extinguish the fire with a sprinkler”, “no combustible materials around”, “do not leak from the transport container” , "Successful evacuation". However, the progress key K is not limited to these, and for example, “can extinguish with a fire hydrant of tunnel equipment” may be used as the progress key. Further, the number of the progress keys K is not limited to the six described above.
[0019]
The progress keys K are preferably arranged in a time series, for example. By arranging the progress keys K in chronological order, the scenario can be developed according to the actual accident, and the event tree 3 can be easily intuitively grasped when the event tree 3 is shown in the figure. It is also convenient to provide a comment column with a remarks column.
[0020]
A scenario is constructed by the event tree 3 created in this way. In other words, the scenario from the initial event 2 of the event tree 3 to the branch by the last progress key K6 (branch route) is the scenario. That is, the scenario building method of the training system 1 according to the present invention configures the event tree 3 by arranging the initial event 2 and the plurality of progress keys K in chronological order, and forms the plurality of scenarios along the branch path of the event tree 3. To build. Since the event tree 3 of the present embodiment is branched into 22 routes, 22 scenarios are constructed.
[0021]
In event tree 3, if the number of progress keys K is n, then theoretically, 2 n Scenarios will be created, but the actual number is 2 n Less than. For example, if the initial response (successful initial fire extinguishing with the digestive organs: first progress key K1) is successful, it is considered that the accident will not progress any further, so it is possible to continue transportation. Yes, scenario development is omitted as shown in FIG. That is, when six progress keys K1 to K6 are set, the number of scenarios is 64 (= 2) in theory. 6 ) In the present embodiment, for example, 22. Each scenario is given an identification number, for example.
[0022]
The event tree 3 is stored in the storage device 4. When the event tree 3 is shown in the figure, as shown in FIG. 5, a remarks column (comment column) is provided at the end of the scenario development (the right end in the figure), and a brief description of the accident (comment 13) is provided. ) Is preferably added. This facilitates understanding of each scenario.
[0023]
The training system 1 includes, for example, a computer 6, an input device 7 such as a keyboard and a mouse for operating the computer 6, and an output device 8 such as a monitor for displaying CG (computer graphics) created by the computer 6. . The computer 6 includes at least one central processing unit such as a CPU and an MPU, an interface for inputting and outputting data, and a storage device 4 for storing programs and data. The program implements the simulation means 5 and the selection means 9 described later. That is, the central processing unit executes the simulation means based on a control program such as an OS stored in the memory, a program defining a procedure for performing training while displaying the three-dimensional image, data on the three-dimensional image, and other necessary data. 5. The selecting means 9 is realized.
[0024]
The training system 1 includes an input device 7 for inputting data designating one scenario to be developed among a plurality of scenarios formed by the event tree 3. Expand the scenario selected by the data. That is, the manager or the trainee can directly select a scenario for training by operating the input device 7.
[0025]
Further, the training system 1 includes selection means 9 for randomly selecting one scenario from a plurality of scenarios formed by the event tree 3. The simulation means 5 develops the scenario selected by the selection means 9. I do. Since the selecting unit 9 selects a scenario for performing the training, it is possible to automatically select a scenario for performing the training while eliminating the arbitrariness of the manager and the trainee. The selecting means 9 has, for example, a function of generating a random number A, a function of performing four arithmetic operations, and the like.
[0026]
Further, the training system 1 stores the branch probabilities P (1) to P (6) of the progress keys K1 to K6 in the storage device 4, and the simulation means 5 stores the branch probabilities P (1) to P (6). Form and select scenarios for deployment by reference. That is, the branch probabilities P (1) to P (6) are associated with the progress keys K1 to K6 of the event tree 3, and are referred to when a scenario is constructed. By doing so, the scenario selection reflecting the branching probabilities P (1) to P (6) is performed, so that the scenario in which training is performed without the arbitrariness of the manager or the trainer is automatically selected. Can be.
[0027]
If there is existing data, it is used as the branch probabilities P (1) to P (6) of the progress keys K1 to K6. Even if there is no existing data, if there is applicable data, it is used. The data that can be applied mutatis mutandis include, for example, branch probabilities of the same case and similar cases (for example, failure probabilities of the same type of equipment, data described in related documents, and the like). Further, even when there is no existing data or applicable data, the branch probabilities P (1) to P (6) can be obtained using the concept of the fault tree. The fault tree analyzes the cause of each key event retroactively, and is finally decomposed into a "base event" or a "non-expanded intermediate event" that cannot be further expanded for some reason. Furthermore, a questionnaire method for a large number of people (empirically obtaining a probability of an event C of unknown probability based on a result of a questionnaire based on a result of a questionnaire that it is more likely to occur than an event A with a known probability but is also less likely to occur than an event B with a known probability). Can also determine the branch probability.
[0028]
In the present embodiment, the branch probabilities P (1) to P (6) of the progress keys K1 to K6 are obtained as follows. In calculating the branch probabilities P (1) to P (6), it is assumed that the development keys K1 to K6 are independent.
[0029]
The branching probability P (1) of the first progress key “successful initial fire extinguishing by digestive organs” K1 is obtained using, for example, a fault tree concept. FIG. 6 shows a fault tree diagram for obtaining the branch probability P (1). The probability of succeeding in the initial fire extinguishing using the digestive system is indicated by the logical product (and condition) of the probability Pa of carrying the digestive system and the probability Pb of operating the digestive system. That is, the branch probability P (1) of the first progress key K1 is PaPb (for example, 0.855).
[0030]
The branch probability P (2) of the second progress key "can communicate wirelessly with the outside" K2 is obtained by using, for example, the concept of a fault tree. FIG. 7 shows a fault tree diagram for obtaining the branch probability P (2). The probability of successful wireless communication with the outside is indicated by the logical product of the probability Pc of carrying the wireless device and the probability Pd of operating the wireless device. In addition, the probability Pd that the wireless device operates is obtained based on the probability that the wireless device does not operate (1-Pd), and the probability that the wireless device does not operate (1-Pd) cannot be found by inspection of the wireless device. It is indicated by the logical product of the probability Pe and the probability Pf that the radio device will fail. That is, the branch probability P (2) of the second progress key K2 is PcPd = Pc (1-PePf). The branch probability P (2) is, for example, 0.900.
[0031]
As the branch probability P (3) of the third progress key “fire can be extinguished by the sprinkler” K3, for example, statistical data on indoor sprinklers is applied mutatis mutandis. The branch probability P (3) is, for example, 0.95.
[0032]
The branch probability P (4) of the fourth progress key “No combustible materials around” K4 is calculated based on, for example, the probability of traffic of dangerous goods vehicles. That is, assuming that the traffic probability of the dangerous goods vehicle is Pg, the branch probability P (4) is (1−Pg). The branch probability P (4) is, for example, 0.96.
[0033]
As the branching probability P (5) of the fifth progress key “no leakage from the transport container” K5, for example, the leakage accident rate Ph of general dangerous goods transportation is applied mutatis mutandis. The branch probability P (5) is, for example, 0.99999997.
[0034]
The branch probability P (6) of the sixth progress key “success in evacuation” K6 is obtained by using, for example, the concept of a fault tree. FIG. 8 shows a fault tree diagram for obtaining the branch probability P (6). The probability of successful evacuation (escape from the emergency exit) is indicated by the logical sum (or condition) of the probability Pi of the emergency exit not having a failure and the probability Pj of finding and repairing the failure. The probability Pj of finding and repairing a failure at the emergency exit is indicated by the logical product of the probability Pk of finding a failure at the emergency exit and the probability Pl of failure at the emergency exit. That is, the branch probability P (6) of the sixth progress key K6 is Pi + Pj-PiPj (= Pi + PkPl-PiPkPl). The branch probability P (6) is, for example, 0.99995.
[0035]
The training system 1 of the present embodiment has three training modes, specifically, an arbitrary selection mode 10, an equal probability selection mode 11, and a branch probability selection mode 12, as shown in FIG. The manager or the trainee can operate the input device 7 to select one of the selection modes 10 to 12 according to the purpose. The simulation means 5 of the computer 6 executes the training program of the selected mode.
[0036]
In the optional mode 10, an administrator or a trainee can arbitrarily directly select a scenario for training. For example, when the manager or the trainee directly inputs the identification number of the scenario using the input device 7 (in the case of a keyboard) or clicks the icon corresponding to the scenario (in the case of a mouse), the simulation means 5 receives the input. Predetermined CG data is sequentially read from the storage device 4 according to the scenario corresponding to the identification number (input data) or the scenario corresponding to the scenario identification number (input data) associated with the clicked icon, and the CG is read. Are created and sequentially displayed on the monitor 8. The trainee simulates a virtually reproduced accident or disaster while watching the CG displayed on the monitor 8 and operates the input device 7 to learn how to deal with it. The training data of the trainee is stored in the storage device 4 and can be verified later.
[0037]
In the optional mode 10, since a manager or a trainee can directly specify a scenario relating to an accident or an error that is unexpected or rarely caused, training for an accident or an error that is not expected or rarely occurs is performed. It can be performed efficiently.
[0038]
In the equal probability selection mode 11, the selection means 9 automatically selects a scenario to be trained with equal probability by completely eliminating the arbitrariness of the manager and the trainer. The selection means 9 sets the occurrence probability of each scenario equally by random sampling. For example, as shown in FIG. 9, a random number A (0 to 99) is generated, and this random number A is divided by the number of scenarios (22 in this embodiment) (A / N) to obtain a quotient and a remainder B. By adding 1 to B (B + 1), the values of 1 to 22 can be obtained, and the scenario having the identification number corresponding to this value is selected. The simulation means 5 reads out predetermined CG data one after another in accordance with the scenario selected by the selection means 9, creates CG training images / videos, and sequentially displays them on the monitor 8. The trainee, while watching the CG displayed on the monitor 8, simulates an accident or disaster that is virtually reproduced, operates the input device 7, and learns how to deal with it. The training data of the trainee is stored in the storage device 4 and can be verified later.
[0039]
In the equal probability selection mode 11, by increasing the number of times of training (or the number of trainees) to some extent, considering the entire group of trainers, training can be performed with equal probability for 22 scenarios.
[0040]
In the equal probability selection mode 11, a scenario relating to an accident or an error that is unexpected or rarely occurring can be selected with a probability equal to that of another scenario. It can be performed efficiently.
[0041]
In the branch probability selection mode 12, the arbitrariness of the manager or the trainee is completely eliminated, and a scenario for training is automatically selected with reference to the branch probabilities P (1) to P (6).
[0042]
For example, as shown in FIG. 10, first, the simulation means 5 uses the Monte Carlo calculation method to determine “Yes” (hereinafter, referred to as Y) and “No” (hereinafter, referred to as N) of the six development keys K1 to K6. Find the combination of That is, the branch probabilities P (1) to P (6) are associated with the progress keys K1 to K6 in advance, and whether the progress keys K1 to K6 are Y or N is determined by the branch probability P (1). To P (6). At this time, if the determined combination of Y and N does not match the combination of Y and N of each of the progress keys K1 to K6 in the event tree 3, in other words, if it does not match any of the 22 scenarios, the process is repeated. Find the combination again.
[0043]
Then, the obtained combination of Y and N is collated with 22 scenarios, and training is performed in accordance with the scenario in which the patterns of Y and N match. For example, if the obtained combination is “N, Y, N, Y, N, Y”, that is, the first progress key K1 is N, the second progress key K2 is Y, and the third progress key K3 Is N, the fourth progress key K4 is Y, the fifth progress key K5 is N, and the sixth progress key K6 is Y, as shown in FIG. 5 among the scenarios in which the patterns of Y and N are 22. Since it matches the seventh scenario from the top, training is performed according to the seventh scenario. That is, the simulation means 5 reads out predetermined CG data one after another according to the seventh scenario, creates CG training images / videos, and sequentially displays them on the monitor 8. The trainee simulates a virtually reproduced accident or disaster while watching the CG displayed on the monitor 8 and operates the input device 7 to learn how to deal with it. The training data of the trainee is stored in the storage device 4 and can be verified later.
[0044]
In the branch probability selection mode 12, by increasing the number of times of training (or the number of trainees) to some extent, the scenario selection reflects the branch probability when considering the entire group of trainees. For this reason, in the branch probability selection mode 12, a scenario can be selected in accordance with the actual state of the event to be trained, and the probability of performing daily training for failures and errors is high, and training in a situation closer to the actual state is performed. Can be automatically and efficiently performed.
[0045]
By repeatedly performing each of the selection modes 10 to 12, the training can be repeatedly performed.
[0046]
As described above, the training system 1 has three training modes 10 to 12, and the training modes 10 to 12 can be selected according to the purpose, so that training can be performed efficiently.
[0047]
Further, in the training system 1, since training is performed in accordance with a scenario formed along a branch path of the event tree 3, it is possible to perform training even in an unexpected situation that is not found in past experience or knowledge. . That is, since a plurality of scenarios are constructed along the branch path of the event tree 3, it is possible to construct a scenario even for an unexpected situation which has no past experience or knowledge. It can be performed.
[0048]
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0049]
For example, in the above description, the training system 1 has three training modes 10 to 12, but it is not necessary to necessarily have all three training modes.
[0050]
In the branch probability selection mode 12, the obtained branch probabilities P (1) to P (6) may be increased or decreased. That is, the obtained branch probability may be intentionally increased or decreased, and the selection of a scenario may be operated to some extent. For example, the branch probability P of a certain progress key K is expanded and adjusted (for example, the probability value is adjusted to about 0.1) on the N side (a side where a severe accident occurs), so that the Monte Carlo method can be used for automatic calculation. In addition, it is possible to carry out frequent training for experiencing rare accidents. That is, a weighted sampling method may be used.
[0051]
In the branch probability selection mode 12, the branch probability P may be intentionally set to a predetermined value.
[0052]
Further, in the above description, the simulation means 5 displays the CG training image / video on the monitor 8, but instead of the CG image / video, an actually captured image / video is displayed on the monitor 8. It may be displayed.
[0053]
Further, the training system 1 of the present invention may be applied to events other than accidents, for example, training of plant operation or transportation operation, or may be applied to other training. Further, although the actual training is not intended directly, the present invention may be applied to a simulation game such as a driving game, a shooting game, an action game, and the like, which compete in driving technology, steering technology, operation technology, control technology, and the like.
[0054]
【Example】
A training system for truck transport of radioactive waste was built.
[0055]
(Equipment configuration)
The prototype training system mainly consists of the following equipment. That is, calculator: ONYX2, VR (virtual reality) development and execution tool: World Tool Kit UNIX version, display device: CRT, input device: mouse. In the ported version to a personal computer, for example, a personal computer having a CPU: Pentium 4 class, a RAM: 512 MB, and a graphic board: Quadro4 manufactured by NVIDIA was used. In this case, the VR development execution tool: World Tool Kit Windows NT version.
[0056]
(Preparation of target accident scenario)
With the fire of the vehicle in the tunnel as the “initial event”, the progress of the accident was analyzed by performing an event tree analysis using a plurality of progress keys shown in FIG. 5, and a training scenario was created. A logical and systematic training scenario can be constructed by introducing event tree analysis into the study of accident scenarios.
[0057]
(Structure of training program)
The trial training system is an education and training program that uses VR technology to smoothly respond to emergencies such as the transport of radioactive materials or to support decision making. Further, it is configured by the following three programs as conditions for which an administrator can set conditions.
▲ 1 ▼ Training content / condition setting program (for managers)
(2) Emergency response training program (for trainees)
(3) Training result confirmation program (common for managers and trainees)
[0058]
In the training system of the prototype, i) a function that allows the manager to set conditions prior to the training ((1) program above), and ii) a function that the trainee can independently experience and operate (the (2) program) Iii) A function (3) for the trainee to review the results and learn related knowledge under the leadership of the administrator is also realized.
[0059]
(VR scene and setting function)
The VR scenes during the emergency response training program include: 1) inspection scenes during normal operation work, 2) driving scenes, 3) actions such as fire detection, fire extinguishing and communication related to emergency response in case of tunnel fire. Set the scene. In the trial training system, not only the emergency response but also the application to the normal business in the future, the trial work was conducted on a trial basis. Was also incorporated into the training program (i above).
[0060]
A GUI-type training scenario setting screen in which the event tree of FIG. 5 is linked to a trainee's action in a tunnel, which will be described later, is provided. Accordingly, the administrator can set the training scenario by appropriately selecting the screen at the start of the training.
[0061]
(Training program flow and functions)
The flow of the processing in the emergency response training program includes a series of 1) generation of a display interface window, 2) reading of objects such as vehicles and tunnels, 3) generation of a VR space, and 4) setting of action processing. 5) The VR process is repeated in response to various actions of the trainee (fire extinguishing work, viewpoint movement, etc.). Here, the VR processing refers to calculation of the state and position of the object, determination of the action of the trainee, calculation of the trajectory of the trainee, change of the viewpoint, and three-dimensional rendering of the VR space reflecting all of these.
[0062]
In the prototype training system, the history (log) of each action of the trainee in the inspection scene and the training scene corresponding to the tunnel is recorded in real time and in the background, and can be reproduced and confirmed at the time of briefing after the end of the training. ing. Specifically, the training conditions, the trainee's actions in the VR space, and the results (fire state) are represented as a file (referred to as a dat file). Also, a file (referred to as an act file) describing the coordinate positions and execution order of the trainee's actions (fire extinguishing work, wireless communication, etc.) in the VR space and a file (referred to as a path file) of a locus of movement in the VR space are stored. Is done.
[0063]
(Train suspend and resume function)
In order to cope with the need to interrupt the program for any reason during training, an interrupt function and a function to resume from the interrupted point have been added. These histories are also recorded.
[0064]
(Building a data collection for decision support)
During the training process, transportation routes, inspection items, packages (loads), emergency response manuals, nuclear-related information, and methods for assessing risks associated with transportation are provided to assist in decision-making training or as a reference for learning the entire transportation business. A data collection on the results was constructed. These pieces of information can be called up on the web browser screen by making selections on the menu.
[0065]
(Training flow)
When the training scenario is set by the administrator, the emergency response training program starts, and the training proceeds according to the following flow.
[0066]
In the inspection scene, we will inspect the vehicle parts such as tires, fuel tanks, brakes, steering wheels, etc. and inspect the transported goods and the gantry (support device) at both ends while walking through the vehicle periphery, and click the mouse on the inspection points The color of the object is set to change to red. In addition, in order to obtain carry-on items (digestive organs, wireless devices, radiation detectors), walk through and enter the warehouse behind the vehicle, and then perform the acquisition by mouse operation.
[0067]
Subsequently, when the check is completed and the start button on the driver's seat is pressed, the scene is automatically switched to a scene in which the section of the expressway is moved. In addition to the own vehicle, vehicles traveling in the overtaking lane and vehicles traveling in the oncoming lane move by the automatic path, and thus there is no scene for the trainee to operate. About 30 seconds after the entrance of the tunnel, a signboard for notifying the occurrence of a fire is displayed on the driver's seat.
[0068]
When the trainee clicks on the signboard to confirm, the scene automatically switches to the emergency response scene in the tunnel. Here, the trainee goes out of the driver's seat to check the status of the fire, and performs an initial fire extinguishing operation using the digestive organs carried by the trainee. However, according to the set scenario, necessary objects such as other vehicles loaded with combustibles are read and drawn. The trainee continues to operate the sprinkler, and regardless of whether or not the fire is finally extinguished, performs the communication work by radio and the measurement work by the radiation detector, and escapes from the vehicle or the emergency exit. When the above actions are performed, the training ends automatically.
[0069]
(Briefing after training)
After the training, a training result confirmation program was created in order to brief the results (confirmation of the training status) between the manager and the trainee. This program allows you to check the history of the training results (scenario setting, whether or not to acquire inspections and personal belongings, response procedures, digestion status) conducted in the emergency response training program on the screen. . Further, it has a function of reproducing a training situation as a VR scene. That is, the dat file and the path file saved by the emergency response training program are read, and the setting status of the training scenario, the locations where inspections are performed / not performed in the pre-driving inspection scene, the acquisition status of portable equipment, and the emergency situation in the event of a tunnel fire A summary of the training results of the response status and the like (for example, the order of using portable equipment) is displayed.
[0070]
(A collection of related information data for support)
In the trial training system, a collection of relevant information data on the following items related to transportation was created for decision-making support and learning during training, and was referred to by a web browser when the above-described training result confirmation program was executed. The items included in the data collection are vehicle information, transportation information, transportation routes, work inspection items, equipment to be carried, traffic statistics, assumed accident scenarios, emergency response manuals, and technical data on transportation safety.
[0071]
(Summary)
Through the design, development, and evaluation of this training system, we gained the prospect of using VR as a training system for various tasks in the industrial field, including emergency response.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, the training system according to claim 1 includes the storage device that stores the event tree having the initial events and the plurality of progress keys, and the simulation unit that expands the scenario formed by the event tree. Training can also be performed on unexpected developments that may occur in the future even if they have not occurred in the past.
[0073]
Further, the training system according to the second aspect includes an input device for inputting data designating one scenario to be developed among a plurality of scenarios formed by the event tree, and the simulation means includes: Since the scenario selected by the input data is developed, the scenario used for training can be arbitrarily selected.
[0074]
Further, the training system according to claim 3 includes a selection unit for randomly selecting one scenario from a plurality of scenarios formed by the event tree, and the simulation unit expands the scenario selected by the selection unit. Therefore, training can be performed by selecting a scenario at random.
[0075]
Further, the training system according to claim 4 is provided with a storage device for storing a branch probability of the progress key of the event tree, and the simulation means forms and selects a scenario to be developed with reference to the branch probability. Training can be done by selecting a scenario that matches the event.
[0076]
Furthermore, in the scenario building method of the training system according to claim 5, an initial event and a plurality of progress keys are arranged in chronological order to form an event tree, and a plurality of scenarios are built along a branch path of the event tree. Scenarios can also be built for unexpected deployments that may not occur in the past but may occur in the future.
[0077]
In the training system scenario construction method according to the sixth aspect, the branching probability is associated with the progress key of the event tree, so that the constructed scenario is selected with the probability according to the actual event.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram conceptually showing an example of an embodiment of a training system to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart showing selection of a scenario of the training system.
FIG. 3 is a diagram showing a main accident scenario assumed during transportation.
FIG. 4 is a diagram showing a main tunnel fire accident scenario assumed during transportation.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing an event tree.
FIG. 6 is a conceptual diagram for calculating a branch probability of a first progress key.
FIG. 7 is a conceptual diagram for calculating a branch probability of a second progress key.
FIG. 8 is a conceptual diagram for calculating a branch probability of a sixth progress key.
FIG. 9 is a conceptual diagram of scenario selection in an equal probability selection mode.
FIG. 10 is a conceptual diagram of scenario selection in a branch probability selection mode.
[Explanation of symbols]
1 Training system
2 Initial events
3 Event tree
4 Storage device
5 Simulation means
7 Input device
9 Selection means
K progress key
P branch probability

Claims (6)

訓練対象となる事象の進展を擬似的に再現する訓練システムであって、初期事象と複数の進展キーを有するイベントツリーを記憶する記憶装置と、前記イベントツリーによって形成されたシナリオを展開するシミュレーション手段を備えることを特徴とする訓練システム。A training system for simulating the progress of an event to be trained, comprising: a storage device for storing an event tree having an initial event and a plurality of progress keys; and a simulation means for expanding a scenario formed by the event tree. A training system comprising: 前記イベントツリーによって形成される複数のシナリオのうち、展開する一のシナリオを指定するデータを入力する入力装置を備え、前記シミュレーション手段は、前記入力装置からの入力データによって選択されたシナリオを展開することを特徴とする請求項1記載の訓練システム。An input device for inputting data designating one scenario to be developed among the plurality of scenarios formed by the event tree, wherein the simulation unit develops the scenario selected by the input data from the input device The training system according to claim 1, wherein: 前記イベントツリーにより形成される複数のシナリオの中から一のシナリオを無作為に選択する選択手段を備え、前記シミュレーション手段は、前記選択手段が選択したシナリオを展開することを特徴とする請求項1又は2記載の訓練システム。2. The apparatus according to claim 1, further comprising: selecting means for randomly selecting one scenario from a plurality of scenarios formed by the event tree, wherein the simulation means expands the scenario selected by the selecting means. Or the training system according to 2. 前記イベントツリーの進展キーの分岐確率を記憶する記憶装置を備え、前記シミュレーション手段は、前記分岐確率を参照して展開するシナリオを形成し選択することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の訓練システム。4. The storage device according to claim 1, further comprising a storage device configured to store a branch probability of the progress key of the event tree, wherein the simulation unit forms and selects a scenario to be developed with reference to the branch probability. The training system according to 1. 訓練対象となる事象の進展を擬似的に再現する訓練システムのシナリオ構築方法であって、初期事象と複数の進展キーを時系列順に並べてイベントツリーを構成し、当該イベントツリーの分岐経路に沿って複数のシナリオを構築することを特徴とする訓練システムのシナリオ構築方法。A scenario building method of a training system that simulates the evolution of an event to be trained in a pseudo manner. A method for constructing a scenario of a training system, comprising constructing a plurality of scenarios. 前記イベントツリーの進展キーに分岐確率を関連づけておくことを特徴とする請求項5記載の訓練システムのシナリオ構築方法。The method according to claim 5, wherein a branch probability is associated with a progress key of the event tree.
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