JP3229274B2 - 消火訓練用火災模擬装置 - Google Patents

消火訓練用火災模擬装置

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JP3229274B2
JP3229274B2 JP30123698A JP30123698A JP3229274B2 JP 3229274 B2 JP3229274 B2 JP 3229274B2 JP 30123698 A JP30123698 A JP 30123698A JP 30123698 A JP30123698 A JP 30123698A JP 3229274 B2 JP3229274 B2 JP 3229274B2
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extinguishing
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健一郎 松井
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、火災現場を模擬し
たコンピュータ画像を用いて火災発生時の消火訓練を簡
便に行うことができる消火訓練用火災模擬装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】典型的な従来の技術は、特公平6−48
419号公報に開示されている。この従来の技術では、
規模が拡大または縮小する火災の映像信号を再生する映
像信号再生装置と、この映像信号再生装置の出力信号を
入力して映像表示する映像表示装置と、模擬ノズルを有
し、消火剤の模擬噴出操作可能な模擬消火器と、消火剤
の模擬噴出操作を検出する手段と、この消火剤の模擬噴
出操作時にノズルが指向する映像表示装置上の位置をノ
ズル指向位置として検出する手段と、前記ノズル指向位
置から消火効果を示す評価値を求める手段と、評価値に
応じて映像信号再生装置を制御し、再生される火災の規
模を拡大方向または縮小方向に変化させる手段とを備え
る消火訓練用模擬装置が開示されている。
【0003】他の従来の技術は、特公平7−11781
2号公報に開示されている。この従来の技術では、予め
記録した撮影距離および火災規模の異なる火災の映像信
号を再生する映像信号再生装置と、映像信号再生装置の
出力信号を映像表示する映像表示装置と、模擬ノズルを
有し、消火剤の模擬噴出操作可能な模擬消火器と、消火
剤の模擬噴出操作を検出する手段と、指向方向に対応す
る映像表示装置内の位置に応じて、および前記消火距離
に応じて、消火効果を表すデータを決定する効果評価手
段と、映像信号再生装置を制御して前記消火距離および
前記消火効果を表すデータに応じた撮影距離および火災
規模の火災映像を選択する映像選択手段とを備える消火
訓練用火災模擬装置が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の特公平6−48
419号公報および特公平7−117812号公報に示
される各従来の技術では、前記映像信号再生装置によっ
て再生表示される画像は、火災の映像、消火器から消火
剤が噴射される状態を示す映像、および消火効果を表す
データだけであるため、消防職員および消防団員による
実際の火災時の消火作業の種類に比べて、模擬表示され
る火災状態画像の種類の数が極めて少なく、実消火作業
に即して充分な訓練を行うことができないという問題が
ある。また消防職員は約15万人、消防団員は約97万
人存在し、火災、救急、および災害救助などに従事して
いる。これらの多数の消防職員および消防団員に対し
て、大規模な設備を用いず簡便に消火訓練を行うことが
できる装置が望まれている。
【0005】本発明の目的は、大規模な設備を用いずに
簡単な構成で、実際の火災時の消火作業に即した多くの
種類の火災状態画像を模擬表示できるようにして、充実
度の高い火災消火訓練を行うことができるようにした消
火訓練用火災模擬装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、火災画像情報が火災状態を表す火災状態指標によっ
てデータベース化して記憶される記憶手段と、消火作業
に対応する消火情報を入力するための入力手段と、入力
手段によって入力された消火情報に応じて火災状態指標
を変更し、この変更後の火災状態指標を出力する演算手
段と、演算手段からの火災状態指標に応答して、記憶手
段から前記火災状態指標に対応する火災画像情報を抽出
する画像制御手段と、画像制御手段からの出力に応答し
て、前記抽出した火災画像情報に基づく火災画像を表示
するとともに、入力手段によって入力された消火情報に
基づく消火画像を表示する表示手段とを含み、前記記憶
手段には、予め火災を収録したビデオ画像を静止画とし
てデジタル化し、この静止画が前記火災状態指標によっ
てデータベース化して記憶され、前記画像制御手段は、
演算手段からの火災状態指標に応答して、3〜15枚の
静止画を1/5秒〜1/20秒の切換周期Δtdで、記
憶手段から火災画像情報を選択して抽出し、表示手段に
前記抽出した火災画像情報による火災画像を繰返し表示
させ、前記入力手段は、複数人が連携して操作可能であ
り、前記消火画像は、入力手段によって入力された消火
情報に応じて変化する放水の軌跡を含むことを特徴とす
る消火訓練用火災模擬装置である。
【0007】本発明に従えば、記憶手段には、火災状態
を表す火災状態指標によって火災画像情報がデータベー
ス化して記憶され、入力手段によって消火作業に対応す
る消火情報が入力される。演算手段は、入力手段から入
力された消火情報に応じて火災状態指標を変更し、その
火災状態指標を出力する。画像制御手段は、前記演算手
段から出力された火災状態指標に応答して、記憶手段か
ら前記火災状態指標に対応する火災画像情報を抽出す
る。
【0008】表示手段は、画像制御手段からの出力に応
答して、前記抽出した火災画像情報に基づく火災画像を
表示するとともに、入力手段によって入力された消火情
報に基づく消火画像を表示する。この表示手段に表示さ
れる火災画像は、入力手段から入力された消火情報に応
じて変化し、消火訓練者は、前記消火情報に応じて変化
する画像を見ながら入力手段の操作量を消火状況に応じ
て変更し、またはそのまま保ち、火炎をなるべく短時間
で小さくする入力操作を通じて、より適切な消火作業を
体得するための訓練を行うことができる。また前記入力
手段は複数の消火訓練者によって操作可能であるので、
複数人が連携して消火訓練を行うことができる。さらに
表示手段には、上記のように火災画像と消火画像とが表
示され、この消火画像は前記入力手段によって入力され
た消火情報に応じて変化する放水の軌跡を含むので、よ
り高い臨場感で消火訓練を行うことができる。
【0009】このような消火訓練用火災模擬装置は、パ
ーソナルコンピュータによって実現することができるの
で、大規模な設備を用いずに簡単な構成で、実際の火災
時の消火作業に即した多くの種類の火災状態画像を模擬
表示することができ、充実度の高い火災消火訓練を行う
ことが可能となる。
【0010】
【0011】さらに前記記憶手段には、予め火災を収録
したビデオ画像を静止画としてデジタル化し、この静止
画が前記火災状態指標によってデータベース化して記憶
される。画像制御手段は、演算手段からの火災状態指標
に応答して、人間の視覚能力に対応した静止画の切換周
期Δtdで、記憶手段から火災画像情報を選択して抽出
し、この抽出した火災画像情報による火災画像が、表示
手段に繰返し表示される。
【0012】このような表示手段によって表示される火
災画像は、3〜15枚の静止画を1/5秒〜1/20秒
の切換周期tdで繰返し表示されるので、違和感のない
火災画像を少ない画像データ量で前記表示手段に表示す
ることができ、これによって多くの種類の火災画像であ
っても、記憶手段に記憶される総画像データ量は少なく
て済み、消火訓練を行うために充分な火災状態を模擬表
示によって達成し、訓練者の火災消火技術の体験、修得
および研鑽を支援することができる。
【0013】請求項2記載の本発明は、火災画像情報が
火災状態を表す火災状態指標によってデータベース化し
て記憶される記憶手段と、消火作業に対応する消火情報
を入力するための入力手段と、入力手段によって入力さ
れた消火情報に応じて火災状態指標を変更し、この変更
後の火災状態指標を出力する演算手段と、演算手段から
の火災状態指標に応答して、記憶手段から前記火災状態
指標に対応する火災画像情報を抽出する画像制御手段
と、画像制御手段からの出力に応答して、前記抽出した
火災画像情報に基づく火災画像を表示するとともに、入
力手段によって入力された消火情報に基づく消火画像を
表示する表示手段とを含み、前記記憶手段には、火災状
態を表す火災状態指標を変数とする関数によって決定さ
れる火災画像情報がデータベース化して記憶され、前記
画像制御手段は、演算手段からの火災状態指標を記憶手
段に出力し、この記憶手段から導出される火災画像情報
を表示手段に出力して、前記火災画像情報による火災画
像を3次元コンピュータグラフィックスによって前記表
示手段に表示させ、前記入力手段は、複数人が連携して
操作可能であり、前記消火画像は、入力手段によって入
力された消火情報に応じて変化する放水の軌跡を含むこ
とを特徴とする消火訓練用火災模擬装置である。
【0014】本発明に従えば、記憶手段には、火災画像
情報がデータベース化して記憶され、この火災画像情報
は、火災状態を表す火災状態指標を変数とする関数によ
って決定される。また画像制御手段は、演算手段からの
火災状態指標を記憶手段に出力し、この記憶手段から導
出される火災画像情報を表示手段に出力して、前記火災
画像情報による火災画像が、3次元コンピュータグラフ
ィックスによって表示手段に表示される。このように火
災画像は、1または複数人による入力操作に応じた消火
情報に応じて変化させながら3次元コンピュータグラフ
ィックスによって表示されるので、より高い臨場感で消
火訓練を行うことができるとともに、大規模な設備を用
いずに簡単な構成で、実際の火災時の消火作業に即した
多くの種類の火災画像を模擬表示することができ、充実
度の高い火災消火訓練を行うことができる。また前記入
力手段は複数の消火訓練者によって操作可能であるの
で、複数人が連携して消火訓練を行うことができる。さ
らに表示手段には、上記のように火災画像と消火画像と
が表示され、この消火画像は前記入力手段によって入力
された消火情報に応じて変化する放水の軌跡を含むの
で、より高い臨場感で消火訓練を行うことができる。
【0015】請求項3記載の本発明は、前記火災状態指
標は、消火する人数、放水量、放水圧力、放水角度、消
火距離、放水位置、火炎の中心位置、火炎の面積、火炎
の高さ、および時間を含むことを特徴とする。
【0016】本発明に従えば、前記火災状態指標とし
て、消火する人数、放水量、放水圧力、放水角度、消火
距離、放水位置、火炎の中心位置、火炎の面積、火炎の
高さ、および時間が用いられるので、実際の火災現場に
おける消火作業に近い火災状態画像を模擬表示すること
ができ、充実度の高い消火訓練を行うことができる。
【0017】請求項4記載の本発明は、前記火災画像
は、背景画像と火炎画像との合成画像であることを特徴
とする。
【0018】本発明に従えば、背景画像と火炎画像との
合成画像によって火災画像が構成されるので、変化の少
ない背景画像の画像モデルの数を少なくし、変化の多い
火炎画像の画像モデルの数は多くして、総画像データ量
の削減を図ることができ、記憶手段の記憶容量を節約す
ることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態の
静止画を用いる消火訓練用火災模擬装置1の構成を模式
的に示すブロック図であり、図2は図1に示す消火訓練
用火災模擬装置1の外観を示す正面図である。本実施の
形態の消火訓練用火災模擬装置1は、火災状態を表す火
災状態指標によって火災画像情報がデータベース化して
記憶される記憶手段2と、消火作業に対応する消火情報
を入力するための入力手段3と、入力手段3から入力さ
れた消火情報に応じて変更された火災状態指標を出力す
る演算手段4と、演算手段4からの火災状態指標に応答
して、記憶手段2から前記火災状態指標に対応する火災
画像情報を抽出する画像制御手段5と、画像制御手段5
からの出力に応答して、前記抽出した火災画像情報に基
づく火災画像を表示するとともに、入力手段3によって
入力された消火情報に基づく消火画像を表示する表示手
段6とを含む。
【0020】前記火災状態指標は、消火する人数n、放
水量Qn、放水圧力Pn、放水角度θn、消火距離L
n、放水位置(Xqn,Yqn,Zqn)、火炎の中心
位置(Xc,Yc,Zc)、火炎の面積A、火炎の高さ
H、および時間T,α,βが設定される。前記演算手段
4および画像制御手段5は、パーソナルコンピュータ本
体内のマザーボードなどに実装される中央演算処理装置
(略称CPU)、各種のメモリおよびレジスタなどによ
って実現される。また前記記憶手段2は、パーソナルコ
ンピュータ本体内のハードディスクによって実現され
る。さらに前記入力手段3は、キーボード、ジョイステ
ィック、およびマウスによって実現され、上記の消火す
る人数n、放水量Qn、放水圧力Pn、放水角度θn、
消火距離Ln、および放水位置(Xqn,Yqn,Zq
n)が消火情報として入力される。またさらに前記表示
手段6は、陰極線管(略称CRT)などのディスプレイ
装置によって実現され、たとえば解像度が640×48
0ドットであり、RGBのフルカラーモードを256階
調で表示することができる。
【0021】図3は、記憶手段2に記憶される火災画像
情報を用いて表示手段6に表示させる手順を説明するた
めの図である。記憶手段2には、予め火災を収録したビ
デオ画像を複数の静止画としてデジタル化し、これらの
静止画が前記火災状態指標によってデータベース化し
て、たとえば火災の種類および規模によってパターン化
され、具体的に述べると、建物屋内外の火災において、
火災の初期状態の火災が小さいときの静止画をパターン
M1とし、火災が大きくなったときの静止画をパターン
M2とし、火災が大きくなりすぎて爆発が起きたときの
静止画をパターンM3とし、火災が鎮火しつつあり、一
旦大きくなった火災が小さくなったときの静止画をパタ
ーンM4とするなど、前記複数の静止画がパターンM
1,パターンM2,…,パターンMm−1,パターンM
mとして記憶される。各パターンM1〜Mm毎に、複数
の静止画S1,S2,…,Sn−1,Snがそれぞれ記
憶されている。
【0022】画像制御手段5は、演算手段4からの火災
状態指標に応答して、人間の視覚能力に対応した静止画
の切換周期Δtdで、記憶手段2から火災画像情報であ
るパターン化された静止画を選択して抽出し、この抽出
した火災画像情報による火災画像である静止画が表示手
段6に繰返し表示される。
【0023】本件発明者の実験によれば、1つの画像パ
ターン当たりの静止画の枚数は3〜5枚であってもほと
んど違和感はなかった。また一般に15コマ/秒、好ま
しくは20コマ/秒以上の動画になると、人は違和感を
持たないことが知られているが、本件発明者の実験によ
れば、実際上、切換周期Δtdを0.14秒(=約7コ
マ/秒)としても、さほど違和感はなかった。また静止
画像の収録時間間隔Δtaについて実験したところ、Δ
ta=Δtdとすると、違和感がないことが確認され
た。このような実験結果をふまえて、収録した火災のビ
デオ画像を記憶手段2のハードディスク上に静止画とし
てデジタル化して収録し、静止画の繰返し枚数RをR=
3〜15に決定し、切換周期ΔtdをΔtd=1/5秒
〜1/20秒に決定した。
【0024】このように本実施の形態では、火災の規模
に応じてパターン化されている静止画のうち、演算手段
4からの火災状態指標に応じて選択される、各パターン
M1〜Mmのうちの1つのパターンの静止画S1〜Sn
(n=R=3〜15)が前記周期Δtdで切換えられる
から、繰返し表示される。
【0025】静止画はデジタル化して収録されているの
で、画像のデータベース化が可能であり、火災状態指標
を属性として用い、火災画像情報の一元化を図ることが
できる。次に、表示手段6による表示内容について説明
する。
【0026】図4は、表示手段6の表示画面7に火災画
像および火災状態指標が表示された状態を示す正面図で
ある。表示手段6の表示画面7には、タイトルバー表示
領域8、コントロールメニュー表示領域9、火災画像表
示領域10、放水角度表示領域11a、放水量表示領域
11b、ノズル径表示領域11c、炎までの距離表示領
域11d、ノズル圧力表示領域11e、水源貯水量表示
領域11f、タンク残量表示領域11gおよびモード表
示領域11hならびに初期状態復帰スイッチ12が設け
られる。
【0027】消火訓練を行うにあたって、放水の操作に
は、入力手段3の2本のジョイスティックが用いられ、
火災画像表示領域10上で白色の「+」印が1番目のジ
ョイスティックの操作によって移動するカーソルJ1で
あり、灰色の「+」印が2番目のジョイスティックの操
作によって移動するカーソルJ2である。各ジョイステ
ィックにはトリガー釦がそれぞれ設けられ、各トリガー
釦を押圧操作すると、画面上の各カーソルJ1,J2を
めがけて放水し、各トリガー釦の押圧状態を解除すると
放水を停止する。図5は1番目のジョイスティックを用
いて放水している状態を示し、図6は2番目のジョイス
ティックを用いて放水している状態を示し、参照符15
a,15bはその放水の軌跡を示す。これらのジョイス
ティックは2人の訓練者がそれぞれ連携して操作し、複
数人による消火訓練を行うことができる。
【0028】火災画像表示領域10には、建物を示す背
景画像13と、その建物から出る火炎を示す火炎画像1
4とが動画表示され、画面上で炎が燃えている状態を表
している。各訓練者は、上記の各ジョイスティックを操
作して、各カーソルJ1,J2を火炎画像14上に移動
させてトリガー釦をそれぞれ押圧操作し、火勢が衰える
ように放水位置を変えながら消火活動を模擬する。各ジ
ョイスティックの前後方向の操作によって、各カーソル
J1,J2の画面上における上下位置が変化し、左右方
向の操作によって各カーソルJ1,J2の画面上におけ
る左右位置が変化する。
【0029】前記放水角度表示領域11aには、画面上
における地表面に対する放水ノズルの角度(゜)が表示
され、放水量表示領域11bには放水量(l/min)
が表示され、ノズル径表示領域11cには使用している
放水ノズルの口径(mm)が表示される。また炎までの
距離表示領域11dには、放水ノズルから炎までの距離
(m)が表示され、ノズル圧力表示領域11eには放水
ノズルに供給される水の供給圧(kg/cm2)が表示
され、水源貯水量表示領域11fには水源に貯留される
水の貯留量(m3)が表示され、タンク残量表示領域1
1gにはタンク内の水の残量(l)が表示される。さら
にモード表示領域11hには建物屋内外火災、建物屋内
火災、および森林火災などの火災の種類が、たとえば
「建物屋内外火災」と表示される。初期状態復帰スイッ
チ12aをクリックすると、火災画像表示領域10は、
図7に示されるように、初期画像に戻る。またモード選
択スイッチ12bをクリックすると、火災の種類を選択
することができる。
【0030】放水が適切であると、図8に示されるよう
に、炎の勢いが衰え、火災が鎮火されつつある状態とな
る。さらに炎上箇所に放水し続けると、図9に示される
ように、画面上から火炎画像がなくなり、炎上箇所がな
くなって、完全に鎮火される。また炎上箇所に対して適
切に放水していない場合には、図10に示されるよう
に、火勢がさらに大きくなり、場合によっては、図11
に示されるように、爆発が発生する。
【0031】このように表示手段6によって表示される
火災状態画像は、静止画の繰返し表示による動画によっ
て実現されるので、多くの種類の火災状態画像であって
も、既存のデータ圧縮技術を用いることによって、記憶
手段2に記憶される総画像データ量を少なくすることが
でき、装置を大型化することなしに、たとえばフルカラ
ー表示で充分な火災状態を模擬表示して、訓練者の火災
消火技術の体験、修得および研鑽を支援することができ
る。
【0032】図12は、本発明の実施の他の形態の3次
元コンピュータグラフィックスを用いる消火訓練用火災
模擬装置1aの構成を模式的に示す図である。なお、本
実施の形態の消火訓練用火災模擬装置1aの外観は、図
2に示される消火訓練用火災模擬装置1と同様であり、
対応する部分には同一の参照符を付し、重複する構成に
ついては説明を省略または簡略化する場合がある。
【0033】本実施の形態では、消火訓練用火災模擬装
置1aの記憶手段2には、火災状態を表す火災状態指標
を変数とする関数によって決定される火災画像情報がデ
ータベース化して記憶され、画像制御手段5は、演算手
段4からの要求火災状態指標を記憶手段2に出力し、こ
の記憶手段2から導出される火災画像情報を表示手段6
に出力して、前記火災画像情報による火災画像を前記表
示手段6の表示画面7に表示するように構成される。
【0034】演算手段4からの火災状態指標は、画像制
御手段5に入力され、数学的な燃焼モデルによって、火
災を3次元コンピュータグラフィックスでフルカラー表
示する。ここで、前記数学的な燃焼モデルとは、質量保
存式、運動量保存式、エネルギ保存式、状態方程式、お
よび化学反応速度式などの一般物理式を用いる。
【0035】具体的には、消火訓練用火災模擬装置1a
の計算機内に3次元の仮想空間(バーチャル空間ともい
う)を構築し、その空間内を入力手段3のジョイスティ
ックまたはマウスの操作に応じて移動する消火作業者を
表示する。消火訓練を行う場合は、まず消火作業者は同
じ位置に保ったままとし、3次元の仮想空間を移動させ
て、あたかも消火作業者が火災現場に向かうように表示
し、火災画像表示領域10内に消火作業者と火災発生箇
所とが同時に存在するように画面を配置する。
【0036】訓練者は、現場に到着後、消火ノズルの実
操作に代わる入力手段3のジョイスティックまたはマウ
スを用いて消火操作を行う。この場合、操作内容に応じ
て火災状態が変化するため、火災状態を複数のパラメー
タ、すなわち前述の消火する人数n、放水量Qn、放水
圧力Pn、放水角度θn、消火距離Ln、放水位置(X
qn,Yqn,Zqn)、火炎の中心位置(Xc,Y
c,Zc)、火炎の面積A、火炎の高さH、および時間
T,α,βなどの火災状態指標によって表現する。これ
らの各火災状態指標は、前述のように、演算手段4によ
って導出され、画像制御手段5は火災状態指標に応じて
記憶手段2から火災モデルを抽出し、その火災モデルに
対応する火災画像情報を表示手段6に出力して、火災画
像と消火画像との合成画像を表示させる。
【0037】上記の火災モデルについて説明する。ま
ず、火災状態指標、すなわちパラメータは、消火する人
数n、放水量Qn、放水圧力Pn、放水角度θn、消火
距離Ln、放水位置(Xqn,Yqn,Zqn)、火炎
の中心位置(Xc,Yc,Zc)、火炎の面積A、火炎
の高さH、および時間T,α,βとする。また、K1
1,K12,…K(j−1,n−1),Kjnは定数で
あり、F1n,F2n,…は関数である。
【0038】また放水量Qに関する諸条件として、放水
圧力Pnが大きいほど放水量は増え、放水角度θnが適
切であると放水量は安定し、消火距離Lnが適切である
と放水量は安定する。さらに消火する人数nが多いほど
放水量が増え、放水位置(Xqn,Yqn,Zqn)が
適切であると放水量は安定する。これらの諸条件によっ
て放水量Qは、 Q = k11・P1・F11(θ1)・F21(d1)・F31(zq1) +k12・P2・F12(θ2)・F22(d2)・F32(zq2) + … +k1n・Pn・F1n(θn)・F2n(dn)・F3n(zqn) …(1) によって求めることができる。
【0039】前記関数F1n,F2n,…は、引数が所
定範囲内であれば、0〜100%の値を出力し、前記引
数が所定範囲以外であれば、0を出力する関数である。
【0040】次に、Qmaxを所定の最少放水量、Qm
inを所定の最大放水量、γを位置(x,y)によって
ランダムに変化する数とすると、Qmin<=Q<Qm
axならば、 dA/dt = F4(A) …(2) とする。ここで、F4(A)は消火活動が行われない場
合の一般的な燃焼モデルである。
【0041】また、Qmin ≦ Q < Qmaxなら
ば、 dA/dt = α/Q …(3) とし、Qmax ≦ Qならば、 dA/dt = α/(Qmax−Q) …(4) とし、消火距離Lは、 L =(1+γ)・β・A …(5) とする。したがってパラメータとして火災状態指標が決
まれば、炎の面積Aおよび炎の高さHが計算によって求
め、火災の規模が計算によって求められる。これらの炎
の面積Aおよび炎の高さHの値によって、火災画像を切
換える。なお、各定数K11,K12,…,K(j−
1,n−1),Kjnは、実データをもとに調整して決
定する。
【0042】このような火災状態を表す火災状態指標を
変数とする関数によって決定される火災画像情報がデー
タベース化して前記記憶手段2には記憶され、画像制御
手段5は、演算手段4からの要求火災状態指標を記憶手
段2に出力し、この記憶手段2から導出される火災画像
情報を表示手段7に出力して、前記火災画像情報による
火災画像を、図13に示されるように、前記表示手段7
に表示することができる。
【0043】このような火災画像は、3次元コンピュー
タグラフィックスを用いて実現することができ、たとえ
ばプリミティブと呼ばれる基本立体を組み合わせて複数
の背景画像および火炎画像を作成し、これらの基本立体
をマッピング処理して火災画像モデルを記憶手段2に記
憶しておき、この火災画像モデルを、演算手段4の要求
火災状態指標に対応してリアルタイムで変化させるベク
ターグラフィックスと呼ばれる手法を採用するようにし
てもよい。このようなベクターグラフィックスによる描
画処理によれば、画像データを幾何学図形として保有す
るので、図形単位で細かな画像修正を行うことができ
る。本発明の実施の他の形態として、前記ベクターグラ
フィックスに代えて、ラスターグラフィックス(ビット
マップ方式ともいう)と呼ばれる手法を採用してもよ
い。このラスターグラフィックスは画像を格子状に並ん
だ点の集まりとして扱うため、精細な画像表示が可能で
あり、臨場感の高い火災画像を得ることができる。
【0044】以上のように、表示手段7によって表示さ
れる火災状態画像を、入力手段3からの入力操作に応じ
た消火情報に応じて変化させながら消火訓練を行うこと
ができるので、より高い臨場感で消火訓練を行うことが
できるとともに、入力手段3から入力された消火情報に
応じて変化する画像を見ながら、訓練者は前記入力手段
3による操作量を消火状況に応じて変更し、またはその
まま保ち、火炎をなるべく短時間で小さくする入力操作
を通じて、より適切な消火作業を体得するための訓練を
行うことができる。また火災画像は、パーソナルコンピ
ュータの3次元コンピュータグラフィックスによって実
現することができるので、大規模な設備を用いずに簡単
な構成で、実際の火災時の消火作業に即した多くの種類
の火災状態画像を模擬表示することができ、充実度の高
い火災消火訓練を行うことが可能となる。
【0045】さらに本実施の形態において、画像制御手
段5は、背景画像と火炎画像との合成画像によって火災
画像を生成し、変化の少ない背景画像の画像モデルの数
を少なくし、変化の多い火炎画像の画像モデルの数は多
くして、総画像データ量の削減を図ることができ、記憶
手段の記憶容量を節約することができる。
【0046】また本発明の実施の他の形態として、火災
状態が変化するパラメータとして、前記消火する人数
n、放水量Qnおよび放水圧力Pnなどのパラメータに
加えて、風および雨などの天候をはじめとする外乱を加
えることができるようにして、実際の火災に近い条件で
模擬できるようにしてもよい。
【0047】さらに本発明の実施の他の形態として、複
数台のパーソナルコンピュータをネットワーク接続、す
なわち相互に通信可能に接続して、離れた場所に居る訓
練者がコンピュータによって作り出される1つの仮想空
間を共有して、共同で消火訓練を行うことができるよう
にしてもよい。さらにこのようなネットワーク接続され
たコンピュータを用いる場合には、図14に示されるよ
うに、3人以上の訓練者が1つの仮想空間を共有して共
同で消火する訓練を行うことができる。もちろん上記の
装置は、1人の訓練者だけが訓練を行うこともできる。
【0048】
【発明の効果】請求項1記載の本発明によれば、表示手
段に表示される火災画像は、入力手段から入力された消
火情報に応じて変化し、この変化する画像を見ながら消
火訓練者は前記入力手段による操作量を消火状況に応じ
て変更し、またはそのまま保ち、火炎をなるべく短時間
で小さくする入力操作を通じて、より適切な消火作業を
体得するための訓練を行うことができる。またこのよう
な消火訓練用火災模擬画像は、大規模な設備を用いずに
簡単な構成で、実際の火災時の消火作業に即した多くの
種類の火災状態画像を模擬表示することができ、充実度
の高い火災消火訓練を行うことが可能となる。
【0049】また前記火災画像は、3〜15枚の静止画
を1/5秒〜1/20秒の切換周期tdで繰返し表示さ
れるので、違和感のない火災画像を少ない画像データ量
で表示することができ、これによって多くの種類の火災
画像であっても、記憶手段に記憶される総画像データ量
は少なくて済み、消火訓練を行うための火災状態を模擬
表示して、訓練者の火災消火技術の体験、修得および研
鑽を支援することができる。さらに前記入力手段は、複
数の消火訓練者によって操作可能であるので、複数人が
連携して消火訓練を行うことができる。また表示手段に
火災画像とともに表示される消火画像は、前記入力手段
によって入力された消火情報に応じて変化する放水の軌
跡を含むので、より高い臨場感で消火訓練を行うことが
できる。
【0050】請求項2記載の本発明によれば、火災画像
を1または複数人によって入力された消火情報に応じて
変化させながら3次元コンピュータグラフィックスによ
って表示するので、より高い臨場感で消火訓練を行うこ
とができるとともに、大規模な設備を用いずに簡単な構
成で、実際の火災時の消火作業に即した多くの種類の火
災画像を模擬表示することができ、充実度の高い火災消
火訓練を行うことができる。また前記入力手段は、複数
の消火訓練者によって操作可能であるので、複数人が連
携して消火訓練を行うことができる。さらに表示手段に
火災画像とともに表示される消火画像は、前記入力手段
によって入力された消火情報に応じて変化する放水の軌
跡を含むので、より高い臨場感で消火訓練を行うことが
できる。
【0051】請求項3記載の本発明よれば、火災状態指
標として、少なくとも消火する人数、放水量、放水圧
力、放水角度、消火距離、放水位置、火炎の中心位置、
火炎の面積、火炎の高さ、および時間が用いられるの
で、実際の火災現場における消火作業に近い火災状態画
像を模擬表示することができ、充実度の高い消火訓練を
行うことができる。
【0052】請求項4記載の本発明によれば、背景画像
と火炎画像との合成画像によって火災画像が構成される
ので、変化の少ない背景画像の画像モデルの数を少なく
し、変化の多い火炎画像の画像モデルの数は多くして、
総画像データ量の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態の消火訓練用火災模擬装
置1を模式的に示すブロック図である。
【図2】図1に示す消火訓練用火災模擬装置1の外観を
示す正面図である。
【図3】記憶手段2に記憶される火災画像情報を用いて
表示手段6に表示させる手順を説明するための図であ
る。
【図4】表示手段6の表示画面7に火災画像および火災
状態指標が表示された状態を示す正面図である。
【図5】1番目のジョイスティックを用いて放水してい
る状態を示す図である。
【図6】2番目のジョイスティックを用いて放水してい
る状態を示す図である。
【図7】表示手段6の表示画面7が初期画像に戻された
状態を示す図である。
【図8】火災が鎮火されつつある状態の表示画面7を示
す図である。
【図9】火災が鎮火した状態を示す図である。
【図10】図7の初期画像に比べて火勢が強くなった状
態を示す図である。
【図11】火勢画強くなって爆発が発生した状態を示す
図である。
【図12】本発明の実施の他の形態の消火訓練用火災模
擬装置1aの構成を模式的に示す図である。
【図13】図12に示される消火訓練用火災模擬装置1
aの表示画面7に表示される火災画像を示す図である。
【図14】複数人で消火活動を行っている状態の火災画
像を示す図である。
【符号の説明】 1,1a 消火訓練用火災模擬装置 2 記憶手段 3 入力装置 4 演算手段 5 画像制御手段 6 表示手段 7 表示画面 8 タイトルバー表示領域 9 コントロールメニュー表示領域 10 火災画像表示領域 11a 放水角度表示領域 11b 放水量表示領域 11c ノズル径表示領域 11d 炎までの距離表示領域 11e ノズル圧力表示領域 11f 水源貯水量表示領域 11g タンク残量表示領域 13 背景画像 14 火災画像 15a,15b 放水軌跡 J1,J2 カーソル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 健一郎 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工 業株式会社 明石工場内 (56)参考文献 特開 平4−57086(JP,A) 特開 平4−76592(JP,A) 特開 昭51−139198(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09B 9/00 A62C 37/50

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 火災画像情報が火災状態を表す火災状態
    指標によってデータベース化して記憶される記憶手段
    と、 消火作業に対応する消火情報を入力するための入力手段
    と、 入力手段によって入力された消火情報に応じて火災状態
    指標を変更し、この変更後の火災状態指標を出力する演
    算手段と、 演算手段からの火災状態指標に応答して、記憶手段から
    前記火災状態指標に対応する火災画像情報を抽出する画
    像制御手段と、 画像制御手段からの出力に応答して、前記抽出した火災
    画像情報に基づく火災画像を表示するとともに、入力手
    段によって入力された消火情報に基づく消火画像を表示
    する表示手段とを含み、 前記記憶手段には、予め火災を収録したビデオ画像を静
    止画としてデジタル化し、この静止画が前記火災状態指
    標によってデータベース化して記憶され、 前記画像制御手段は、演算手段からの火災状態指標に応
    答して、3〜15枚の静止画を1/5秒〜1/20秒の
    切換周期Δtdで、記憶手段から火災画像情報を選択し
    て抽出し、表示手段に前記抽出した火災画像情報による
    火災画像を繰返し表示させ、 前記入力手段は、複数の消火訓練者が連携して操作可能
    であり、 前記消火画像は、入力手段によって入力された消火情報
    に応じて変化する放水の軌跡を含むことを特徴とする消
    火訓練用火災模擬装置。
  2. 【請求項2】 火災画像情報が火災状態を表す火災状態
    指標によってデータベース化して記憶される記憶手段
    と、 消火作業に対応する消火情報を入力するための入力手段
    と、 入力手段によって入力された消火情報に応じて火災状態
    指標を変更し、この変更後の火災状態指標を出力する演
    算手段と、 演算手段からの火災状態指標に応答して、記憶手段から
    前記火災状態指標に対応する火災画像情報を抽出する画
    像制御手段と、 画像制御手段からの出力に応答して、前記抽出した火災
    画像情報に基づく火災画像を表示するとともに、入力手
    段によって入力された消火情報に基づく消火画像を表示
    する表示手段とを含み、 前記記憶手段には、火災状態を表す火災状態指標を変数
    とする関数によって決定される火災画像情報がデータベ
    ース化して記憶され、 前記画像制御手段は、演算手段からの火災状態指標を記
    憶手段に出力し、この記憶手段から導出される火災画像
    情報を表示手段に出力して、前記火災画像情報による火
    災画像を3次元コンピュータグラフィックスによって前
    記表示手段に表示させ、 前記入力手段は、複数人が連携して操作可能であり、 前記消火画像は、入力手段によって入力された消火情報
    に応じて変化する放水の軌跡を含むことを特徴とする消
    火訓練用火災模擬装置。
  3. 【請求項3】 火災状態指標は、消火する人数、放水
    量、放水圧力、放水角度、消火距離、放水位置、火炎の
    中心位置、火炎の面積、火炎の高さ、および時間を含む
    ことを特徴とする請求項1または2記載の消火訓練用火
    災模擬装置。
  4. 【請求項4】 火災画像は、背景画像と火炎画像との合
    成画像であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
    に記載の消火訓練用火災模擬装置。
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