HLA和VR在煤化工现场突发事故应急培训中的应用

 HLA(高级体系结构,High Level Architecture),在美国国防建模与仿真办公室(DMSO)1995年10月制定的建模与仿真主计划(MSMP)中,提出了未来建模/仿真的共同技术框架。
它包括三个方 面:高层体系结构(HLA)、任务空间概念模型(CMMS)和数据标准(DS)。它们的共同目标是实现仿真间的互操作,并促进仿真资源的重用,具体地说, 就是通过计算机网络使得分散分布的各仿真部件能够在一个统一的仿真时间和仿真环境下协调运行,且可以重复使用。HLA的基本思想就是使用面向对象的方法, 设计、开发及实现系统不同层次和粒度的对象模型,来获得仿真部件和仿真系统高层次上的互操作性与可重用性。

HIA分布式仿真高层体系结构,是针对大型复杂系统采用的集成方式,建立仿真系统的一种体系结构,因其良好的可扩充性和重用性,被国内外广泛接受并采纳为IEE1516的国际方针标准。

 

虚拟现实系统作用:一是真实再现了事故现场,给人带来视觉、听觉等感觉器官的真实感受,加强了对事故产生和发展的认识,进一步明确了事故的产生机理,对于增强人的安全意识起到了巨大的促进作用,二是可以不用对人员进行实地演练,节约了大量人力物力财力,三是用户可以通过人机界面虚拟现实驱动控制程序来改变虚拟环境中实体的运动,提高各级管理和操作人员的应急操纵技能和突发事件下的应急反应处置能力。


煤化工现场事故仿真

结合煤化工现场突发的情况,根据设计的事故仿真结构体系,运用虚拟现实和HLA技术,构建基于HLA的煤化工现场突发事故仿真模型。事故仿真的体系结构如图所示。



根据联邦目录和系统的需求,在联邦概念模型中设计了总控联邦成员、事故后果联邦成员、事故致因联邦成员、虚拟监控器四大类联邦成员。总控联邦成员为用户提供事故损失和事故致因的人机接口,确定仿真对象及仿真初始条件,负责联邦时间的推进;虚拟监控器联盟成员实现仿真过程中各种数据的监控,统计仿真完成情况,并且协调联邦成员的数额分配。在联邦设计中,还要定义每一个联邦成员的作用和责任、联邦内要交换的数据,安排每个联邦成员的公布和订购关系及所有对象的属性,、所有交互的参数。最后构建联邦运行系统,进行事故过程的分布式仿真,比较仿真结果和真实结果的差异,测试其运行效果。通过对运行结果的分析,准确、客观地查明事故发生的原因,并制定正确的事故处理措施。


 

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