智能多角色仿真演练系统需求分析与设计

智能多角色仿真演练系统需求分析与设计

宫爱科 徐冲 于洪达

赛搏盾（天津）科技有限公司 天津市 300453

摘要：智能多角色仿真演练系统定位于消防网上模拟演练，摆脱传统实战拉练耗时耗力的困境，各参战消防官兵可在电脑前创建不同角色，进行网上练兵。

1. 引言

强化重大事故应急演习机制，以开放式演习方式代替照本宣科的表演性演习，积累应急演习的经验，找出应急体系中的薄弱环节，是目前应急体系建设中亟待解决的问题。仿真演练系统通过对各类灾害数值和人员行为数值的模拟，在虚拟空间中仿真灾害发生、发展的过程，以及人们在灾害环境中可能做出的各种反应；通过演练系统，最大限度仿真实际灾害条件下开展的应急演练。通过构建各类突发事故虚拟环境,在可视化的环境下进行推演,促进指挥人员的指挥决策和协同配合能力[1]。可以将虚拟仿真技术应用于消防教学实验中{2}。

本论文在针对消防过程的多重角色演练系统，进行了功能分析设计和结构设计，高度模拟和还原真实场景，通过形象的灾情推演及对应的力量调配，直观的展示灾情发生发展的全过程，各参战官兵可在电脑前创建不同角色，达到网上练兵的目的。

2. 系统功能分析

智能多角色仿真演练系统采用完善的身份认证机制、权限管理机制保证业务操作的合法性；应对用户敏感数据进行安全存储。虚拟演练程序统一采用密钥认证，对客户端运行文件和动态库等外壳加密，以保证有客户端加密锁的用户可以打开客户端；客户端需加密数据，根据权限不同写入不同分页。通用保密数据，写入到电存储区。需要运行中产生的随机保密数据在内存区使用。

智能多角色仿真演练系统定位网上模拟演练，运用虚拟仿真技术，摆脱传统实战拉练耗时耗力的困境，各参战官兵可在电脑前创建不同角色，进行网上练兵。

3. 总体功能设计

1. 分角色演练：系统提供针对不同角色在同一个场景中进行演练的功能。根据登陆的不同角色，系统提供不同的能力和权限。 根据在应对灾害时职责和所需能力的不同，角色主要包括以下几类：导调、总指挥、军事观察团、支队指挥员、大队指挥员、中队指挥员、战斗班长等。

2. 灾情设定：提供丰富的灾情设置工具，人为设置演练环境，如：设置燃烧物、初始火灾大小、蔓延速度等；可设置知情人、泄露、烟雾、火等常见灾情要素。

3. 内置判断：系统根据不同的场景提供了不同的内置判断逻辑，可自动检验参演人员的处置是否正确。

4. 内置指令：系统内置了消防常用的作战指令，可用于演练过程中的指令下发和反馈。

5. 语音通信：系统需内置语音通信功能，提供多个频道，可切换语音频道，语音可回放，支持在频道内和本方人员进行语音交流。支持文字通信，支持指令通信，通过多种手段结合，模拟实战通信。

6. 作战部署：针对演练场景的特点，提供战术板功能，可实现灾情环境的3D投影，并支持在投影里面进行作战部署，将到场力量和常用作战指令与灾情结合，实现仿真场景下的实时指挥。

7. 人员任务：作战人员到场后，消防员可执行相应的作战任务，如救助、警戒、喷水、侦察等，喷水等任务支持相应的特效。

8. 车辆任务：针对现有消防车辆及新配备车辆，内置相应的作战任务以满足演练需求，如连接水源、喷水、固定支架、人员下车、供水、维护保养等。

9. 用水量计算提供用水量计算功能，支持水压流速调节，当水量消耗完毕后相应车辆、人员无法继续喷水。

10. 图传：指挥员可通过此功能模拟4G图传的应用，从而从多个角度观察现场灾情，做出进一步判断，系统支持4分屏方式同时展示4个点位的实时图传数据。

11. 任务记录：系统自动记录过程中总指挥和各级指挥员们上传下达的作战任务和执行情况，并在演练结束后生成相应的报表。

12. 场景定制实现场景与以上功能融合，进行周边环境、建筑结构、消防设施的1：1等比例建模，还原真实演习场景。实现各消防支队在电子教室内进行多人多角色网上推演。

13. 演练客户端：用户管理和授权，实现不同角色不同权限的分配和管理。

4. 结构设计

4.1用户接口

1. 程序接口：用户通过在程序中使用系统调用命令来请求系统提供服务。每一个系统调用都是一个能完成特定功能的子程序。

2. 图形接口：用户可通过鼠标、菜单和对话框来完成对应程序和文件的操作。图形用户接口元素包括窗口、图标、菜单和对话框，图形用户接口元素的基本操作包括菜单操作、窗口操作和对话框操作等。

4.2外部接口

采用http通信协议，其优点如下：

1. 支持客户端、服务器模式；

2. 简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径；由于http协议简单，因而通信速度很快；

3. 灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象；

4. 无连接：服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。

5. 结论

将虚拟现实技术用于智能多角色仿真演练，根据消防特点，进行了功能分析和结构设计，在网上集成训练系统用于消防多角色仿真演练。

参考文献

[1] 毛勇忠、张继新、黄玮. 三维仿真及虚拟现实技术在消防训练中的应用. 中国管理信息化，2019(3)：149-152.

[2] 张媛媛. 虚拟仿真技术在消防专业教学与技能鉴定中的应用. 消防技术与产品信息，2016(8)：109-110.

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