本發(fā)明涉及消防應(yīng)急培訓(xùn)，具體為一種消防應(yīng)急虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬方法、裝置及其介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)前的消防應(yīng)急培訓(xùn)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式往往依賴于課堂理論教學(xué)、實(shí)物操作演練以及實(shí)地模擬訓(xùn)練。然而，這些方法存在明顯的局限性。首先，課堂理論教學(xué)雖然能夠傳授理論知識(shí)，但缺乏實(shí)踐操作的直觀性和即時(shí)反饋；其次，實(shí)物操作演練雖然能夠模擬真實(shí)的滅火場(chǎng)景，但受限于場(chǎng)地、設(shè)備、安全等因素，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、高頻次的訓(xùn)練；最后，實(shí)地模擬訓(xùn)練雖然最接近真實(shí)情況，但成本高、風(fēng)險(xiǎn)大，難以頻繁進(jìn)行。

2、隨著虛擬現(xiàn)實(shí)（vr）技術(shù)的快速發(fā)展，其在消防應(yīng)急培訓(xùn)中的應(yīng)用逐漸受到關(guān)注。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠構(gòu)建高度逼真的火災(zāi)場(chǎng)景，為學(xué)員提供沉浸式的滅火體驗(yàn)，同時(shí)避免了傳統(tǒng)培訓(xùn)方式中的諸多不足。然而，目前市場(chǎng)上的虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬模型大多存在功能單一、場(chǎng)景固定、缺乏動(dòng)態(tài)調(diào)整能力等問(wèn)題，難以滿足多樣化的培訓(xùn)需求。

3、具體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬模型往往只提供幾種固定的火災(zāi)場(chǎng)景，無(wú)法根據(jù)學(xué)員的實(shí)際情況和需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。此外，系統(tǒng)對(duì)學(xué)員的滅火操作評(píng)估也往往局限于操作結(jié)果的正確性，忽略了操作過(guò)程中的細(xì)節(jié)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的評(píng)估。這些因素限制了虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬模型在消防應(yīng)急培訓(xùn)中的有效應(yīng)用，為此，提出一種消防應(yīng)急虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬方法、裝置及其介質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種消防應(yīng)急虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬方法、裝置及其介質(zhì)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題之一。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)采用的一個(gè)技術(shù)方案是：一種消防應(yīng)急虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬方法，包括以下步驟：

3、步驟一、獲取多種類型的火災(zāi)場(chǎng)景數(shù)據(jù)，并對(duì)火災(zāi)場(chǎng)景數(shù)據(jù)預(yù)處理；

4、步驟二、基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，利用物理引擎和3d建模技術(shù)，根據(jù)預(yù)處理后的火災(zāi)場(chǎng)景數(shù)據(jù)構(gòu)建多個(gè)類型的虛擬火災(zāi)場(chǎng)景模型，形成火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)虛擬場(chǎng)景模型庫(kù)；

5、步驟三、獲取水基、二氧化碳和干粉滅火器的基礎(chǔ)知識(shí)以及專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)，引入實(shí)際消防案例的分析和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，建立具有動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整功能的虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬模型；

6、步驟四、輸入登錄賬號(hào)和密碼，登錄虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬模型，進(jìn)入虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬的界面；

7、步驟五、系統(tǒng)通過(guò)圖文、視頻以及互動(dòng)式學(xué)習(xí)模塊展示水基、二氧化碳和干粉滅火器的基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)，并設(shè)置學(xué)習(xí)進(jìn)度跟蹤功能；

8、步驟六、在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)虛擬場(chǎng)景模型庫(kù)中選擇虛擬火災(zāi)場(chǎng)景模型，系統(tǒng)根據(jù)選擇的場(chǎng)景自動(dòng)調(diào)整火勢(shì)蔓延速度、滅火難度級(jí)別和環(huán)境因素影響參數(shù)；

9、步驟七、分析選擇的虛擬火災(zāi)場(chǎng)景模型中火情和可燃物情況，結(jié)合學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)，選擇相應(yīng)的滅火器進(jìn)行滅火操作，并實(shí)時(shí)投屏展示滅火過(guò)程；

10、步驟八、系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)學(xué)員的滅火操作進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，將評(píng)估報(bào)告自動(dòng)上傳至培訓(xùn)管理系統(tǒng)，并通過(guò)郵件或手機(jī)推送方式發(fā)送給學(xué)員。

11、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的：在步驟一中，所述火災(zāi)場(chǎng)景數(shù)據(jù)包括火災(zāi)類型、火勢(shì)大小、建筑物結(jié)構(gòu)、消防設(shè)施分布、天氣條件、人員分布與疏散情況；所述對(duì)火災(zāi)場(chǎng)景數(shù)據(jù)預(yù)處理包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)標(biāo)注和數(shù)據(jù)增強(qiáng)；

12、所述數(shù)據(jù)清洗采用異常值檢測(cè)算法中的拉依達(dá)準(zhǔn)則，計(jì)算公式為：時(shí)，為異常值，其中，為樣本均值，為樣本標(biāo)準(zhǔn)差；

13、所述數(shù)據(jù)標(biāo)注利用人工標(biāo)注與機(jī)器學(xué)習(xí)自動(dòng)標(biāo)注相結(jié)合的方式；

14、所述數(shù)據(jù)增強(qiáng)利用隨機(jī)旋轉(zhuǎn)、縮放、翻轉(zhuǎn)的方法，擴(kuò)充數(shù)據(jù)集。

15、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的：在步驟二中，所述虛擬場(chǎng)景模型庫(kù)包括防滅火救援裝備、背景環(huán)境、建筑設(shè)施和火勢(shì)場(chǎng)景。

16、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的：在步驟三中，所述動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整功能包括調(diào)整火勢(shì)蔓延速度、滅火難度級(jí)別和環(huán)境因素影響；所述虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬模型具備團(tuán)隊(duì)協(xié)作模擬功能，允許多名用戶登錄并組成虛擬消防隊(duì)伍，在共同的火災(zāi)場(chǎng)景中進(jìn)行協(xié)同滅火操作。

17、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的：在步驟四中，所述虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬模型具備賬號(hào)注冊(cè)功能，所述系統(tǒng)設(shè)置多種用戶角色，包括學(xué)員、教師和管理員，所述教師和管理員具有特定權(quán)限和功能。

18、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的：在步驟五中，所述互動(dòng)式學(xué)習(xí)模塊包括在線答題、模擬滅火操作挑戰(zhàn)和案例分析討論區(qū)。

19、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選的：在步驟七和步驟八中，所述虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬模型提供實(shí)時(shí)反饋機(jī)制，指導(dǎo)用戶進(jìn)行正確操作；所述評(píng)估報(bào)告包括滅火操作準(zhǔn)確性、反應(yīng)時(shí)間以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力多個(gè)維度的評(píng)估內(nèi)容。

20、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：一種消防應(yīng)急虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬裝置，包括：數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、場(chǎng)景構(gòu)建模塊、教學(xué)內(nèi)容整合模塊、系統(tǒng)構(gòu)建模塊、展示模塊、場(chǎng)景選擇模塊、滅火操作模塊和評(píng)估模塊；

21、所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取多種類型的火災(zāi)場(chǎng)景數(shù)據(jù)；

22、所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，用于對(duì)火災(zāi)場(chǎng)景數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)標(biāo)注和數(shù)據(jù)增強(qiáng)處理；

23、所述場(chǎng)景構(gòu)建模塊，用于基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，利用物理引擎和3d建模技術(shù)，根據(jù)預(yù)處理后的火災(zāi)場(chǎng)景數(shù)據(jù)構(gòu)建多個(gè)類型的虛擬火災(zāi)場(chǎng)景模型，形成火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)虛擬場(chǎng)景模型庫(kù)；

24、所述教學(xué)內(nèi)容整合模塊，用于整合水基、二氧化碳和干粉滅火器的基礎(chǔ)知識(shí)以及專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)引入實(shí)際消防案例的分析和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)；

25、所述系統(tǒng)構(gòu)建模塊，用于建立具有動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整功能的虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬模型，所述虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬模型具備團(tuán)隊(duì)協(xié)作模擬功能，允許多名用戶登錄并組成虛擬消防隊(duì)伍，在共同的火災(zāi)場(chǎng)景中進(jìn)行協(xié)同滅火操作；

26、所述展示模塊，用于通過(guò)圖文、視頻以及互動(dòng)式學(xué)習(xí)模塊展示水基、二氧化碳和干粉滅火器的基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)，并設(shè)置學(xué)習(xí)進(jìn)度跟蹤功能；

27、所述場(chǎng)景選擇模塊，用于在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)虛擬場(chǎng)景模型庫(kù)中選擇虛擬火災(zāi)場(chǎng)景模型，并使系統(tǒng)根據(jù)選擇的場(chǎng)景自動(dòng)調(diào)整火勢(shì)蔓延速度、滅火難度級(jí)別和環(huán)境因素影響參數(shù)；

28、所述滅火操作模塊，用于分析選擇的虛擬火災(zāi)場(chǎng)景模型中火情和可燃物情況，結(jié)合學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)，選擇相應(yīng)的滅火器進(jìn)行滅火操作，并實(shí)時(shí)投屏展示滅火過(guò)程；

29、所述評(píng)估模塊，用于對(duì)學(xué)員的滅火操作進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，將評(píng)估報(bào)告自動(dòng)上傳至培訓(xùn)管理系統(tǒng)，并通過(guò)郵件或手機(jī)推送方式發(fā)送給學(xué)員。

30、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器中運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)所述一種消防應(yīng)急虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬方法的步驟。

31、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述一種消防應(yīng)急虛擬滅火實(shí)戰(zhàn)模擬方法的步驟。

32、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

33、1、本發(fā)明通過(guò)構(gòu)建多個(gè)類型且可動(dòng)態(tài)調(diào)整的虛擬火災(zāi)場(chǎng)景模型，能夠高度還原多種真實(shí)的火災(zāi)環(huán)境，并根據(jù)培訓(xùn)需求自動(dòng)調(diào)整火勢(shì)蔓延速度、滅火難度級(jí)別和環(huán)境因素，同時(shí)，系統(tǒng)整合了水基、二氧化碳和干粉滅火器的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)教學(xué)內(nèi)容以及實(shí)際消防案例的分析和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，通過(guò)圖文、視頻和互動(dòng)式學(xué)習(xí)模塊展示，為學(xué)員提供全面且深入的消防培訓(xùn)體驗(yàn)；

34、2、本發(fā)明通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作模擬功能，允許多名用戶登錄并組成虛擬消防隊(duì)伍，在共同的火災(zāi)場(chǎng)景中進(jìn)行協(xié)同滅火操作，從而培養(yǎng)學(xué)員的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和應(yīng)急反應(yīng)能力。