專利名稱：礦井火災(zāi)災(zāi)害仿真模擬培訓(xùn)演練系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及礦井安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對礦井工人及救護(hù)隊(duì)員的火 災(zāi)災(zāi)害模擬培訓(xùn)演練系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
礦井工作環(huán)境復(fù)雜，災(zāi)害多發(fā)，煤礦井下的煤與瓦斯都是易燃物，在遇到熱源時， 容易發(fā)生火災(zāi)，積聚熱量時，也會發(fā)生自燃。煤礦火災(zāi)可能造成人員傷亡、資源損失、環(huán)境破 壞、設(shè)備或工程設(shè)施毀壞以及嚴(yán)重威脅正常生產(chǎn)。瓦斯是煤礦井下各種有毒有害氣體的總稱，其中以甲烷為主，占80%以上。甲烷的 密度為0. 716kg/m3，為空氣密度的0. 5M倍，是無色、無味、可以燃燒和爆炸的氣體。它對人 呼吸的影響與氮?dú)庀嗨?，可以使人窒息；同時又不同于氮?dú)猓哂锌扇夹约氨ㄐ?。瓦?對人的危害主要體現(xiàn)在四個方面爆炸、突出、窒息和燃燒。公開號為CN1821M8A的中國實(shí)用新型專利申請公開說明書中公開了一種礦井下 自然災(zāi)害模擬系統(tǒng)，其設(shè)置在廢棄巷道或巷道模型內(nèi)，用以模擬礦井下的自然災(zāi)害，但其不 是虛擬現(xiàn)實(shí)仿真環(huán)境，而是在真實(shí)的巷道內(nèi)布置模擬系統(tǒng)，布置難度較大，受環(huán)境影響較 大，而且其只是模擬自然災(zāi)害，攝像后將圖像信號傳出供人觀看，不能讓人身臨其境，不能 做到人機(jī)交互和互動，也不能對演練結(jié)果進(jìn)行評價。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，為了解決上述問題，本實(shí)用新型提出一種礦井火災(zāi)災(zāi)害仿真模擬培訓(xùn) 演練系統(tǒng)，能模擬火災(zāi)災(zāi)害情形，讓人身臨其境，并能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和互動，還可對演練結(jié) 果進(jìn)行評價。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的礦井火災(zāi)災(zāi)害仿真模擬培訓(xùn)演練系統(tǒng)，包括主 控計(jì)算機(jī)、3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)、人機(jī)交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行為檢測子系統(tǒng)和 人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)，所述3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)、人機(jī)交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行 為檢測子系統(tǒng)和人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)分別與主控計(jì)算機(jī)電聯(lián)接，所述同步互動子系統(tǒng)包括 強(qiáng)光燈、高溫發(fā)生裝置和濃煙發(fā)生裝置。進(jìn)一步，所述3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)為偏振3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)；進(jìn)一步，所述偏振3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)由120°環(huán)形銀幕和4臺投影設(shè)備組成，每2 臺投影設(shè)備為一組，兩組投影設(shè)備分別與120°環(huán)形銀幕的左、右側(cè)相對設(shè)置；進(jìn)一步，所述人機(jī)交互子系統(tǒng)由電子題板和無線耳麥組成；進(jìn)一步，所述人體行為檢測子系統(tǒng)包括攝像裝置和分布設(shè)置的至少一個光電傳感 裝置；進(jìn)一步，所述人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)包括血壓傳感器、脈搏傳感器和呼吸頻率傳感 器；進(jìn)一步，所述人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)還包括無線收發(fā)裝置，所述無線收發(fā)裝置與主控計(jì)算機(jī)電聯(lián)接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于采用計(jì)算機(jī)3D模擬仿真，虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)，可對煤礦 井工、救護(hù)隊(duì)員的安全意識、對火災(zāi)災(zāi)害事故的征兆預(yù)判、災(zāi)害發(fā)生時的心理和處置技能進(jìn) 行培訓(xùn)，并給出相應(yīng)評價。針對煤礦井下火災(zāi)災(zāi)害預(yù)兆，發(fā)生過程及災(zāi)后環(huán)境場景的3D模 擬，同步產(chǎn)生與火災(zāi)燃燒場景同步的光、高溫、濃煙等災(zāi)害動態(tài)環(huán)境，監(jiān)測被訓(xùn)人員的互動 行為，從而到達(dá)對被訓(xùn)人員的處置行為評判，以及監(jiān)測人體生理參數(shù)，以對被訓(xùn)者心理和生 理狀況進(jìn)行評價。本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)，和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡 述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或 者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本實(shí)用新型的目標(biāo)和其它優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說 明書，權(quán)利要求書，以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

圖1示出了礦井火災(zāi)災(zāi)害仿真模擬培訓(xùn)演練系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說明。參見圖1，礦井火災(zāi)災(zāi)害仿真模擬培訓(xùn)演練系統(tǒng)，包括主控計(jì)算機(jī)、3D環(huán)幕放映子 系統(tǒng)、人機(jī)交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行為檢測子系統(tǒng)和人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)，所 述3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)、人機(jī)交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行為檢測子系統(tǒng)和人體生 理監(jiān)測子系統(tǒng)分別與主控計(jì)算機(jī)電聯(lián)接。所述3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)選用偏振3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)，由120°環(huán)形銀幕和4臺投 影設(shè)備組成，每2臺投影設(shè)備為一組，兩組投影設(shè)備分別與120°環(huán)形銀幕的左、右側(cè)相對設(shè)置。所述人機(jī)交互子系統(tǒng)由電子題板和無線耳麥組成，可進(jìn)行人機(jī)互動，將災(zāi)害現(xiàn)場 參數(shù)和情況通過電子題板和/或無線耳麥傳輸給被訓(xùn)者，被訓(xùn)者亦可通過電子題板和無線 耳麥回答相關(guān)問題，以確定其對災(zāi)害預(yù)兆的判斷能力；所述同步互動子系統(tǒng)包括強(qiáng)光燈、高溫發(fā)生裝置和濃煙發(fā)生裝置，用以同步產(chǎn)生 與模擬燃燒場景同步的光、高溫、濃煙等災(zāi)害動態(tài)環(huán)境，以增強(qiáng)體驗(yàn)；所述強(qiáng)光燈為產(chǎn)生強(qiáng) 光的脈沖氙燈，當(dāng)屏幕出現(xiàn)爆炸，火災(zāi)等場景時，由控制系統(tǒng)控制脈沖氙燈的開啟，同步產(chǎn) 生強(qiáng)光效果；所族夾·和揚(yáng)聲器。所述高溫發(fā)生裝置由電加熱紅外 發(fā)生器組成，當(dāng)屏幕出現(xiàn)火災(zāi)場景時，控制系統(tǒng)根據(jù)火燒大小控制發(fā)熱器溫度高低，主要以 輻射方式讓被訓(xùn)者感受高溫。所述濃煙發(fā)生裝置可采用舞臺發(fā)煙機(jī)，當(dāng)屏幕出現(xiàn)火災(zāi)悶燒 場景時，主控計(jì)算機(jī)控制其發(fā)煙，并根據(jù)能見度要求控制發(fā)煙量的大小。所述人體行為檢測子系統(tǒng)包括攝像裝置和光電傳感裝置，所述光電傳感裝置為對 射式紅外傳感器，分布式安裝在培訓(xùn)演練現(xiàn)場，當(dāng)人體移動時，人體會擋住光線，從而檢測 出人體的移動，通過圖像識別分析攝像裝置獲得的圖像中的人體移動數(shù)據(jù)，并綜合光電傳 感裝置獲得的人體移動數(shù)據(jù)，作出評判。所述人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)包括血壓傳感器、脈搏傳感器、呼吸頻率傳感器和無線收發(fā)裝置，血壓傳感器、脈搏傳感器和呼吸頻率傳感器獲得的數(shù)據(jù)通過無線收發(fā)裝置發(fā)射 到主控計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)可通過這些數(shù)據(jù)對被訓(xùn)者的生理和心理狀況進(jìn)行評估。 以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，顯然，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這 樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之 內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.礦井火災(zāi)災(zāi)害仿真模擬培訓(xùn)演練系統(tǒng)，其特征在于包括主控計(jì)算機(jī)、3D環(huán)幕放映 子系統(tǒng)、人機(jī)交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行為檢測子系統(tǒng)和人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)， 所述3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)、人機(jī)交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行為檢測子系統(tǒng)和人體 生理監(jiān)測子系統(tǒng)分別與主控計(jì)算機(jī)電聯(lián)接，所述同步互動子系統(tǒng)包括強(qiáng)光燈、高溫發(fā)生裝 置和濃煙發(fā)生裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的礦井火災(zāi)災(zāi)害仿真模擬培訓(xùn)演練系統(tǒng)，其特征在于所述3D環(huán) 幕放映子系統(tǒng)為偏振3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的礦井火災(zāi)災(zāi)害仿真模擬培訓(xùn)演練系統(tǒng)，其特征在于所述偏振 3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)由120°環(huán)形銀幕和4臺投影設(shè)備組成，每2臺投影設(shè)備為一組，兩組投 影設(shè)備分別與120°環(huán)形銀幕的左、右側(cè)相對設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1所述的礦井火災(zāi)災(zāi)害仿真模擬培訓(xùn)演練系統(tǒng)，其特征在于所述人機(jī) 交互子系統(tǒng)由電子題板和無線耳麥組成。
5.使用如權(quán)利要求1所述的礦井火災(zāi)災(zāi)害仿真模擬培訓(xùn)演練系統(tǒng)，其特征在于所述 人體行為檢測子系統(tǒng)包括攝像裝置和分布設(shè)置的至少一個光電傳感裝置。
6.如權(quán)利要求6所述的礦井火災(zāi)災(zāi)害仿真模擬培訓(xùn)演練系統(tǒng)，其特征在于所述人體 生理監(jiān)測子系統(tǒng)包括血壓傳感器、脈搏傳感器和呼吸頻率傳感器。
7.如權(quán)利要求7所述的礦井火災(zāi)災(zāi)害仿真模擬培訓(xùn)演練系統(tǒng)，其特征在于所述人體 生理監(jiān)測子系統(tǒng)還包括無線收發(fā)裝置，所述無線發(fā)射裝置與主控計(jì)算機(jī)電聯(lián)接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及礦井安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對礦井工人及救護(hù)隊(duì)員的火災(zāi)災(zāi)害模擬培訓(xùn)演練系統(tǒng)，能讓人身臨其境，并能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和互動，還可對演練結(jié)果進(jìn)行評價；本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的礦井火災(zāi)災(zāi)害仿真模擬培訓(xùn)演練系統(tǒng)，包括主控計(jì)算機(jī)、3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)、人機(jī)交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行為檢測子系統(tǒng)和人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)，所述3D環(huán)幕放映子系統(tǒng)、人機(jī)交互子系統(tǒng)、同步互動子系統(tǒng)、人體行為檢測子系統(tǒng)和人體生理監(jiān)測子系統(tǒng)分別與主控計(jì)算機(jī)電聯(lián)接。
文檔編號G09B9/00GK201820375SQ201020542939
公開日2011年5月4日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者劉林, 唐述明, 張廣勛, 張銳睿, 李孝揆, 楊俊燕, 王波, 胡千庭, 趙善揚(yáng), 陳迪 申請人:煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院