【正文】 應(yīng)急訓(xùn)練與演練系統(tǒng)應(yīng)急訓(xùn)練與演練系統(tǒng)利用3D仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)。根據(jù)事件現(xiàn)實(shí)的實(shí)時(shí)情況變化將最新的信息和預(yù)測(cè)模擬結(jié)果融入處置方案，優(yōu)化調(diào)整人員疏散路線、避難區(qū)域、救援物資調(diào)配方案、力量分配方案等，使指揮調(diào)度人員在三維場(chǎng)景中重新部署應(yīng)急資源，動(dòng)態(tài)調(diào)整決策方案。 事故現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)指揮調(diào)度支持基于安全生產(chǎn)事故現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)和模擬預(yù)測(cè)結(jié)果，在應(yīng)急決策評(píng)估的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)急方案的優(yōu)化選擇與實(shí)時(shí)調(diào)整。為應(yīng)急決策提供支持，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案的動(dòng)態(tài)優(yōu)化。 應(yīng)急決策支持與優(yōu)化根據(jù)事故的類型生成處置方案，通過三維地理信息系統(tǒng)了解事故發(fā)生位置的地型地貌及周邊環(huán)境、應(yīng)急資源分布，并據(jù)此規(guī)定行動(dòng)方案。根據(jù)事件處置進(jìn)展，通過規(guī)則、推理等人工智能的方法在三維地理信息系統(tǒng)中進(jìn)行人機(jī)交互,以便對(duì)應(yīng)對(duì)方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。真三維技術(shù)就是為城市應(yīng)急平臺(tái)的智能決策提供空間決策依據(jù)，具體應(yīng)用如下：216。（7）、動(dòng)態(tài)粒子效果：真三維模型可以動(dòng)態(tài)模擬煙火、水流等粒子效果（8）、組件式模型局部顯示：管線與隱蔽工程（9）、行動(dòng)計(jì)劃動(dòng)態(tài)顯示：. 在應(yīng)急領(lǐng)域中的應(yīng)用隨著社會(huì)的高速發(fā)展和各種社會(huì)和自然矛盾的加劇，今后15年內(nèi)是我國城市危機(jī)的高發(fā)期，安全生產(chǎn)歷來是城市公共突發(fā)事件的熱點(diǎn)領(lǐng)域。 真三維技術(shù)的典型功能示例（1）、水面效果：水面倒影效果、水面波紋效果、水下折射效果等（2）室外效果：（3）室內(nèi)效果：（4）、量測(cè)功能：（5）、屬性統(tǒng)計(jì)：（6）、外墻隱蔽效果：為更加清晰地表現(xiàn)室內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)，真三維技術(shù)可以隱藏任何模型部位，圖為隱蔽外墻，顯示室內(nèi)反恐作戰(zhàn)效果。視項(xiàng)目情況而定提供環(huán)境觀察和民用導(dǎo)航，不保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量。其他數(shù)據(jù)生產(chǎn)方式空地協(xié)同攝影測(cè)量CAD建?；蛉巴鉁y(cè)量購買數(shù)據(jù)，外國數(shù)據(jù)未經(jīng)實(shí)測(cè)。應(yīng)用第三方軟件（3DMAX）編輯場(chǎng)景，難以滿足專業(yè)用戶的制作需求。采用WGS84構(gòu)建的場(chǎng)景，國內(nèi)用戶使用不便，數(shù)據(jù)精度低，不可以與客戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析。實(shí)用性專業(yè)需求適應(yīng)性真三維空間數(shù)據(jù)采用通用的本地坐標(biāo)系來構(gòu)建場(chǎng)景，同時(shí)可以幫助用戶進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，能提供1：2000地形圖精度，可將客戶專業(yè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)中進(jìn)行整合分析，產(chǎn)生專業(yè)的解決方案。只提供軟件開發(fā)，采用定單式的項(xiàng)目開發(fā)。最大顯示1：2000,美國部分城市地面顯示1：500。需要二次開發(fā)無此項(xiàng)功能顯示比例尺飛行模式時(shí)顯示比例尺最大1：500，步行時(shí)最大1：200。無此項(xiàng)功能投影實(shí)現(xiàn)了投影、影子投射、動(dòng)態(tài)影子投射等技術(shù)。如：人物、動(dòng)物、隨風(fēng)搖擺的樹葉、草等等，讓場(chǎng)景更生動(dòng)。采用動(dòng)態(tài)貼圖仿粒子效果，真實(shí)感較差。支持碰撞檢測(cè)，實(shí)時(shí)控制攝像機(jī)瀏覽，不支持物理計(jì)算。支持液面效果，采用的是紋理動(dòng)態(tài)貼圖來實(shí)現(xiàn)效果，不支持交互液體。采用購買美國宇航局現(xiàn)有數(shù)據(jù)，無法保證精度。數(shù)字高程模型通過航空攝影測(cè)量，采用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站，自動(dòng)生產(chǎn)高精度的三維數(shù)字高程模型（DEM）。采用第三方建模工具，制作模型，效率低、成本高而且無法保證精度。三維模型均是網(wǎng)友自建，質(zhì)量不一，不成規(guī)模。各別項(xiàng)目需要影像時(shí)購買現(xiàn)成衛(wèi)星影像。無此項(xiàng)功能無此項(xiàng)功能場(chǎng)景表現(xiàn)影像紋理基于直升機(jī)低空掃描式測(cè)量攝影系統(tǒng)，快速獲取高分辨率的地表、建筑物紋理；地面移動(dòng)測(cè)量攝影系統(tǒng)，獲取建筑物低層高分辨率的建筑物紋理，地面?zhèn)纫暭y理分辨率可達(dá)厘米級(jí)。遮擋裁剪采用了遮擋裁減模塊，通過遮擋體、遮擋片高效地實(shí)現(xiàn)了遮擋裁減。采用單個(gè)場(chǎng)景顯示，場(chǎng)景大小受限，超大場(chǎng)景對(duì)表現(xiàn)的面片數(shù)有限定。無縫拼接將分場(chǎng)景無縫鏈拼接在一起，使場(chǎng)景之間轉(zhuǎn)換流暢，分場(chǎng)景數(shù)量不受限制。采用3DMAX的渲染場(chǎng)景，直接用于系統(tǒng)中，自身無渲染引擎。，C/S框架。并基于SOA的松耦合應(yīng)用集成能力，支持龐大用戶同時(shí)使用和大負(fù)荷訪問的高度穩(wěn)定性。216。. 主流三維仿真技術(shù)的比較216。因此，用戶在三維系統(tǒng)中看到的與實(shí)際在現(xiàn)場(chǎng)中的場(chǎng)景是完全一致的，所以，真三維場(chǎng)景可以用來進(jìn)行決策分析。本項(xiàng)目的矢量數(shù)據(jù)生產(chǎn)即是執(zhí)行國家1：2000地形圖的測(cè)量規(guī)范的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，因此，真三維地理信息是一種新的測(cè)繪成果。 高分辨率航空影像地圖真三維建模的工作流程. 真三維空間地理信息技術(shù)基礎(chǔ). 真三維空間地理信息技術(shù)真三維技術(shù)是計(jì)算機(jī)圖形仿真技術(shù)與攝影測(cè)量技術(shù)相融合的綜合性技術(shù)，用它構(gòu)成的真三維場(chǎng)景不同于其它的虛擬仿真地理環(huán)境。 真三維地圖216。 二維平面地圖：216。再利用紅外立體眼鏡，將每個(gè)立體像對(duì)還原成立體影像，這樣測(cè)圖員在立體眼鏡中看到的影像完全等同于在空中看到的影像，地勢(shì)和飛機(jī)傾斜造成的畸變被抵消了；再利用控制點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)使得影像上每一點(diǎn)的坐標(biāo)都接近于實(shí)際坐標(biāo)，將中心投影誤差消除。由于在攝影時(shí)保持了相鄰航片的重疊，因此相鄰航片可以共用控制點(diǎn)，利用共用的控制點(diǎn)我們可以嚴(yán)格定義相鄰航片的空間關(guān)系，這兩個(gè)相鄰航片稱之為一個(gè)立體像對(duì)。 航空測(cè)量攝影飛行方式示意圖 GPS記錄的實(shí)際航攝飛行航跡用于航空測(cè)量攝影的各種飛行平臺(tái)機(jī)上攝影操作 航片檢查幾何校正的技術(shù)方法：將一幅含有幾何畸變和比例尺差異的原始航空影像，通過一種計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)變換，將中心投影變換成均勻投影的新航空影像。. 真三維情景仿真技術(shù)與模型設(shè)計(jì). 航空測(cè)量攝影技術(shù)能最大限度接近真實(shí)，最具效率和最精準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)方式是航空測(cè)量攝影：影像是最真實(shí)的、最能全面反映現(xiàn)實(shí)的記錄方式，航空影像可以大面積記錄城市空間的信息；飛行是最快捷的交通工具，以飛機(jī)為載體的數(shù)據(jù)獲取形式要比地面采集方式高出數(shù)百倍的工作效率；完備的國家攝影測(cè)量規(guī)范使得航空測(cè)量攝影數(shù)據(jù)的質(zhì)量精準(zhǔn)穩(wěn)定。最鄰近算法的思想是，在預(yù)案的相似度匹配中，首先提取出預(yù)案中的特征屬性，把這些屬性量化，用距離公式去計(jì)算當(dāng)前事故與預(yù)案在某一個(gè)屬性上的局部相似度，并把這些局部相似度與各屬性的權(quán)重系數(shù)綜合考慮得出一個(gè)整體相似度，再以整體相似度值去判斷當(dāng)前事故與預(yù)案之間的相似性。計(jì)算整體相似度的方法很多，有最鄰近算法、局部相似技術(shù)、基于模糊集相似性的算法，引入權(quán)重的相似性算法等。因此，對(duì)于這類屬性值相似度計(jì)算公式(24)為： (24)3. 所有屬性的總體相似[12]計(jì)算整體相似度是檢索與當(dāng)前事故最匹配的預(yù)案的依據(jù)。無序枚舉型值屬性：這類屬性也是在一個(gè)給定的數(shù)據(jù)集里面取值的，但是數(shù)據(jù)集中的值不存在相互關(guān)聯(lián)。該類屬性值的相似度計(jì)算公式(23)如下： (23)其中，表示預(yù)案X和Y在第i個(gè)屬性上的相似度；Xi，Yi分別表示預(yù)案X和Y在第i個(gè)屬性的值；m表示屬性i的取值個(gè)數(shù)，也即該屬性值的等級(jí)個(gè)數(shù)；n表示預(yù)案的屬性個(gè)數(shù)。有序枚舉型值屬性：這類屬性是在一個(gè)給定的數(shù)據(jù)集里取值的，且這個(gè)數(shù)據(jù)集中的數(shù)值有一定的排序?？刹捎霉?22)計(jì)算相似度： (22)其中，表示預(yù)案X和Y在第i個(gè)屬性上的相似度；Xi，Yi分別表示預(yù)案X和Y在第i個(gè)屬性的值；max(i)，min(i)分別表示第i個(gè)屬性上的最大值和最小值；n表示預(yù)案的屬性個(gè)數(shù)。根據(jù)實(shí)際情況，屬性值相似度計(jì)算一般可以分為以下三類：數(shù)值型屬性：這類屬性用數(shù)值表示，例如消防預(yù)案中的降雨量。這種通過建立判斷矩陣、排序計(jì)算和一致性驗(yàn)證得到的結(jié)果具有說服力和明顯的優(yōu)越性。然后，根據(jù)人們的客觀現(xiàn)實(shí)判斷對(duì)模型中的每一層各因素的相對(duì)重要性給予定量表示，建立判斷矩陣，再利用數(shù)學(xué)方法確定每一層次各因素相對(duì)重要性次序的權(quán)值。它是一種能夠?qū)⒍ㄐ苑治雠c定量分析結(jié)合在一起的系統(tǒng)分析方法。確定權(quán)重的方法有主觀賦值法、層次分析法等。相似度匹配方法涉及兩個(gè)關(guān)鍵問題：第一，各屬性的權(quán)重系數(shù)確定問題；第二，各個(gè)屬性的相似度匹配問題。相似性匹配方案實(shí)現(xiàn)預(yù)案檢索的過程如下：首先提取出應(yīng)急預(yù)案的關(guān)鍵屬性，并把這些屬性量化，根據(jù)每一種屬性值的類型選用恰當(dāng)?shù)木嚯x公式，計(jì)算當(dāng)前事故與應(yīng)急預(yù)案在某一個(gè)屬性上的局部相似度，然后把各屬性的局部相似度與其對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)加權(quán)和得出一個(gè)整體相似度，最后以整體相似度值的大小來判斷當(dāng)前事故與預(yù)案之間的相似程度[15]。采用案例推理技術(shù)實(shí)現(xiàn)預(yù)案檢索的關(guān)鍵就是用相似性匹配的方法去實(shí)現(xiàn)檢索。應(yīng)急過程模型：在以上兩個(gè)模型的基礎(chǔ)上，可利用活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)圖建立結(jié)構(gòu)模型、應(yīng)急活動(dòng)模型和應(yīng)急任務(wù)的聯(lián)系，完成整個(gè)應(yīng)急過程模型。故障分為兩種：應(yīng)急活動(dòng)操作時(shí)間超過限制時(shí)間，為不可修復(fù)性故障；應(yīng)急活動(dòng)因?yàn)楸旧碣Y源故障而停止工作，為可修復(fù)性故障。D為功能活動(dòng)周期，由開始時(shí)間ti、結(jié)束時(shí)間tj、活動(dòng)進(jìn)行的需要時(shí)間d，以及活動(dòng)限制時(shí)間t組成，即D={ti，tj，d，t}。應(yīng)急活動(dòng)模型：應(yīng)急活動(dòng)是整個(gè)響應(yīng)過程的基本組成單元。例如，監(jiān)測(cè)預(yù)警可以做如下細(xì)分：監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和預(yù)警，按照各自結(jié)構(gòu)可以繼續(xù)細(xì)分，直至基本活動(dòng)單元。應(yīng)急系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型：應(yīng)急系統(tǒng)的整體響應(yīng)一般可以分為監(jiān)測(cè)預(yù)警、應(yīng)急處置和后期處理三個(gè)功能。一個(gè)工作流包括一組活動(dòng)及它們之間的連接關(guān)系，還包括過程的啟動(dòng)和終止條件，及對(duì)每個(gè)活動(dòng)的詳細(xì)描述。在框架系統(tǒng)中，一個(gè)框架結(jié)構(gòu)可以是另一個(gè)框架的槽值，并且同一個(gè)框架結(jié)構(gòu)可以作為幾個(gè)不同的框架的槽值。框架通常由描述事物的各個(gè)方面的槽組成，每個(gè)槽可以擁有若干個(gè)側(cè)面，而每個(gè)側(cè)面可以擁有若干個(gè)值。因此，框架可以用來表示帶有層次結(jié)構(gòu)的知識(shí)?？蚣艿囊粋€(gè)重要特征是其繼承性?？蚣芴峁┝艘粋€(gè)結(jié)構(gòu)，一種組織?？蚣鼙硎痉ㄊ且环N常用的結(jié)構(gòu)化的知識(shí)表示方法。6. 基于結(jié)構(gòu)化的框架表示法來表示預(yù)案[13]從預(yù)案知識(shí)的具體組成可知，預(yù)案的知識(shí)具有很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)性和層次性?？珊?jiǎn)化成一個(gè)向量表達(dá)式(21)： B=I，A，M，S (21)其中I是指預(yù)案的主題屬性，也即預(yù)案本身的信息集合。預(yù)案的解描述主要是指預(yù)案中對(duì)于突發(fā)事故救援方案的描述，如救援單位，具體實(shí)施方案等。預(yù)案主題屬性是指預(yù)案本身的一些基本信息，如預(yù)案的類型，名稱，預(yù)案制定時(shí)間，預(yù)案制定單位等。5. 基于特征向量的表示方式進(jìn)行預(yù)案形式化描述[12]預(yù)案可看作由三部分組成：對(duì)問題整體情況的描述，即問題描述（也稱為條件描述）；對(duì)問題的解和解的方法的描述，即解描述（也稱結(jié)果描述）；對(duì)問題解決后的效果描述，即事故救援后的評(píng)估和總結(jié)。最后，建立實(shí)體集關(guān)系映射。任務(wù)集：主體為完成客體所要承擔(dān)的工作。主體集：在應(yīng)急流程中完成各項(xiàng)工作的參與者。首先篩除這些內(nèi)容，保留組織結(jié)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)制、應(yīng)急保障三類實(shí)際執(zhí)行方面的內(nèi)容。通過以上環(huán)節(jié)完成對(duì)應(yīng)急預(yù)案的形式化描述，具體表示如下：首先，對(duì)預(yù)案內(nèi)容進(jìn)行篩選。首先，抽取預(yù)案中的實(shí)體集，包括主體集、客體集、任務(wù)集、方案集。文本的主題層次和文本的物理層次存在著客觀的對(duì)應(yīng)關(guān)系。4. 依托傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化文本方法，構(gòu)建應(yīng)急響應(yīng)模式的框架，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急預(yù)案的形式化描述[11]從文本物理結(jié)構(gòu)看，應(yīng)急預(yù)案文本符合層次化結(jié)構(gòu)原則，由題目、標(biāo)題、子標(biāo)題、段落組成。應(yīng)急活動(dòng)模型：應(yīng)急活動(dòng)是整個(gè)響應(yīng)過程的基本組成單元。例如，監(jiān)測(cè)預(yù)警可以做如下細(xì)分：監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和預(yù)警，按照各自結(jié)構(gòu)可以繼續(xù)細(xì)分，直至基本活動(dòng)單元。應(yīng)急系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型：應(yīng)急系統(tǒng)的整體響應(yīng)一般可以分為監(jiān)測(cè)預(yù)警、應(yīng)急處置和后期處理三個(gè)功能。一個(gè)工作流包括一組活動(dòng)及它們之間的連接關(guān)系，還包括過程的啟動(dòng)和終止條件，及對(duì)每個(gè)活動(dòng)的詳細(xì)描述。3. 基于工作流的應(yīng)急過程建模[9]利用工作流技術(shù)建立應(yīng)急響應(yīng)的過程模型。而這些狀態(tài)又可下分為一些子狀態(tài)。2. 將描述邏輯應(yīng)用于事故應(yīng)急管理，應(yīng)急預(yù)案的邏輯模型用基于應(yīng)急知識(shí)的描述來建立[8]所有的事件可以任意組合成一種突發(fā)事件的狀態(tài)。這就必需識(shí)別應(yīng)急組織要變動(dòng)的所有情況。應(yīng)急組織動(dòng)態(tài)特性描述：有了應(yīng)對(duì)各種級(jí)別突發(fā)事件的組織結(jié)構(gòu)是不足以建立一個(gè)應(yīng)急預(yù)案模型的。任務(wù)指派：制定了應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)后，對(duì)每一個(gè)部門都應(yīng)該進(jìn)行任務(wù)的指派。對(duì)應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)的分析與描述必須涉及到在預(yù)案中所有可能出現(xiàn)的部門。應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)分析與描述：每個(gè)級(jí)別的突發(fā)事件都有其對(duì)應(yīng)的應(yīng)急處置組織機(jī)構(gòu)。事件狀態(tài)識(shí)別：例如，突發(fā)公共事件有四個(gè)級(jí)別，即特別重大、重大、較大和一般。1. 應(yīng)急預(yù)案的形式化建模[7]用基于形式化描述語言來描述應(yīng)急管理體系的組織結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)特性。國內(nèi)外學(xué)者的研究主要有：使用基于事件的任務(wù)框架來描述應(yīng)急響應(yīng)過程中任務(wù)之間的依賴關(guān)系[6]；研究應(yīng)急預(yù)案的形式化建模[7]；將描述邏輯(description logic)應(yīng)用于事故應(yīng)急管理，應(yīng)急預(yù)案的邏輯模型模型是基于應(yīng)急知識(shí)的描述來建立[7]；基于工作流的應(yīng)急過程建模[9]；基于本體理論進(jìn)行本體建模，借助UML本體模型圖例來提出建模方法[10]；依托傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化文本方法，構(gòu)建應(yīng)急響應(yīng)模式的框架，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急預(yù)案的形式化描述[11]；基于特征向量的表示方式進(jìn)行預(yù)案形式化描述[12]；基于結(jié)構(gòu)化的框架表示法來表現(xiàn)預(yù)案[13]；為了解決應(yīng)急預(yù)案的不易閱讀和理解問題，有學(xué)者討論使用多媒體信息、三維模型和動(dòng)畫描述應(yīng)急預(yù)案，將應(yīng)急響應(yīng)過程表示為類似于工作流的圖形描述。研究預(yù)案的形式化描述，就是要分析預(yù)案中的內(nèi)容，盡可能提取預(yù)案中重要的內(nèi)容。然而，這種辦法無法完全檢驗(yàn)應(yīng)急預(yù)案的適用性和正確性，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中也是不可行的。這種方案具有基礎(chǔ)工作好、可快速重構(gòu)和復(fù)用、技術(shù)可行性有保障、業(yè)務(wù)模型經(jīng)歷過一定用戶需求的檢驗(yàn)。. 依托的主要技術(shù)《企業(yè)級(jí)應(yīng)急三維情景仿真與模擬演練工具平臺(tái)》研究為產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目，注重技術(shù)先進(jìn)、快速應(yīng)用和易于產(chǎn)業(yè)化推廣。. 項(xiàng)目的目標(biāo). 總體指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目成果1可配置、通用型的企業(yè)級(jí)三維情景仿真與模擬演練工具平臺(tái)2研制數(shù)字化預(yù)案生成器、流程化推演與評(píng)價(jià)模型3研制基于三維GIS的多條件情景仿真模型4研制基于3G技術(shù)的五維一體應(yīng)急聯(lián)動(dòng)移動(dòng)輔助工具5實(shí)現(xiàn)在廣州石化示范性應(yīng)用6