数字化消防动态预演灭火系统

数字化消防动态预演灭火系统第一章项目背景第二章需求分析第三章概要设计第四章详细设计与实现第五章系统运行与测试第六章总结与展望第一章项目背景1.项目开发背景2.国内外现状3.创新点1、项目开发背景火灾造成大量的损失2、国内外研究现状传统的演练2、国内外研究现状二维图形方式三维动画形式采用最新的计算机技术和虚拟现实技术，来模拟消防救火环境，即可以提高消防人员的战斗能力也可大大降低消防演练的硬件投资。3、创新点①虚拟现实后期效果处理采用VRP软件处理。建模速度快，具有高真实感和良好的交互特性。②采用数据模型的方式实现了系统众多信息的管理。③采用ActiveX控件和脚本语言的方式实现了虚拟现实模型、数据模型和软件系统的交互。第二章需求分析第二章需求分析1.系统业务概述2.系统设计目标3.系统功能性需求4.非功能性需求1、系统业务概述系统定义数字化消防动态预演灭火系统，采用虚拟现实技术根据可能发生的消防灭火应急对象的特点，事先制定预备方案的系统。系统作用1、提高消防人员进行消防模拟演练的积极性和互动性。2、为消防部门制订消防预案提供重要的参考和训练，提高消防人员处置各种消防突发事件能力和水平。2、系统设计目标1.虚拟场景的建立；2.建立信息数据库和数据模型，供各个功能模块调用；3.实现虚拟场景模块与软件系统的交互；4.各种灾情的设置；5.各种消防设施、消防人员等消防力量设置；6.建筑物信息的展示、楼层、房间、重要区域的管理；7.灾情评估、消防预案的生成、回放。总目标是控制消防灭火对象的发展并尽最大可能将其消除，将灾害对环境和人的损失、影响减小到最低限度。3、系统功能性需求建筑物管理灾情设置力量配置查询管理灾情评估虚拟场景管理数据管理预案生成系统交互模块系统功能包图虚拟场景管理主动功能是对用3DMax和Vrp建立的虚拟场景模型进行编号、存储、调用、控制等的管理。数据管理主要实现系统配置文件和系统数据库的加载，并对系统中的一些实时状态数据组成的实时数据库进行管理。系统交互主要功能是通过ActiveX实现虚拟场景模块与软件系统的交互。3、系统功能性需求灾情设置灾情设置的功能是在虚拟场景中设置各种灾情，为消防人员实施消防演练做准备。灾情设置inherits火灾天气受灾群众inheritsinherits道路交通inherits灾情设置用例图3、系统功能性需求力量配置设置在消防施救过程中，各种角色的权限。建筑物管理指挥员消防人员管理员灾情设置力量配置信息配置查询灾情评估预案生成消防预演力量配置用例图3、系统功能性需求建筑物管理用例图建筑物管理inherits建筑物信息房间信息设备信息重点区域inheritsinheritsinherits疏散通道信息inherits楼层管理inherits建筑物管理建筑物管理包括了对建筑主体信息、楼层管理、房间信息、疏散通道信息、设备信息、重点区域等的管理。3、系统功能性需求4、非功能性需求非功能需求包括系统运行环境及稳定性，响应时间、负载压力等方面的指标。第三章概要设计第三章概要设计1.系统设计目标2.系统设计原则3.系统总体设计1）系统总体架构2）系统开发平台选择3）系统模块化设计4）人机界面设计5）数据库设计1、系统的设计目标先进性与成熟性、兼容性和独立性、稳定性与可靠性、实用性和易操作性、高度的安全性、高性能2、系统的设计原则一致性原则、分解协调原则、明确性原则、降低耦合，提高内聚原则web服务器数据库服务器虚拟现实服务器客户端客户端客户端局域网1）系统总体框架图3、系统总体设计包含VS2005开发程序和服务虚拟现实的模型文件，虚拟现实系统的用户界面采用MySQLServer，存储各种数据信息虚拟建模工具的选择本系统选用3D-Max作为建模工具，用VRP软件作为后期效果处理的软件，同时利用VRP的ActiveX控件和脚本语言实现了与VS2005程序的交互。2）系统开发平台的选择系统引挚的选择采用.NET作为开发引挚3）系统模块化设计利用MVC设计模式对系统进行了分层分解和模块化设计，得到系统模块化框图。建筑物管理力量配置灾情设置场景管理配置管理查询管理数据模型管理安全信息数据库：防火重点单位消防栓中队实力空间信息数据库：建筑物信息楼层信息房间信息疏散通道信息数字预案数据库：力量配置疏散组织兵力配置灾情数据库：火灾等级、火势烟雾阻塞通道模型调用预案调用综合管理视图层控制层模型层虚拟现实模型数据库：消防设施模型消防人员模型建筑物模型楼层模型对数据模型的管理实现视图层控制指令和底层数据模型的交互三维场景的展示和人机交互指令的调用4）人机界面设计1）简洁直观2）操作方便3）防止用户出错4）提供反馈5）数据库设计角色信息数据库：角色名称，动作，权限，模型等用户信息数据库：用户姓名，编号，性别，所在部门等。场景信息数据库：场景名称，场景相关信息等。消防设备信息数据库：设备序号，型号，使用寿命等。楼层信息数据库：楼层编号，房间号，用途等字段名称说明字段类型长度备注ID序号整型20type型号字符型20serialno编号字符型10buytime购买时间字符型30price价格字符型30age使用寿命字符型20script备注字符型100消防设备信息表第四章详细设计与实现第四章详细设计与实现1.虚拟场景管理模块2.数据模型模块3.系统交互模块4.灾情设置模块5.力量配置模块6.预防管理模块1、虚拟场景管理模块将制作好的模型进行整体烘培，以便能保持最好的光影效果在框架的基础上进行内外墙的模型制作开始制作各种室内场景的搭建、摆放室内物件根据建筑物基本资料在建模软件中制作建筑物的框架建筑物资料建筑物框架内外墙面模型室内场景模型烘培场景将烘培好的场景进行模型切割，并导入最终的程序中最终场景虚拟场景制作流程图2、数据模型模块底层采用ADO.Net+状态机的技术实现了底层数据模型的构建，然后利用哈希表(Hashtable)、链表(ArrayList)、字典(Dictionary)等在系统内存里构建分层的数据模型，这样就可以不用每次存取时都去读取数据库，而是加载时一次把数据全部加载完毕，需要存储时手工存储或者定时自动存储。数据模型：空间信息数据库、虚拟现实模块数据库、灾情数据库、安全信息数据库、数安预案数据库3、系统交互模块界面控制层(控制模块）虚拟现实场景模型ActiveX+脚本语言数据模型数据库配置文件ADO.net+状态机4、力量配置模块力量配置中消防人员信息管理设计界面人员调配管理、消防设备管理、供水线路管理消防人员信息管理中个人详细信息展示测试图5、灾情设置模块烟雾效果图蔓延火灾效果图在相应界面中设置火灾的等级，受灾面积，蔓延速度，烟雾等级等。6、预案管理模块开始分类分级灾情模拟分析应对方案实施方案中间处理结果效果评估结果明显结束预案调整预警数据消防预案生成流程图预案管理模块主要完成从登录开始到场景选择、灾情设置、实施灭火救援，最后保存数据并进行考核评估的过程。第五章系统运行与测试数字化消防动态预演灭火系统登录界面系统运行主界面图建筑物虚拟场景漫游建筑物信息展示建筑物管理截图信息配置设备信息面板截图设备配置信息图消防预演消防预演疏散模拟截图消防预演灭火效果截图第六章总结与展望数字化消防动态预演灭火系统是以三维虚拟现实场景为背景，通过对建筑物管理、灾情设置、力量配置、预案设置等模块的开发，实现了在三维虚拟现实的环境中制定相对比较完善的消防预案。系统的应用不仅大大提高了消防人员进行消防模拟演练的积极性和互动性，而且为消防部门预演各种火灾现场，制订各种消防预案提供了重要的参考和训练，提高了消防人员处置各种消防突发事件能力和水平。在这次设计中，我也发现了自己的一些不足。首先，与用户。沟通不充分，导致部分需求不能真实的反应用户真正的需要；其次，因为事情比较多，项目进度管理拖延，不得不采取加班等措施赶进度。总结展望1、使用GIS强大的分析功能，提高系统对空间数据的管理2、与视频监控系统相结合，在虚拟场景模型中实现对现场视频的实时采集