火灾模拟与救援演练虚拟仿真
黎明视景“火灾事故现场模拟与救援演练”虚拟仿真技术开发基于FDS(Fire Dynamics Simulator)建立火灾蔓延与烟气流动模型;基于BIM(Building Information Modeling)建立火灾现场人员疏散模型;基于虚拟现实技术,结合各种硬件设备建立沉浸式火灾现场环境;依托高性能网络环境建立分布式灭火救援协同作业环境;构建集火灾现场模拟、火灾蔓延趋势分析、火灾危险区域分析、火灾现场温度预测分布、应急疏散路线规划、灭火救援训练于一体的火灾模拟与救援演练平台。
火灾现场动态过程模拟
基于FDS建立火灾蔓延与烟气流动模型,确定火灾现场环境与火灾蔓延、烟气流动之间的关系,为现场动态过程模拟提供算法支撑。由于FDS的开放特性,其准确性得到了大量试验的验证,在火灾科学研究领域得到了广泛应用,以此为基础来模拟火灾现场动态过程,在科学性、准确性、合理性上都具有较强的说服力。
图 1 FDS火灾场景概念模型
以FDS火灾模型为基础计算火焰、烟气随时间扩散、蔓延范围,结合三维可视化技术,使用粒子系统展示火灾现场动态发展过程。
图 2 动态烟气速度三维矢量图
图 3 烟气蔓延粒子系统
图 4 烟火粒子系统
基于FDS火灾模型,对火灾现场温度分布情况进行预测并进行可视化展示。
灭火救援演练
灭火救援演练包括灭火训练、现场人员疏散路线规划与结果评估三部分。 灭火训练包括单兵与分组两种模式。单兵模式下主要训练单个参训人员根据燃烧物、火势、地形等现场环境选择灭火装备,同时训练参训人员使用不同灭火装备的技能。
分组模式下,平台依托高性能局域网建立分布式协同灭火训练环境,主要训练多个参训人员之间协同作战能力,包括灭火队形、灭火装备搭配与数量分配等。
现场人员疏散路线规划是在对火灾现场进行情况分析之后,基于BIM建立现场人员疏散模型,训练火灾现场指挥人员规划疏散路线的能力。人员疏散模型充分利用BIM技术模拟火灾现场真实疏散过程,为训练结果评估提供可靠的理论基础。
训练结束后,平台会根据参训人员的表现,结合内部规则与评分机制对训练结果进行等级评估。