[发明专利]一种地下工程设施设备应急抢修虚拟训练系统的建立方法

说明书

本发明公开了一种地下工程设施设备应急抢修虚拟训练系统的建立方法，包括步骤：一、构建用于视景显示的地下工程场景三维粗模和用于应急抢修虚拟训练的地下工程设施设备及其零部件的三维精模；二、构建地下工程设施设备的战损数据库和贴图数据库；三、生成地下工程设施设备的损伤外观三维模型；四、地下工程设施设备的损伤外观三维模型与地下工程设施设备及其零部件的三维精模的融合；五、确定地下工程设施设备应急抢修虚拟训练方式；六、构建地下工程设施设备应急抢修虚拟训练模式。本发明通过在三维虚拟场景中自动生成设施设备损伤的模型外观，周期短、费用低，“教、学、练、考、评”一体化应急抢修虚拟训练系统建立效率高，不受时空因素制约。

技术领域

本发明属于地下工程设施设备应急抢修虚拟训练系统建立技术领域，具体涉及一种地下工程设施设备应急抢修虚拟训练系统的建立方法。

背景技术

地下工程设施设备损伤是指在战时由于战斗损伤、偶然故障、耗损性故障、人为差错等原因造成设施设备遭受破坏，需要维护保障人员进行应急抢修的事件。为了保证地下工程设施设备在战时得到快速、有效修复，平时对维护保障人员进行应急抢修训练成为一种有效途径。然而长期以来，地下工程设施设备的维护保障人员基本采用授课教学、师徒传承、实装操作等方式开展应急抢修训练，上述训练方式的训练效果与实际需求仍存在不小差距。例如，采用授课教学的方式往往只停留在理论教学层面，受训人员的体验感差，无法实现“真刀真枪”的应急抢修训练；采用实际装备进行应急抢修训练成本昂贵，损伤复现困难，训练效果受时间、场地、安全等诸多因素制约；采用师徒传承方式，应急抢修技能等级提升缓慢，训练内容简单片面。

相比上述训练方式，虚拟训练技术不仅可以缩短训练周期、提高训练效率、降低训练成本，而且具有表现形式形象直观、交互方式丰富便捷、应用时空不受限制等显著特点。具体地，采用虚拟仿真技术进行应急抢修训练具有如下优势：一是受训人员无需对地下工程实际设施设备进行应急抢修操作，人员、装备的安全性能够得到有效保障；二是受训人员不易受时间、场地等外部因素的制约；三是采用虚拟仿真技术进行地下工程设施设备应急抢修训练，可实现设施设备损伤的复现，相比于采用实际装备进行应急抢修训练，可以明显降低训练成本，起到“一次开发、重复利用”的效果；四是采用虚拟训练方式可直接对受训人员的操作过程进行打分、评判，客观性、准确性能够得到有效保证；五是虚拟训练系统通常借鉴游戏任务驱动机制设计，任务管理、关卡设置、积分管理等功能更易激发受训人员的兴趣。

目前虽有一些在军事领域应用的应急抢修虚拟训练系统，但其训练内容、训练模式只适应于特定领域，无法直接拓展、移植、应用到地下工程设施设备中。为拓展地下工程设施设备应急抢修训练模式，解决传统应急抢修训练存在的训练周期长、损耗大、频次低、成本高、效果差等难题，亟需一种用于地下工程设施设备应急抢修的虚拟训练系统的建立方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种地下工程设施设备应急抢修虚拟训练系统的建立方法，通过战损案例获得损伤类别、损伤部位、损伤材料、损伤颜色的设施设备战损数据，从而在三维虚拟场景中自动生成设施设备损伤的模型外观，周期短、费用低，应急抢修虚拟训练系统建立效率高；通过设计示演、引导、自主三种训练模式，实现了地下工程设施设备应急抢修“教、学、练、考、评”的一体化训练，有效提高了训练效果和效益，训练效果不受时间、场地、安全等诸多因素制约，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种地下工程设施设备应急抢修虚拟训练系统的建立方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、构建用于视景显示的地下工程场景三维粗模和用于应急抢修虚拟训练的地下工程设施设备及其零部件的三维精模：采用3ds Max和Maya构建地下工程场景的视景显示三维粗模；采用UG和Pro/E构建地下工程设施设备及其零部件的三维精模；

步骤二、构建地下工程设施设备的战损数据库和贴图数据库：根据战损案例提供的二维图纸数据信息构建地下工程设施设备的贴图数据库；