智能多角色仿真演练系统需求分析与设计

智能多角色仿真演练系统需求分析与设
计
摘要：智能多角色仿真演练系统定位于消防网上模拟演练，摆脱传统实战拉
练耗时耗力的困境，各参战消防官兵可在电脑前创建不同角色，进行网上练兵。

1.引言
强化重大事故应急演习机制，以开放式演习方式代替照本宣科的表演性演习，积累应急演习的经验，找出应急体系中的薄弱环节，是目前应急体系建设中亟待
解决的问题。

仿真演练系统通过对各类灾害数值和人员行为数值的模拟，在虚拟
空间中仿真灾害发生、发展的过程，以及人们在灾害环境中可能做出的各种反应；通过演练系统，最大限度仿真实际灾害条件下开展的应急演练。

通过构建各类突
发事故虚拟环境,在可视化的环境下进行推演,促进指挥人员的指挥决策和协同配
合能力[1]。

可以将虚拟仿真技术应用于消防教学实验中{2}。

本论文在针对消防过程的多重角色演练系统，进行了功能分析设计和结构设计，高度模拟和还原真实场景，通过形象的灾情推演及对应的力量调配，直观的
展示灾情发生发展的全过程，各参战官兵可在电脑前创建不同角色，达到网上练
兵的目的。

2.系统功能分析
智能多角色仿真演练系统采用完善的身份认证机制、权限管理机制保证业务
操作的合法性；应对用户敏感数据进行安全存储。

虚拟演练程序统一采用密钥认证，对客户端运行文件和动态库等外壳加密，以保证有客户端加密锁的用户可以
打开客户端；客户端需加密数据，根据权限不同写入不同分页。

通用保密数据，
写入到电存储区。

需要运行中产生的随机保密数据在内存区使用。

智能多角色仿真演练系统定位网上模拟演练，运用虚拟仿真技术，摆脱传统
实战拉练耗时耗力的困境，各参战官兵可在电脑前创建不同角色，进行网上练兵。

3.总体功能设计
1.
分角色演练：系统提供针对不同角色在同一个场景中进行演练的功能。

根据
登陆的不同角色，系统提供不同的能力和权限。

根据在应对灾害时职责和所需
能力的不同，角色主要包括以下几类：导调、总指挥、军事观察团、支队指挥员、大队指挥员、中队指挥员、战斗班长等。

2.
灾情设定：提供丰富的灾情设置工具，人为设置演练环境，如：设置燃烧物、初始火灾大小、蔓延速度等；可设置知情人、泄露、烟雾、火等常见灾情要素。

3.
内置判断：系统根据不同的场景提供了不同的内置判断逻辑，可自动检验参
演人员的处置是否正确。

4.
内置指令：系统内置了消防常用的作战指令，可用于演练过程中的指令下发
和反馈。

5.
语音通信：系统需内置语音通信功能，提供多个频道，可切换语音频道，语
音可回放，支持在频道内和本方人员进行语音交流。

支持文字通信，支持指令通信，通过多种手段结合，模拟实战通信。

6.
作战部署：针对演练场景的特点，提供战术板功能，可实现灾情环境的3D
投影，并支持在投影里面进行作战部署，将到场力量和常用作战指令与灾情结合，实现仿真场景下的实时指挥。

7.
人员任务：作战人员到场后，消防员可执行相应的作战任务，如救助、警戒、喷水、侦察等，喷水等任务支持相应的特效。

8.
车辆任务：针对现有消防车辆及新配备车辆，内置相应的作战任务以满足演
练需求，如连接水源、喷水、固定支架、人员下车、供水、维护保养等。

9.
用水量计算提供用水量计算功能，支持水压流速调节，当水量消耗完毕后相
应车辆、人员无法继续喷水。

10.
图传：指挥员可通过此功能模拟4G图传的应用，从而从多个角度观察现场
灾情，做出进一步判断，系统支持4分屏方式同时展示4个点位的实时图传数据。

11.
任务记录：系统自动记录过程中总指挥和各级指挥员们上传下达的作战任务
和执行情况，并在演练结束后生成相应的报表。

12.
场景定制实现场景与以上功能融合，进行周边环境、建筑结构、消防设施的1：1等比例建模，还原真实演习场景。

实现各消防支队在电子教室内进行多人多
角色网上推演。

13.
演练客户端：用户管理和授权，实现不同角色不同权限的分配和管理。

4.结构设计
4.1用户接口
1.
程序接口：用户通过在程序中使用系统调用命令来请求系统提供服务。

每一个系统调用都是一个能完成特定功能的子程序。

2.
图形接口：用户可通过鼠标、菜单和对话框来完成对应程序和文件的操作。

图形用户接口元素包括窗口、图标、菜单和对话框，图形用户接口元素的基本操作包括菜单操作、窗口操作和对话框操作等。

4.2外部接口
采用http通信协议，其优点如下：
1.
支持客户端、服务器模式；
2.
简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径；由于http 协议简单，因而通信速度很快；
3.
灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象；
4.
无连接：服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。

采用这种方式可以节省传输时间。

5.结论
将虚拟现实技术用于智能多角色仿真演练，根据消防特点，进行了功能分析和结构设计，在网上集成训练系统用于消防多角色仿真演练。

参考文献
[1] 毛勇忠、张继新、黄玮. 三维仿真及虚拟现实技术在消防训练中的应用. 中国管理信息化，2019(3)：149-152.
[2] 张媛媛. 虚拟仿真技术在消防专业教学与技能鉴定中的应用. 消防技术
与产品信息，2016(8)：109-110.
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