本文關(guān)鍵詞：計算機技術(shù)在建筑火災(zāi)安全上的綜合應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國礦業(yè)大學》 2014年

基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的公共建筑火災(zāi)人員逃生訓(xùn)練系統(tǒng)研究

張磊  

【摘要】：隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展以及建筑科技的進步，現(xiàn)代化的大型公共建筑越來越多得在城市中出現(xiàn)。公共建筑在滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求的同時，其火災(zāi)事故也呈上升發(fā)展趨勢。近年來重特大火災(zāi)事故多發(fā)生在公共建筑中，其原因一方面是公共建筑本身具有火災(zāi)隱患大、預(yù)防撲救困難等特點，另一方面是人員在逃生過程中的失誤以及缺乏行之有效的逃生訓(xùn)練系統(tǒng)。因此，目前亟需建立成本低廉、能夠重復(fù)利用的虛擬現(xiàn)實公共建筑火災(zāi)人員逃生訓(xùn)練系統(tǒng)。本文在分析X3D虛擬現(xiàn)實語言特性的基礎(chǔ)上，對虛擬公共建筑建模、虛擬火災(zāi)場景建模、虛擬人員疏散場景建模以及虛擬現(xiàn)實公共建筑火災(zāi)人員逃生訓(xùn)練系統(tǒng)開發(fā)進行了研究。 以X3D虛擬現(xiàn)實語言基本的幾何節(jié)點為基礎(chǔ)，結(jié)合3D Studio Max軟件建立了全尺寸虛擬公共建筑模型及其中的虛擬輔助疏散消防設(shè)備模型；利用Background背景節(jié)點和光線節(jié)點建立了虛擬環(huán)境；采用Viewpoint視點節(jié)點和NavigationInfo導(dǎo)航信息節(jié)點建立了虛擬導(dǎo)航系統(tǒng)。研究表明：利用空間坐標變換技術(shù)、紋理映射技術(shù)、實例化技術(shù)和外部引用技術(shù)，可以在建模過程中避免復(fù)雜的坐標計算；在不增加多邊形數(shù)量的前提下，使立體空間造型更具真實感；減少內(nèi)存占有率，提高渲染速度和質(zhì)量，并實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化、層次化建模。 利用大渦模擬FDS軟件模擬了公共建筑火災(zāi)場景，提出了有限細胞法在虛擬空間中呈現(xiàn)FDS模擬的火災(zāi)發(fā)展和煙氣蔓延結(jié)果；采用基于SFPE模型的Pathfinder疏散模擬軟件模擬得到火災(zāi)情況下自由人群的疏散情況，結(jié)合X3D虛擬建模語言的位置和方向差值器節(jié)點將模擬結(jié)果有效地展現(xiàn)出來；使用KeySensor按鍵傳感器節(jié)點、Collision碰撞檢測節(jié)點和Script腳本節(jié)點建立了受控人員疏散模型。研究表明：有限細胞法可以準確地呈現(xiàn)虛擬火災(zāi)場景；利用探測器節(jié)點、差值器節(jié)點、碰撞檢測節(jié)點和腳本節(jié)點可以建立沉浸感強的虛擬人員疏散模型。 以典型的高鐵站公共建筑為例，建立了具有多種訓(xùn)練模式的虛擬現(xiàn)實高鐵站火災(zāi)人員逃生訓(xùn)練系統(tǒng)。通過訓(xùn)練者的訓(xùn)練可以發(fā)現(xiàn)：本文所建立的虛擬現(xiàn)實公共建筑火災(zāi)人員逃生訓(xùn)練系統(tǒng)真實感強，達到了訓(xùn)練的目的，同時可以給建筑的消防設(shè)計提出改進措施。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP391.9
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