罐區(qū)安全生產(chǎn)管理可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李亞平 張華德 朱瑞 李新宇

摘要

安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)通過實(shí)地勘察建立符合要求的儲(chǔ)油罐火災(zāi)應(yīng)急演練模擬系統(tǒng)。主要目標(biāo)在于通過三維可視化技術(shù)真實(shí)展現(xiàn)訓(xùn)練現(xiàn)場(chǎng)和場(chǎng)地實(shí)景，通過場(chǎng)景3D建模與應(yīng)急處理措施實(shí)時(shí)展示，應(yīng)急救援人員更加直觀學(xué)習(xí)火災(zāi)救援方法，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的有效管理。

【關(guān)鍵詞】安全生產(chǎn) 可視化 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 引言

油罐區(qū)是油庫最重要的生產(chǎn)場(chǎng)所，是危險(xiǎn)物質(zhì)的集中場(chǎng)地;雷電、靜電、電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生的事故電火花，以及電氣設(shè)備正常工作中產(chǎn)生的電火花等，都有可能引起油品火災(zāi)爆炸，后果不堪想象。

根據(jù)上述的危險(xiǎn)性分析可知，建立一個(gè)安全生產(chǎn)管理可視化系統(tǒng)是非常有必要的。在平常情況下，員工可以通過系統(tǒng)進(jìn)行培訓(xùn)，提高自身的應(yīng)急能力，以便在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)能夠高效的進(jìn)行處理工作。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器管理消防人員日常的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練和演練情況。演練服務(wù)器用作消防演練時(shí)不同仿真節(jié)點(diǎn)的人員、數(shù)據(jù)管理。客戶端為救援人員日常學(xué)習(xí)、訓(xùn)練及演練，遠(yuǎn)程客戶可以登錄到局域網(wǎng)使用系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)管理的需求分析及系統(tǒng)功能要求，系統(tǒng)可采用Client/Server結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)分成客戶端和服務(wù)器端兩個(gè)部分。

數(shù)據(jù)服務(wù)器軟件可以配置如下：

操作系統(tǒng)WindowsServer是2003企業(yè)版，或Win7以上企業(yè)版。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：SQL Server 2005以上服務(wù)器。

客戶端軟件可以配置如下：

操作系統(tǒng)：Windows 7以上。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：SQL Server 2005以上客戶端。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 功能需求

按照罐區(qū)現(xiàn)階段的實(shí)際情況，通過實(shí)地勘察及相關(guān)資料建立符合罐區(qū)安全要求的安全生產(chǎn)管理可視化系統(tǒng)，主要目標(biāo)在于通過三維可視化技術(shù)真實(shí)展現(xiàn)訓(xùn)練現(xiàn)場(chǎng)和場(chǎng)地實(shí)景，通過場(chǎng)景3D建模與應(yīng)急處理措施實(shí)時(shí)展示，應(yīng)急救援人員更加直觀學(xué)習(xí)火災(zāi)救援方法。通過交互設(shè)備，利用聽覺、視覺、觸覺在三維模擬環(huán)境中完成訓(xùn)練。借助網(wǎng)絡(luò)，建立協(xié)調(diào)演練系統(tǒng)，提高全廠區(qū)所有人員的協(xié)同消防能力。

3.2 用例描述

根據(jù)系統(tǒng)功能需求，使用系統(tǒng)用戶（參與者Actor）分成兩大類：系統(tǒng)管理員和救援人員。救援人員可運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)、訓(xùn)練和演練。學(xué)習(xí)訓(xùn)練時(shí)選關(guān)進(jìn)行播放相應(yīng)角色的處置培訓(xùn)。而在演練時(shí)，每個(gè)救援人員可擔(dān)任何一個(gè)角色（如現(xiàn)場(chǎng)指揮員，巡邏員，消防員，救護(hù)員等）。系統(tǒng)用例圖如圖2所示。

3.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

應(yīng)用系統(tǒng)涉及虛擬環(huán)境模型數(shù)據(jù)庫和學(xué)習(xí)訓(xùn)練演練考核數(shù)據(jù)庫，前者隨應(yīng)用程序安裝在客戶端，后者部署在數(shù)據(jù)服務(wù)器。針對(duì)這種情況，系統(tǒng)采用C/S模式。

模型數(shù)據(jù)庫包括場(chǎng)景幾何模型數(shù)據(jù)（場(chǎng)景、車輛、粒子系統(tǒng)等）、圖像紋理、聲音及角色動(dòng)畫等。數(shù)據(jù)部署在安裝目錄所在子目錄data中，數(shù)據(jù)不可以修改和刪除。

考核數(shù)據(jù)庫主要保存用戶信息、學(xué)習(xí)訓(xùn)練演練考核結(jié)果，提供用戶登錄及考核結(jié)果查詢使用。可以采用SQL Server等數(shù)據(jù)庫技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)查詢服務(wù)。

3.4 外部接口需求

3.4.1 硬件需求

支持OpenGL58 2.0以上的顯卡，性能不低于NVIDIA GTX960。

3.4.2 軟件接口

操作系統(tǒng)可以為win7以上。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以為SQLSERVER2005以上，系統(tǒng)安裝時(shí)需要將本系統(tǒng)定義的數(shù)據(jù)庫安裝到SQLSERVER中。

4 總結(jié)

罐區(qū)安全生產(chǎn)管理可視化系統(tǒng)旨在解決油庫安全隱患。系統(tǒng)通過三維虛擬仿真技術(shù)可以對(duì)油庫區(qū)進(jìn)行1：1的模擬，使用戶可以很直觀的了解油庫區(qū)的建筑、設(shè)備以及對(duì)應(yīng)位置的信息。在平常情況下，員工可以通過應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng)進(jìn)行培訓(xùn)，提高自身的應(yīng)急能力，以便在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)能夠高效的進(jìn)行處理工作，減少損失。

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