船舶消防演练仿真系统的设计与实现

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1、船舶消防演练仿真系统的设计与实现TheDesignandImplementationofSimulationSystemofShipFireDrill领域：软件工程研究生：郭小蕊指导教师：张钢教授企业教师：寇兆坤高级工程师天津大学软件学院二零一六年十月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所

2、做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要火灾是一种突发事件，危及人身、财产的安全，与核电站、现代石

3、油化工企业等类型的火灾相比，船舶火灾更具有毁灭性，灭火更具困难性。消防演练是预防火灾事故发生以及火灾救援的根本，定期进行消防演练有助于消防人员有效地处理火灾这一紧急情况，通过消防演练可以帮助消防人员建立火灾事故的救援体系，训练消防人员的协同作战能力。三维仿真技术的迅速发展为计算机模拟实战环境下的灭火救援指挥和训练提供了重要保障,利用三维仿真系统建立虚拟船舶火灾事故场景，消防人员基于三维仿真系统即可完成日常训练任务。本文设计并开发了一款船舶消防演练仿真系统，并成功应用于船舶系统的日常消防演练。本文主要工作

4、包括：首先，介绍了本系统的开发背景，介绍了三维建模、渲染引擎、物理引擎、音效引擎以及碰撞检测算法；其次，根据真实的消防演练场景，对消防演练仿真系统进行了需求分析，明确系统的各项需求；再次，对消防演练仿真系统进行了总体架构设计和子系统设计，核心子系统包括仿真管理器、仿真角色、消息系统、引擎组件、地图加载以及任务管理等；最后，介绍了三维仿真系统核心模块的详细设计，对虚拟消防员的运动控制以及动画播放模块、碰撞检测以及碰撞响应模块、仿真地图的加载以及三维物理引擎进行了详细设计。关键词：船舶消防演练；仿真引擎；虚

5、拟现实；三维建模；虚拟人IABSTRACTFireisakindofemergency,whichendangersthesafetyofpeopleandproperty.Comparedwithnuclearpowerstation,modernpetrochemicalenterpriseandothertypesoffire,theshipfireismoredestructiveandmoredifficulttoextinguish.Firetrainingistopreventfireac

6、cidentsandfirerescuethefundamentalandregularfiretraininghelpfirefighterstoeffectivelyprocessingthefireemergency,thefiretrainingcanhelpfirefighterstoestablishfireaccidentrescuesystem,trainingfirefighter’scooperativecombatcapability.Therapiddevelopmentof3D

7、simulationtechnologyprovidesanimportantguaranteeforthefirefightingandrescuecommandandtraininginthecomputersimulatedcombatenvironment.Theestablishmentofvirtualshipfireaccidentsceneusing3Dsimulationsystem,thetrainees’3Dsimulationsystemcanbebasedonthecomple

8、tionoftheroutinetrainingmission.Thispaperdesignsanddevelopsasimulationsystemofshipfireprotection,anditissuccessfullyappliedtothedailyfiredrilloftheshipsystem.Themainworkofthispaperincludes:firstly,thispaperintroducesthedev