模拟演练与培训系统方案
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模拟演练与3D培训系统方案
煤科集团沈阳研究院有限公司
2014/2/28
一、模拟演练技术资料
DMX-135A仿真模拟与演练评价系统说明 1.系统型号
DMX-135 A
2系统简通道长度 “3D-VR煤矿事故仿真和安全培
统
训演练系统”是我院与澳大利亚新南威 尔士大学合作开发的一套应用于煤矿 安全培训的大型沉浸式仿真演练系统。
我院通过借助UNSW（新南威尔士大学） 的世界领先技术及软硬件平台，开发出 符合我国国情的煤矿安全培训模块。本系统可由危险识别、灾害模拟、自救逃
生、救护救援等多个安全培训模块组成，本系统模块是按照国家煤矿安全规程 和新编煤矿安全技术培训教材编制而成。采用虚拟现实（ VR）技术、360度环 屏投影播放技术、12.1环绕立体声技术、3D电影技术、计算机网络协同处理技 术为煤矿工人安全和技能培训提供一流的“ 沉浸式”培训环境，将安全培训装
备和质量提升到一个崭新的水平。
通过使用本系统，创建一个逼真的虚拟现实世界，使学员在体验各种真实场 景同时，学习各模块相关操作知识，认识灾害的发生、发展过程及危害，并通 过问答式的交互学习，快速掌握每个模块的操作步骤及要点。从而提高矿工的 整体技术水平、思想素质、及各种突发状况的应对能力，从而使煤矿整体操作 能力及防范意识得到提高，真正进入规范化管理阶段，降低各种事故发生的概 率。
DMX-135A多功能模拟训练系统通道总长 135米，分三层，旨在通过仿真 救灾现场的严峻条件，人为设置测试科目，使训练人员背负呼吸器，在黑暗、 噪音、浓烟、高温的模拟条件下，按照预先设定的工作程序，完成正确穿越各 种障碍，并按规定动作完成抢险、伤员营救等工作。它可以测量出训练人员最 大身体承受能力和心理承受能力，评定受训人员能否正确使用呼吸器及抢险救 援任务等的完成情况。
使用该训练系统对救护队员进行经常性的训练，可以增加各种救援装备的 使用经验，提高在各种复杂环境下的抢险救援能力，增强救护队员的身体素质 及心理素质，从而使受训人员在抢险救援的实战过程中提高其在突发事故时的 作战能力、应变能力和心理承受能力，最煤矿岗位工种仿真动漫培训系统
综掘卞 压机实操仿真训练 机电设备虚拟仿真培训系统
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终达到保护自身安全，顺利完成抢险 救援任务的目的。
3．技术指标
3． 1 环境条件
环境温度：0〜40 C;
相对湿度：40%〜70%;
温度变化率：小于10C /h,且不得结露；
大气压力： 80〜 106kPa;
3． 2 供电电源
额定电压： 380V ，允许偏差± 10%;
谐波：不大于 5%;
频率：50Hz，允许偏差士 5%；
3． 3 系统组成
系统由以下部分组成 :
•金属栅网训练主体
•模拟训练 SCADA 系统
O步进跟踪子系统
O烟热模拟子系统
O视像监控子系统
O声光控制子系统
O体能测试子系统
O急救训练子系统
O体征遥测及毒气侦检子系统
O控制及显示子系统
3.4系统构成特点
SCADA系统，由主站和远程终端组成。
主要优势：
★由多个分散独立的子系统集合成一个大系统。
主要优势：
★ 485通讯方式适合工业现场环境，可减少布线，提高系统可靠性。
主要优势：
★所有设备参数集中显示、运算、控制、管理。
1) .采用平面天线感应传感器进行人员定位。
主要优势：
采用非接触检测。
不受环境温度、湿度、噪声、光线等影响。适合恶劣环境下工作。
抗干扰能力强，性能稳定可靠。完全克服了 “地板压力传感器”或“地板
柔性传感器”的可靠性低、使用寿命短等致命缺陷 。
2) .步进跟踪轨迹与训练视频同屏显示。使训练过程更直观，更具有可观赏性。 各系统详细配置表：
3.5系统功能及技术参数
3.5.1金属栅网通道
金属栅网通道为模块式金属制造的坚固笼体组成的复杂通道， 通道总长135 米，分三层，按照国家应急救援中心标准模拟巷道高度设计，底层层高 1 米、 二层高2.0m、三层高2.0米，出入口共四个均设在底层。根据空间条件及用户 的不同要求可作调整、变换和功能的扩展。笼体由结构钢组成框架，笼体四周 由边网封闭，在三层的通道中，设置有各种人为路障增加训练难度。
框架上和转角处设置方位指示灯，用于引导训练人员辨明前进方向。 金属通道所有边网都可快速拆卸，用于训练人员在出现意外情况时救护使 用。在通道出口附近设有电磁活动门，通过调整活动门的位置，可变化出不同 的线路。
a ）通道总长： 135m
b ）障碍设置
“软梯”、 “滑竿”、 “爬绳”、 “竖井”贯穿一至三层
“爬梯”和 “长斜梯”贯穿二至三层
“短斜梯”贯穿一至二层
“巷道”设置在三层，总长 4 米，包括斜巷和平巷 “独木桥”设置在三层，总长 4
米
“圆筒”设置在底层，内径 600mm,总长4米
“ H 形隔断”、“ V 形隔断”、“菱形隔断”、“模拟塌方”、“电子 陷阱”等障碍分布于一至三层。
管路堵漏模拟装置、破拆模拟装置（包括钢筋、板材的破拆）、电力 故障模拟装置等路障。
c ）电磁门参数：
供电电源：直流 12V
锁紧力：》280Kg
SCADA 系统
DMX-135A 多功能模拟训练系统系统构成一个
Control and Data Acquisition ）系统，全名为数据采集与监视控制系统。由主 站和远程终端（ RTU ）组成。主要由步进跟踪子系统、烟热模拟子系统、视 像监控子系统、声光模拟子系统、体能测试子系统、医疗急救子系统、体征 遥测及SCADA ( Supervisory
毒气侦检子系统、控制及显示子系统构成。
在训练过程中，指挥员及观摩者需要实时监测训练人员的工作状态，或当 训练人员出现异常时，需要紧急采取救援措施。在行进线路上安装了带感应传 感器，只要有人经过，即可在控制台上显示出训练者所在的位置。这样即使训 练中漆黑一片或充满烟雾，监控人员仍能掌握受训人员所处位置。
感应传感器产生的电信号通过远程 I/O 模块进行数据采集，通过 RS485 网 络传送到中控计算机，由专用监控软件完成显示、记录、分析、对比等功能。
a） 实现对输入端135个感应传感器的开关量检测。
b） 步进跟踪软件功能
实现与可编程 I/O 模块双向通讯。
步进跟踪过程的显示记录； 训练人员信息录入：编号，姓名、年龄、部门、装备等；
显示训练人员的视频图像；
显示训练人员的体征参数；
线路的新建和修改；
选择训练线路、装备、启动 / 停止训练过程、对训练结果评分； 参数设置，包括：每条线路的及格和满分时间，每次犯规扣分分值、携带 装备的难度系数、体征参数的权重系数。
发热管
功
率：300
0W 训练成绩的历史记录查询、统计、报表打印
能够同时对多名训练人员进行综合评分。
步进跟踪软件主界面
训练人员犯规记录
训练线路编辑
烟、热、状态显示、
设备控制。该系统以工业触摸屏作为人机界面，用远程 I/O模块作为RTU，并
将所有现场监控信号通过 RS485总线传给中控主机。
a）发烟装置参数
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参数设定
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系统的主要功能
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最大喷射距离：20m
烟雾量:400m3/min
b）热风机参数
电源电压：380V
风量：800m3/h
功率：12000W
出口风速：5m/s
温度范围：50〜200 C
视像监控系统由训练系统内设置的多个视像监控点组成，保证监控区域无 死角和实现完全黑暗情况下的监控。包括红外摄像机，热成像摄像机以及与之 相配套的云台、云台解码器。摄像机不仅在正常光照下可以使用，还可在黑暗、 浓烟和高温环境下监控训练活动。硬盘录像机可将整个训练过程录制下来，并 可在监视器上回放。音视频信号能通过局域网或因特网传到远程计算机上。
a）红外云台摄像机参数
电源电压：12V 士 5%
分辨率：420TVL
信噪比：》52dB
白平衡方式：自动
CCD元件:Sony1/3英寸
伽马校正：0.45
同步方式：内同步
b）热成像云台摄像机参数
分辨率：320 X 240
波长范围：8〜13卩m
