煤矿培训系统

1.项目背景及描述
    煤炭是我国重要的基础能源和原料,在国民经济中具有重要的战略地位。煤矿安全生产关系职工生命安全,关系煤炭工业健康发展,关系社会稳定大局。实现煤矿安全生产,是落实科学发展观的必然要求,是构建社会主义和谐社会的重要内容。
    煤矿是全国安全生产工作的重中之重。党中央、国务院高度重视煤矿安全生产工作,“十五”时期相继采取了一系列重大举措,使煤矿安全生产工作得到加强,煤矿安全生产状况进一步好转。但由于我国煤层地质条件复杂、自然灾害严重、煤矿生产力水平低、安全投入不足、安全基础薄弱、从业人员素质差、行业管理弱化、企业安全生产主体责任不落实等主客观原因,煤矿重特大事故多发势头还没有得到有效遏制,安全生产形势依然严峻。
    在煤矿安全救护装备方面,国有大型煤矿企业一般以矿区为单位组建矿山救护队伍,但普遍存在救护装备不足和装备落后,不能满足新时期矿山应急救援的需要。地方国有煤矿和乡镇煤矿绝大多数没有组建矿山救护队伍,也没有装备救护设备,煤矿救护、救援能力差。
虽然我国煤矿安全生产科技工作已取得了较大的成绩,为促进我国煤矿安全生产形势的稳定好转发挥了重要作用,但我国煤矿安全科技水平仍然较低,尚不能为煤矿安全生产提供强有力的支撑和保障。
    我国煤矿安全科研基础设施不健全,安全科技力量分散、流失严重,安全科技投入严重不足,至今尚未建立起较完善的煤矿安全生产科技支撑体系;煤矿安全技术落后,安全科技成果推广转化率低,企业安全科技自主创新能力弱;煤矿安全生产技术标准规范不能满足安全生产发展的需求。煤矿安  全基础理论研究滞后于安全生产实践,包括安全预警信息系统基础理论与关键技术,煤矿瓦斯灾害演化及防治,突水危险预警与控制技术,灾害安全救援预案仿真技术等急待攻关。
    目前我国煤矿在产量大幅度增加的形势下,煤矿死亡人数下降,据调度统计,2004年1-4月,国有重点矿的百万吨死亡率已降至o.42,创历史最好水平。但与世界先进采煤国家比较,我国煤矿安全生产形势依然严峻,主要表现为,伤亡事故总量居高不下,重大、特大事故尚未得到有效控制,例 如,2003年,生产事故共计造成死亡6434人,其中3人以上重大、特大灾害事故337起,死亡2318人。要降低伤亡总量,控制特大事故,必须加强煤矿安全的源头管理、过程控制、应急救援和事故查处等4个重要环节。
    加强应急救援工作,不仅要有完善、精干、布局合理的救援队伍,还要有先进的应急救援技术,以保障快速有效地抢救被困人员、恢复灾区生产,最大限度地减少人员和财产损失。事实上,有些事故发生后,企业也采取了一些救援措施,但都由于技术落后,装备缺乏,延误了最佳抢救时机,致使原本可能通过救助而生还的人员,最终也未能幸免。
2.虚拟现实技术在煤矿安全培训中的可行性分析
    虚拟现实(VR)技术的发展,使人们了解、分析和操作煤矿这种复杂的地下现象成为可能。在这种情况下,利用现代手段采集的地下煤矿的三维数据,通过建立三维的地下煤矿立体模型,在立体的虚拟现实环境中,就可以对地下煤矿要素(包括空间要素和属性要素)进行重建,这样专业人员和非专业人员都可以很容易地获得地下煤矿的印象。在这种真实立体的虚拟环境中,人们不仅可以进行各种方式的浏览,也可以集中精力进行设计、分析及方案的制定。这种qy966千亿国际具有身临其境效果的交互方式,是煤矿工程技术人员和管理者进行灾害预防和抢险的有利武器。虚拟现实技术作为一种安全训练学习工具,可以模拟或再现一个真实的环境,救护队员可以通过进入这个虚拟的环境,尝试采取各种各样的救援措施,从而获得训练。同时,VR技术使训练具有趣味性和吸引力,从而激发了救护队员的学习和训练热情,使队员得到更好的训练。
    对于从事高危险性行业的人员来说,安全教育与避灾训练显得尤为重要。根据VR技术的特点,可以针对某些事故及一定区域建造事故模拟和训练的VR系统,让人们在真实的环境中接受事故预防的教育及事故抢险人员的操作训练,如对于某些重型机械的操作、使用。英国洛丁汉大学AIMS研究中心开发了很多这类的软件,如“露天矿单斗卡车工艺系统的模拟”,“矿井顶板支护训练系统”等。还有矿井火灾时期烟流状态的模拟,这也可以作为一个模拟训练系统,模拟在这种危险状况中的人员撤退,避灾训练等。可见,这种训练系统不仅大大地降低TN练的危险性、降低了生产成本,同时也能达到与真实环境相同的训练效果。发生事故时,救灾指挥一方面需要准确掌握事故现场的情况,另一方面要了解事故可能的发展趋势。这对于煤矿事故的处理,VR技术显得尤为重要。对于矿井火灾爆炸之类的事故,由于这类灾害具有突发性、破坏性、灾难性、继发性等特点,常使救灾指挥人员在重大事故的冲击下难以冷静、快速的做出正确的救灾决策,加之矿井生产环境十分复杂,救灾时间紧迫,尤其是火情瞬息万变,即使具有丰富救灾经验的指挥人员,也难以在紧急时刻做出-正确而全面的救灾决策,以致贻误战机造成灾害事故的扩大。通过建立全矿井虚拟现实系统,我们不仅可以清楚地了解事故发生所在地的详细情况,还可以通过VR所模拟结果,直观的了解事故发生、发展的趋势,烟流在各巷道中的分布状况等,为救灾指挥决策提供切实可行的依据。
    煤矿企业生产具有人员多、作业分散、设备设施多、分布面广、自然条件恶劣、不安全因素多、作业环境复杂等特点,自然灾害和生产事故的危险因素始终影响和制约着煤矿的安全生产。因此,在该领域中迫切需要新技术的应用。随着虚拟现实技术的发展,在煤矿安全生产领域也开始有了一定的应用研究,且前景十分广阔。
3.系统概述
    系统借助虚拟现实技术,将事故现场在计算机中真实再现。救援人员可以置身于一个真实的煤矿中,可以身临其境地去体验煤矿井下的各个抢险环节的关键点的实际情况。使用人员可以身临其境的体会不通事故的征兆、采取的应对措施是否正确。系统根据各个煤矿的不同特点和现场采掘、供电、通风、排水等不同专业专家的经验总结,分门别类给出在出现不同井下安全事故的情况下,最佳的紧急事故处理方案,虚拟现实技术给出现场实际状态和场景,并与瓦斯监控系统、设备库等原参数进行接口。并自动测评学习人员的技术水平和处理是否正确。
    在平时可以依托该系统完成各种紧急抢险的各种训练任务。主要训练救护队员对突发事故的实时处理能力,如何救护,将损失降低到最低限度。救护队员通过自己的经验并结合训练指导系统给出的参考指导,从而作出正确救援判断。

 
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4.考试系统   \
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