消防监督检查三维数字化系统建设及应用研究
张文彬1,2,3，李春强1,2,3，雷蕾4，张雨杭1,2,3，廖晗玉5
1.应急管理部天津消防研究所；2.工业与公共建筑火灾防控技术应急管理部重点实验室；3.天津市消防安全技术重点实验室；4.中国人民警察大学；5.深圳北理莫斯科大学关键词：虚拟仿真；消防监督检查；自动消防设施；三维数字化系统基金项目：天津市应用基础研究多元投入重点项目（22JCZDJC00860）；国家重点研发计划项目（2023YFC3010205-01）；应急管理部天津消防研究所基科费项目（2024SJ01）;应急管理部天津消防研究所基科费项目（2023SJ21）；国家消防救援局重点攻关项目（2021XFZD14）采用3D技术、虚拟现实技术（VR）、GIS技术、网络通信技术、交互界面技术及三维建模技术等，实现建设工程的三维化，不仅形象直观再现建筑内场景，而且做到在三维场景中操作消防设施，消防设施做出相应的动作，并通过可视化的界面显示出来，最大限度地模拟现实情况。系统采用情景化的实训模式，给学员制造一个虚拟环境，使其能够看到自己在工作中可能遇到的任何情景。在这个虚拟的环境中学员能够接触、观看以及进行操作演练，具有仿真性、超时空性、自主性、安全性等特点。 1 消防监督检查三维数字化系统构成框架
三维地理信息系统是结合虚拟现实技术（VR）、地理信息系统（GIS）及三维虚拟引擎，将三维仿真建筑模型赋上经纬度坐标后，放置在虚拟地球表面的宏观场景，实现微观场景的仿真三维场景模型和全局范围的二维属性数据及地理信息数据相叠加。在仿真系统中根据建筑物的实际情况进行功能的划分及内部场景的布置，并实现人员进入后的场景漫游。建立建筑内部消防设施的实际组成，包括消防控制室、消防水源、消防供水设施、消火栓系统、自动喷水灭火系统、消防供配电设施等。通过3Dmax虚拟仿真技术，将上述建筑消防设施的关键组件的动作状态虚拟化，如报警信号的显示、阀门的启闭、风机的动作等，实现消防设施联动启动过程的动态可视化展示。通过Unity3D技术，模拟火灾自动报警系统、防排烟系统、自动喷水灭火系统的在准工作状态和火灾状态下的运行工作状态，同时设置不同的故障模式数据模型。业务流程如图1所示。 Fig.1 Business flow chart
2 消防监督检查三维数字化系统功能介绍
2.1 用户分类
系统分为三种角色权限：系统管理员、教官、学员。每一种角色所实现的功能及权限有所区别。角色功能如图2所示。Fig.2 Role function permission diagram
2.2 三维场景浏览
通过操作键盘上的W、A、S、D键在场景中漫游。用户可以选择要浏览的城市综合体所在层数，并且可以在小地图中查看当前所在位置，同时通过左侧导航栏迅速定位所要漫游的具体位置，场景浏览示意如图3所示，场景总平面展示如图4所示。![]()
Fig.3 Scene browsing diagram
Fig.4 Facade display on one side of the scene
2.3 监督检查内容学习
系统可实现对建筑消防设施，消防安全管理、建筑防火三方面内容进行讲解和查看的功能。2.4 训练及考核模块的应用
在系统数据库中记录考试发布时间，考核次数，考试成绩。答题完成可以查看本次试卷提交时间、成绩得分与考试时长。同时可以根据学年、科目、考试名称、受训人员，查看相应的信息，也可以把当前信息导出成Excel文件。同时记录并管理受训人员的考核成绩，记录每个人员的每道题目的得分，支持成绩查询与导出。考核界面如图5所示。 ![]()
Fig.5 System assessment interface diagram
2.5 信息管理模块的应用
管理信息数据库包括管理员、教员、学员基本信息，班级管理、权限管理、成绩管理、考核管理等信息。各种信息采用标准化的模板，进行系统的导入与导出，主要目的是实现系统的基础信息管理。3 应用研究及建议
本文开发的消防监督检查三维数字化系统已在三个消防救援总队进行试应用，历时3个月，使用人次达百余人次。（4）现场检测和维保人员和社会单位的消防安全管理人员等社会力量的批量化培训作者简介
张文彬（1991- ），男，天津人，应急管理部天津消防研究所助理研究员，硕士，主要从事建筑防火技术和新型消防装备研究，天津市南开区卫津南路110号，300381，zhangwenbin@tfri.com.cn。
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