面向石化厂区虚拟现实应急救援演练的模拟表现技术研究的任务书.docx

面向石化厂区虚拟现实应急救援演练的模拟表现技术研究的任务书
一、研究背景与意义
石化厂区是高危化工危险品生产及储存的重要场所，一旦发生环境污染或事故事故，往往会对人民群众生命财产安全造成极其严重的威胁。为了加强石化厂区应急救援的效率和质量，提高从业人员的应对技能和危机意识，采用虚拟现实技术模拟石化厂区紧急情况已成为一个不可忽视的研究方向。
虚拟现实技术可以带来许多优势。它可以基于模型构造障碍物和环境，让模拟用户在虚拟环境中通过可视化界面来感知并执行相对复杂的任务。通过虚拟化建模和三维可视化，用户可以模拟真实情况，在安全的情境下建立应急反应中没有压力和风险的训练。同样地，处置人员和受伤人员可通过虚拟现实技术在虚拟场景中进行应急演练和培训，进一步提高应对突发情况的能力和实战经验。
当前，石化厂区虚拟现实应急救援演练的研究还处于初级阶段，且模拟表现技术的应用与实践也存在一些问题和挑战，如仿真环境的真实性、参与者反馈的实时性、场景和任务的定制化等。因此，开展石化厂区虚拟现实应急救援演练的模拟表现技术研究，对于提升应急响应时效、预防合规风险和保障人员安全生产具有重要的现实意义。
二、研究内容与方案
1.石化厂区虚拟现实应急救援演练场景仿真
石化厂区虚拟现实应急救援演练的场景仿真是技术研究的重要第一步。通过实地采集影像、声音、物体轮廓和环境参数等信息，利用虚拟现实设备进行场景还原和仿真。仿真技术要求模拟的环境要尽可能真实可信，且场景和任务需具有自定义美感和互动性。
2.石化厂区虚拟现实救援演练任务设计
石化厂区虚拟现实救援演练任务的设计是研究的重要内容。任务设计包括预测和分析复杂情境中可能出现的问题和应急救援的对策和决策，即如何利用现有资源和技术适应紧急情况。同时，任务设计要贴近实战，包括火灾、泄漏、爆炸、化学污染等多种常见突发事件的处理。
3.石化厂区虚拟现实救援演练人性化交互技术研发
人性化交互技术是模拟表现技术研究的关键内容之一。在虚拟环境中，用户的行为和交互需要通过手柄、头盔等设备以及特定算法实现。该技术需要实现的目标是：第一，消除使用者的违和感；第二，高度还原场景和任务；第三，满足用户的自定义需求和需求改进。
三、研究预期成果
1.建立适用于不同石化厂区之间的应急救援演练场景仿真和任务设计模型；
2.开发可运行在不同平台上的虚拟现实救援演练技术系统，实现场景和操作的高度还原；
3.通过实验室试验和场景练习，验证高保真度设备的应用效果，实现人性化交互，让使用者具有身临其境的体验；
四、研究计划及安排
本次石化厂区虚拟现实应急救援演练的模拟表现技术研究共计三年，分为以下三个阶段：
第一阶段（第一年）：进行场景数据采集，建立基于粒子流体动力学的模拟表现技术模型；
第二阶段（第二年）：在现有技术基础上，开发石化厂区虚拟现实应急救援演练技术系统原型，并进行实验室试验；
第三阶段（第三年）：对现有原型进行不断改进和升级，完善系统功能和人性化交互型，推进建立石化厂区虚拟现实应急救援演练模拟表现技术服务平台。
五、研究团队及预算
本次研究由学校科研小组负责，资金由校企合作投资，总经费估算为300万元。研究团队包括专业博士2人、研发工程师4人、实验助理2人和测试人员3人。其中，资深教授为项目总负责人，项目主管、技术研发、场景设计、人性化交互分别由不同部门团队负责。