一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训系统和方法

本发明属于虚拟现实，特别是一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训系统和方法。

背景技术：

1、提升机组人员处置机上火灾爆炸突发事件时的应急能力，是保障飞行安全的关键，也是机上应急演练的核心。现有民航机上应急演练的实训形式普遍存在“高投入、高损耗、高风险及难实施、难观摩、难再现”的情况。比如桌面演练存在体验感差、参与感低、演练效果不佳的问题；机场综合演练存在成本高、投入大、涉及人员广、组织难度高的问题。而现有虚拟演练产品仅能支持单一人员操作，而演练过程难以客观测评。这种情况难以满足对情况复杂而又需要快速处置、正确决策的机上突发事件的应急处置训练的要求。

2、因此，如何提供一种能够从应急处置的机组、安保、乘务、乘客等多个参与方出发，考虑火灾、释压、干扰、防恐等多种因素叠加，从而构建满足民航安全和应急处置法规要求，高度还原客舱环境提供高浸入感虚拟环境，并支持多人协同的全过程应急演练的综合实训系统，成为当前研究的关键问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供一种至少解决上述部分技术问题的元宇宙视域下民航客舱应急演练实训系统和方法，融合了元宇宙的核心技术，结合虚拟现实能够打破物理空间的界限，能够快速组织不同地域的学员进行培训，学员可以随时随地在同一场景下进行深度互动，开展高沉浸式体验实训。

2、一方面，本发明实施例提供了一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训系统，包括：元宇宙平台、情景数据库、三维模型库、场景调度管理模块和学员演练操作端；

3、所述元宇宙平台，用于构建并存储虚拟现实空间；

4、所述情景数据库包括演练情景存储模块；所述演练情景存储模块中存储有多个不同的火灾情景节；

5、所述三维模型库，用于存储飞机客舱模型、机组人员模型和多个乘客模型；

6、所述场景调度管理模块，用于对所述情景数据库中的火灾情景节和所述三维模型库中的模型进行调度，生成预设情景演练任务；

7、所述学员演练操作端，用于支持学员根据所述预设情景演练任务，在虚拟现实空间中进行演练实训。

8、进一步地，所述情景数据库中还包括：应急处置模块；

9、所述应急处置模块，用于存储与各个火灾情景节对应的应急处置方案。

10、进一步地，还包括：情景应对流程仿真模块；

11、所述情景应对流程仿真模块，用于对所述预设情景演练任务进行量化模拟，并结合对情景推演以及应急处置流程的仿真，获得规范情景处理流程。

12、进一步地，所述情景推演包括致灾要素、情景状态、情景响应以及情景演化路径。

13、进一步地，所述情景推演包括以下两个过程：

14、一是通过当前火灾情景节推演在未来可能演变成的情景；

15、二是对基于情景推演的应急处置实时调整，包括：处置活动的调整、处置目标的调整以及情景引发后果的调整。

16、进一步地，还包括：评分模块；

17、所述评分模块，用于将所述学员演练操作端的实际演练实训流程和所述情景应对流程仿真模块获得的规范情景处理流程进行对比；并根据对比结果对用户的实训操作进行总结评判。

18、进一步地，所述预设情景演练任务包括单人演练任务和多人演练任务。

19、进一步地，所述学员演练操作端包括：人物动作捕捉定位器、可穿戴式动捕服、动作捕捉手套、无线vr头盔、图形显示服务器和后台服务器；

20、所述人物动作捕捉定位器，基于所述可穿戴式动捕服、动作捕捉手套和无线vr头盔，对学员的人物姿态、人物手势以及头盔姿态进行实时捕获，从而获取到用户输入状态数据；

21、所述图形显示服务器，用于与无线vr头盔连接，显示演练者视角，供教员、观摩人员进行观摩；

22、所述后台服务器将所述用户输入状态数据和系统状态进行匹配，形成人机交互功能。

23、进一步地，还包括：后台管理子系统；

24、所述后台管理子系统包括教员端、学员端和管理端；

25、所述教员端用于获取并存储教员的身份信息；教员通过所述教员端实现系统登录、发布理论课程以及发布演练实训相关信息；

26、所述学员端用于获取并存储学员的身份信息；学员通过所述学员端实现系统登录、学习理论课程、学习应急演练实训任务内容以及查询演练实训成绩；

27、所述管理端，用于获取并存储管理人员的身份信息；管理人员通过所述管理端实现登录系统、人员维护管理、教员端发布内容的管理。

28、另一方面，本发明实施例还提供了一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训方法，应用于上述的系统中，该方法包括：

29、s1、通过场景调度管理模块，对情景数据库中的火灾情景节和三维模型库中的模型进行调度，生成预设情景演练任务；

30、s2、学员基于学员演练操作端，根据所述预设情景演练任务进行演练实训。

31、s3、通过情景应对流程仿真模块对所述预设情景演练任务进行量化模拟，并结合对情景推演以及所述应急处置方案的仿真，获得规范情景处理流程；

32、s4、通过评分模块将学员的实际演练实训流程和所述规范情景处理流程进行对比；并根据对比结果对用户的实训操作进行总结评判。

33、与现有技术相比，本发明记载的一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训系统和方法，具有如下有益效果：

34、本发明融合了元宇宙的核心技术，结合虚拟现实能够打破物理空间的界限，能够快速组织不同地域的学员进行培训，学员可以随时随地在同一场景下进行深度互动，开展高沉浸式体验实训。

35、本发明突破了多人协同演练的技术瓶颈，并融合“教-学-考-评”完整演练环节，完成无脚本、模块化、多情景的民航从业人员应急处置演练和测评，实现元宇宙视域下的远程、在线、多人、多场景的教学实训。

36、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

37、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训系统，其特征在于，包括：元宇宙平台、情景数据库、三维模型库、场景调度管理模块和学员演练操作端；

2.如权利要求1所述的一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训系统，其特征在于，所述情景数据库中还包括：应急处置模块；

3.如权利要求2所述的一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训系统，其特征在于，还包括：情景应对流程仿真模块；

4.如权利要求3所述的一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训系统，其特征在于，所述情景推演包括致灾要素、情景状态、情景响应以及情景演化路径。

5.如权利要求3所述的一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训系统，其特征在于，所述情景推演包括以下两个过程：

6.如权利要求3所述的一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训系统，其特征在于，还包括：评分模块；

7.如权利要求1所述的一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训系统，其特征在于，所述预设情景演练任务包括单人演练任务和多人演练任务。

8.如权利要求1所述的一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训系统，其特征在于，所述学员演练操作端包括：人物动作捕捉定位器、可穿戴式动捕服、动作捕捉手套、无线vr头盔、图形显示服务器和后台服务器；

9.如权利要求1所述的一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训系统，其特征在于，还包括：后台管理子系统；

10.一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-9任一项所述的系统中，该方法包括：

技术总结
本发明公开了一种元宇宙视域下民航客舱应急演练实训系统和方法；包括：元宇宙平台，用于构建并存储虚拟现实空间；情景数据库包括演练情景存储模块；演练情景存储模块中存储有多个不同的火灾情景节；三维模型库，用于存储飞机客舱模型、机组人员模型和多个乘客模型；场景调度管理模块，用于对情景数据库中的火灾情景节和三维模型库中的模型进行调度，生成预设情景演练任务；学员演练操作端，用于支持学员根据预设情景演练任务，在虚拟现实空间中进行演练实训。该系统融合了元宇宙的核心技术，结合虚拟现实能够打破物理空间的界限，能够快速组织不同地域的学员进行培训，学员可以随时随地在同一场景下进行深度互动，开展高沉浸式体验实训。

技术研发人员：吴煜,张青松,魏祥宇
受保护的技术使用者：中国民航大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13