專利名稱：礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及礦井安全技術領域，具體涉及一種針對礦井工人及救護隊員的模 擬培訓演練系統。
背景技術：
礦井工作環境復雜，災害多發，其中，頂板災害是指在地下采煤過程中，頂板意外 冒落造成人員傷亡、設備損壞、生產終止等的事故。過去，頂板事故據資料顯示占全部死亡 人數的40%以上。現頂板事故雖有減少，但仍是煤礦生產的主要災害之一。為了降低礦井 事故對人的災害，中國相關安全法規中規定了礦山需對職工進行安全教育、培訓，未經安全 教育、培訓的，不得上崗作業。但是目前的安全教育中通常是以傳統的課堂授課或文字材 料的方式，不能構建相應的虛擬現實仿真環境，顯得不夠直觀，不能給被培訓者以深刻的印 象。公開號為CN1821M8A的中國實用新型專利申請公開說明書中公開了一種礦井下 自然災害模擬系統，其設置在廢棄巷道或巷道模型內，用以模擬礦井下的自然災害，但其不 是虛擬現實仿真環境，而是在真實的巷道內布置模擬系統，布置難度較大，受環境影響較 大，而且其只是模擬自然災害，攝像后將圖像信號傳出供人觀看，不能讓人身臨其境，不能 做到人機交互和互動，也不能對演練結果進行評價。
實用新型內容有鑒于此，為了解決上述問題，本實用新型提出一種礦井頂板災害仿真模擬培訓 演練系統，能讓人身臨其境，并能實現人機交互和互動，還可對演練結果進行評價。本實用新型的目的是這樣實現的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統，包括主 控計算機、3D環幕放映子系統、人機交互子系統、同步互動子系統、人體行為檢測子系統和 人體生理監測子系統，所述3D環幕放映子系統、人機交互子系統、同步互動子系統、人體行 為檢測子系統和人體生理監測子系統分別與主控計算機電聯接；所述同步互動子系統包括 揚聲裝置和震動裝置。進一步，所述3D環幕放映子系統由120°環形銀幕和4臺投影設備組成；進一步，所述人機交互子系統由電子題板和無線耳麥組成；進一步，所述人體行為檢測子系統包括攝像裝置和分布設置的至少一個光電傳感
裝置；進一步，所述震動裝置包括仿真模擬培訓演練臺、至少4只氣缸，所述氣缸支撐于 所述仿真模擬培訓演練臺下，所述氣缸的活塞外套有減震彈簧；進一步，所述人體生理監測子系統包括血壓傳感器、脈搏傳感器和呼吸頻率傳感 器；進一步，所述人體生理監測子系統還包括無線收發裝置，所述無線收發裝置與主 控計算機電聯接。[0012]本實用新型的優點在于采用計算機3D模擬仿真，虛擬現實等新技術，可對煤礦 井工，救護隊員的安全意識，煤礦災害事故征兆預判，災害發生時的心理和處置技能進行培 訓，并給出相應評價。針對煤礦井下頂板災害預兆，發生過程及災后環境場景的3D模擬，同 步產生與頂板場景同步的聲、震動等災害動態環境，監測被訓人員的互動行為，從而到達對 被訓人員的處置行為評判，以及監測人體生理參數，以對被訓者心理和生理狀況進行評價。本實用新型的其它優點、目標，和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡 述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或 者可以從本實用新型的實踐中得到教導。本實用新型的目標和其它優點可以通過下面的說 明書，權利要求書，以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
圖1示出了礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統的結構示意圖；圖2示出了礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統中震動裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下將結合附圖，對本實用新型的具體實施方式
進行說明。參見圖1，礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統，包括主控計算機、3D環幕放映子 系統、人機交互子系統、同步互動子系統、人體行為檢測子系統和人體生理監測子系統，所 述3D環幕放映子系統、人機交互子系統、同步互動子系統、人體行為檢測子系統和人體生 理監測子系統分別與主控計算機電聯接。所述3D環幕放映子系統由120°環形銀幕和4臺投影設備組成，可投影3D影像， 現場沉浸感強；所述人機交互子系統由電子題板和無線耳麥組成，可進行人機互動，將災害現場 參數和情況通過電子題板和/或無線耳麥傳輸給被訓者，被訓者亦可通過電子題板和無線 耳麥回答相關問題，以確定其對災害預兆的判斷能力；所述同步互動子系統包括揚聲裝置和震動裝置，用以同步制造災害現場的聲音和 震動等災害動態環境，以增強體驗；所述揚聲裝置包括功率放大和揚聲器。當屏幕出現有聲 音的場景時，由控制系統控制，同步播放相應的聲音效果；參見圖2，所述震動裝置包括仿 真模擬培訓演練臺2，以及至少4只氣缸5，所述氣缸5的活塞導桿1支撐于所述仿真模擬 培訓演練臺2下，所述活塞導桿1外套有減震彈簧3，氣缸5可支撐于地面，或和底板4上。所述人體行為檢測子系統包括攝像裝置和光電傳感裝置，所述光電傳感裝置為對 射式紅外傳感器，分布式安裝在培訓演練現場，當人體移動時，人體會擋住光線，從而檢測 出人體的移動，通過圖像識別分析攝像裝置獲得的圖像中的人體移動數據，并綜合光電傳 感裝置獲得的人體移動數據，作出評判。所述人體生理監測子系統包括血壓傳感器、脈搏傳感器、呼吸頻率傳感器和無線 收發裝置，血壓傳感器、脈搏傳感器和呼吸頻率傳感器獲得的數據通過無線收發裝置發射 到主控計算機，主控計算機可通過這些數據對被訓者的生理和心理狀況進行評估。以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并不用于限制本實用新型，顯然，本領域 的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這 樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求1.礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統，其特征在于包括主控計算機、3D環幕放映 子系統、人機交互子系統、同步互動子系統、人體行為檢測子系統和人體生理監測子系統， 所述3D環幕放映子系統、人機交互子系統、同步互動子系統、人體行為檢測子系統和人體 生理監測子系統分別與主控計算機電聯接，所述同步互動子系統包括揚聲裝置和震動裝置。
2.如權利要求1所述的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統，其特征在于所述3D環 幕放映子系統由120°環形銀幕和4臺投影設備組成。
3.如權利要求1所述的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統，其特征在于所述人機 交互子系統由電子題板和無線耳麥組成。
4.使用如權利要求1所述的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統，其特征在于所述 人體行為檢測子系統包括攝像裝置和分布設置的至少一個光電傳感裝置。
5.如權利要求1所述的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統，其特征在于所述震動 裝置包括仿真模擬培訓演練臺、至少4只氣缸，所述氣缸支撐于所述仿真模擬培訓演練臺 下，所述氣缸的活塞外套有減震彈簧。
6.如權利要求1所述的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統，其特征在于所述人體 生理監測子系統包括血壓傳感器、脈搏傳感器和呼吸頻率傳感器。
7.如權利要求6所述的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統，其特征在于所述人體 生理監測子系統還包括無線收發裝置，所述無線收發裝置與主控計算機電聯接。
專利摘要本實用新型涉及礦井安全技術領域，具體涉及一種針對礦井工人及救護隊員的模擬培訓演練系統，能讓人身臨其境，并能實現人機交互和互動，還可對演練結果進行評價；本實用新型的目的是這樣實現的礦井頂板災害仿真模擬培訓演練系統，包括主控計算機、3D環幕放映子系統、人機交互子系統、同步互動子系統、人體行為檢測子系統和人體生理監測子系統，所述3D環幕放映子系統、人機交互子系統、同步互動子系統、人體行為檢測子系統和人體生理監測子系統分別與主控計算機電聯接，所述同步互動子系統包括揚聲裝置和震動裝置。
文檔編號G09B9/00GK201893040SQ20102054288
公開日2011年7月6日 申請日期2010年9月26日 優先權日2010年9月26日
發明者劉林, 唐述明, 張廣勛, 張銳睿, 李孝揆, 楊俊燕, 王波, 胡千庭, 趙善揚, 陳迪 申請人:煤炭科學研究總院重慶研究院