气体灭火系统模拟喷气试验流程(森林航空灭火仿真系统)
气体灭火系统模拟喷气试验流程(森林航空灭火仿真系统)自然条件设置界面示意图2) 设置火情状况及灾害发生位置的自然条件,可设置的内容包括:火灾中心地点、当前火情范围、火势大小(焰高)、烟雾大小、火势蔓延趋势;植被类型、植被密度、区域风速风向、空气湿度、气压、降水情况(雪/雨/晴,降水量)等;· 仿真解算子系统主要完成飞机灭火全过程的相关参数解算,包括飞行航迹解算模块、汲水/投水解算模块和灭火效果评估模块;· 可视化子系统主要完成包括飞机起飞、高空飞行、汲水/投水等全过程的可视化展示。1) 设置发生火灾所属区域、该区域各机场待命飞机数量、可调派飞机数量及其所在机场、区域水源情况等;
森林火灾具有突发性和复杂性 需要指挥员在短时间内判断林火的发展趋势 实时掌握现场状况 并及时采取相应决策措施。但森林火灾这种大规模灾难场景难以在平时复现,因此在复杂任务的训练方面,多采用模拟仿真手段进行演练,来不断提高指挥员的判断能力和现场指挥能力。
森林航空灭火仿真系统主要通过仿真建模手段,展示森林航空灭火功能,主要包括任务设计、场景环境建模、灭火行动建模、灭火过程可视化,且可自定义设置参数,可基本反映灭火基础体系,直观反映飞机执行灭火任务的过程和效果。
系统组成森林航空灭火仿真系统包括任务规划子系统、仿真解算子系统和可视化子系统。系统组成图如下所示。
· 任务规划子系统主要完成火情情况参数设置、灭火方案预解算、灭火方案选择、灭火方案下发等功能,包括任务设置模块、方案解算模块、方案优选模块和任务下发模块;
· 仿真解算子系统主要完成飞机灭火全过程的相关参数解算,包括飞行航迹解算模块、汲水/投水解算模块和灭火效果评估模块;
· 可视化子系统主要完成包括飞机起飞、高空飞行、汲水/投水等全过程的可视化展示。
工作流程1) 设置发生火灾所属区域、该区域各机场待命飞机数量、可调派飞机数量及其所在机场、区域水源情况等;
2) 设置火情状况及灾害发生位置的自然条件,可设置的内容包括:火灾中心地点、当前火情范围、火势大小(焰高)、烟雾大小、火势蔓延趋势;植被类型、植被密度、区域风速风向、空气湿度、气压、降水情况(雪/雨/晴,降水量)等;
自然条件设置界面示意图
3) 系统以火情状况作为输入,基于火灾区域的灭火条件,进行灭火方案预解算,完成各种不同救火方案下的灭火时间、灭火成本、火灾损失等的初步估算,并将全部救火方案予以罗列,给出灭火时间最短、灭火成本最低、火灾损失最小等推荐;
4) 人工选定进行仿真的救火方案(支持自定义方案)并开始仿真,系统自动将救火方案的相关参数下发至算法模块和任务可视化模块。
方案优选界面示意图
5) 算法模块基于救火方案对飞机的航迹进行预解算;
6) 分别完成飞机起飞阶段、汲水阶段、盘旋观察阶段和投水灭火阶段的仿真解算,并将解算结果反馈给任务可视化模块予以显示;
仿真运行可视化界面示意图
7) 飞机灭火任务全过程,算法模块基于火势蔓延趋势、风速风向、空气湿度、气压等参数,持续计算火情状态,并反馈至任务可视化模块予以显示;
8) 灭火任务完成后,对灭火效果进行分析评估,并以图表的形式予以显示。分析结果可保存,并用于多次仿真结果的对比分析。
分析评估示意图
森林航空灭火仿真系统通过功能级仿真解算,给出备选任务方案,并进行仿真推演,求得灭火时间、灭火成本、火灾损失等,仿真全过程予以可视化显示。系统从森林灭火实际角度出发,可为用户节约演练经费,提高演练质量,具有较强的实战应用价值。