基于FDS的地下空间增强体验式火灾逃生VR系统

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.04.012

中国安全科学学报 ›› 2019, Vol. 29 ›› Issue (4): 70-75.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.04.012

基于FDS的地下空间增强体验式火灾逃生VR系统

石来¹, 陈超^1,2, 李晓军¹ 教授, 毛士荣³

1 同济大学土木工程学院,上海 200092;
2 上海同隧信息科技有限公司,上海 200092;
3 上海市政工程设计研究总院集团有限公司,上海 200092

收稿日期:2018-12-10 修回日期:2019-02-25 出版日期:2019-04-28 发布日期:2020-11-04
作者简介:石来 (1995—),男,安徽宿松人,硕士研究生,主要研究方向为地下工程信息化与仿真模拟。E-mail:shilai@tongji.edu.cn。
基金资助:
上海市科委科技攻关项目(17DZ1203301);土木工程防灾国家重点实验室自主课题(SLDRCE14-B-29)。

An enhanced VR system for fire drill in underground space based on FDS

SHI Lai¹, CHEN Chao^1,2, LI Xiaojun¹, MAO Shirong³

1 College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China;
2 Shanghai Tongsui Information Technology Co., Ltd., Shanghai 200092, China;
3 Shanghai Municipal Engineering Design institute Group Co., Ltd., Shanghai 200092, China

Received:2018-12-10 Revised:2019-02-25 Online:2019-04-28 Published:2020-11-04

摘要/Abstract

摘要： 为增强虚拟现实(VR)技术在地下空间火灾逃生训练中的应用,从仿真和硬件设计2方面展开研究,开发配备基于火灾动态模拟(FDS)热感单元的逃生VR系统。通过PyroSim软件模拟地下空间火灾过程,并将模拟结果作为系统数据来源;通过Unity二次开发,创建增加热感单元的场景交互火灾逃生视景,以模拟火灾现场高温环境,真实展现火灾场景。试验人员通过系统可充分体验真实的火灾烟气和高温情况,从视觉和热感2方面感受火灾环境。结果表明:精细的火焰和烟气视景模拟以及外部热感单元会对试验人员产生较大刺激感,影响其对逃生路线的选择;试验人员均在70 s内完成逃生,达到逃生训练目标。

关键词: 地下空间, 火灾逃生, 虚拟现实(VR), 火灾动态模拟(FDS), 增强体验

Abstract: For the sake of improving the application of VR technology in fire escape training, a VR system with thermal device for underground space fire drill based on FDS was developed by numerical simulation and hardware design. PyroSim was employed to simulate fire process in underground space and the simulation results were used as data source of this system. Through the secondary development based on Unity, fire drill visual simulation with scene interaction was established. Moreover, thermal device was designed to simulate the high temperature environments and present the real fire environment in underground space. Via this system, testees fully experienced the vivid scene including real fire smoke and high temperature and felt the fire condition in terms of vision and heat. Results show that fine flame, smoke and high temperature make test personnel feel irritated and disturb their choice of escaping route, and that all the test persons have completed the escape within 70 seconds and the aim of the fire drill can be achieved.

Key words: underground space, fire drill, virtual reality (VR), fire dynamic simulation (FDS), enhanced experience

中图分类号:

X932

石来, 陈超, 李晓军, 毛士荣. 基于FDS的地下空间增强体验式火灾逃生VR系统[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(4): 70-75.

SHI Lai, CHEN Chao, LI Xiaojun, MAO Shirong. An enhanced VR system for fire drill in underground space based on FDS[J]. China Safety Science Journal, 2019, 29(4): 70-75.

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基于FDS的地下空间增强体验式火灾逃生VR系统

An enhanced VR system for fire drill in underground space based on FDS

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