消防训练引擎中多层建筑内部结构建模方法的研究与实现

发布时间：2017-10-04 19:37

  本文关键词：消防训练引擎中多层建筑内部结构建模方法的研究与实现

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【摘要】：随着社会的不断发展,城市化建设的不断推进,建筑消防问题越显重要,建筑物内火灾环境的逃生导航已经成为安全领域的一个研究重点,开发一种能进行建筑物内场景构建及逃生路线展示的消防引擎显得尤为重要。然而基于传统场景表达方法构建的场景是不可理解的,需要进行大量的碰撞检测才能获得场景连通路径。针对这一情况,提出建筑物内场景的结构化模型表达方法,基于此表达方法构建的场景不必通过复杂计算就能得到通路情况。本文的研究内容包括:(1)通过对建筑物内场景结构的分析,提取了三种构建场景的基本元素,基于此设计了建筑物内部场景的结构化模型表达方法,并根据此表达方法给出了场景中通路的获取及表示方法。结构化模型表达法在表达复杂场景时结构清晰,可理解性强,只需要简单的判断便可获取到场景中的可通行路径,也利于对复杂场景进行分区观测,对于建筑物内的应急救援应用具有非常好的适用性。(2)说明了基于表达法构建场景的流程,对三种基本模型进行了详细设计。结合实际为场景制定了合理的场景分区策略,使用户能更方便获得场景信息,快速做出消防指导。针对建筑物场景特点,说明了场景中通路图的确定方法,基于逃生路径安全度及逃生时间,给出了图中边的权值确定方法。(3)最后根据需求,对系统进行设计和实现。采用面向对象的构建技术,设计了系统的总体结构,各功能模块以及相关的类。利用Unity3D进行开发,最终实现系统。以教学楼为系统测试用例,构建结构化场景,在此场景中完成分区显示和寻找最佳逃生路径的功能,验证了该表达方法在场景获取可通行路径方面的有效性与实用性。
【关键词】：场景表达 可理解模型 连通路径
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 室内场景建模及表达技术的研究现状9-11
• 1.3 本文的研究内容11
• 1.4 论文的组织结构11-13
• 第2章 建筑物内场景结构化模型表达方法13-27
• 2.1 结构化表达法的定义13-20
• 2.1.1 基本元素的定义13-18
• 2.1.2 结构化模型表达方法18-20
• 2.2 结构化模型表达的本质20-24
• 2.2.1 面的表示20-21
• 2.2.2 房间模型的表示21-22
• 2.2.3 通道模型的表示22-23
• 2.2.4 楼梯模型的表示23
• 2.2.5 楼层模型的表示23-24
• 2.3 场景可行通道的获取24-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第3章 结构化场景的构建及逃生策略生成27-33
• 3.1 结构化场景的构建流程27-30
• 3.2 逃生策略的生成30-32
• 3.2.1 场景中通路图的确立30-31
• 3.2.2 设置逃生策略31-32
• 3.3 本章小结32-33
• 第4章 系统需求分析及设计33-41
• 4.1 系统需求分析33-35
• 4.1.1 需求描述33
• 4.1.2 总体用例模型33-34
• 4.1.3 用例描述34-35
• 4.2 系统结构设计35-37
• 4.2.1 整体框架设计35-36
• 4.2.2 功能模块分析与设计36-37
• 4.3 类的设计37-39
• 4.4 本章小结39-41
• 第5章 系统的实现与测试41-49
• 5.1 系统的实现及测试环境41
• 5.2 系统测试结果41-48
• 5.2.1 建筑物场景构建42
• 5.2.2 分区显示测试42-43
• 5.2.3 通路测试43-44
• 5.2.4 火焰设置测试44
• 5.2.5 最佳逃生策略测试44-48
• 5.3 本章小结48-49
• 结论49-51
• 参考文献51-55
• 攻读硕士学位期间所取得的成果55-57
• 致谢57

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本文编号：972476