基于突发事件的建筑设备实时虚拟系统研究

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1、基于突发事件的建筑设备实时虚拟系统研究杨俊(机械与汽车学院土木工程专升本092班4090106225)摘要现实社会中的自然灾害、工程事故、恐怖活动等突发性的事件不仅对个人、群体和组织的正常活动构成了巨大的威胁，也严重影响了整个社会经济系统的协调发展。因而应用先进计算机技术手段，进行关于突发事件的相关研究与应用，尽量减少和避免由于突发事件带来的危害和损失有着迫切的现实意义。虚拟现实技术是支撑多维信息空间的关键技术，近年来已经成为信息技术领域研究开发的热点。将虚拟现实技术运用于城市社区规划、场景虚拟漫游余以及复杂场景的仿真等研究与应用之中，

2、给相关领域技术上都带来了革新性的发展。本文将虚拟现实技术引入智能建筑突发事件防灾、减灾的应用之中，构建面向突发事件的建筑设备实时虚拟系统，为利用建筑设备指导人员疏散的相关研究提供系统平台支持。关键词：突发事件信息传递关系模型智能建筑虚拟现实设备管理引言随着社会经济系统的发展，系统复杂性也相伴而生，其表现之一就是危机事件频频发生。现实社会中的自然灾害、工程事故、恐怖活动等突发性的事件不仅对个人、群体和组织的正常活动构成了巨大的威胁，也严重影响了整个社会经济系统的协调发展。因而进行关于突发事件的相关研究与应用，尽量减少和避免由于突发事件带来

3、的危害和损失有着迫切的现实意义。建立基于多维信息空间的人机交互环境是信息技术的创新发展目标之一。虚拟现实技术是支撑多维信息空间的关键技术，近年来已经成为信息技术领域研究开发的点。将虚拟现实技术运用于城市社区规划、场景虚拟漫游及复杂场景的仿真等研究与应用之中，带来了相关领域技术上的革新性发展。1课题相关理论综述1.1课题相关概念突发事件（Emergency）是指一切与智能建筑的结构、系统、服务和运营有关的，影响建筑物安全、节能、高效率和高舒适性等目标实现的活动和过程。这是一个广义和抽象的概念。本研究课题只讨论与建筑智能化系统有关的突发事件

4、，主要包括建筑智能化系统在运行过程中出现的过程故障、自适应和优化过程中非例行操作、非法入侵以及火灾等。建筑设备是指为建筑服务，提供人们基本生存环境（如电、风、水等）所需的大量机电设备①。本研究课题只讨论与人员疏散和安全相关的如电梯、照明设备、暖通空调设备、变配电设备以及给排水设备等建筑设备。限于本文篇幅与作者的研究领域和系统模块开发的任务安排，在本文相关讨论中，将主要研究电梯、消防系统中的喷水设备以及门禁系统中的安全门这三种建筑设备。1.2虚拟现实的特征51993年，BurdeaG在Electro93国际会议上发表的“VirtualRe

5、alitySystemandApplication”一文中，提出了虚拟现实技术三角形。即三“I”特征:Immersion（沉浸）、Interaction（交互）、Imagination（构想），如图1.1所示。它是虚拟现实系统的三个基本特征，用以区别相邻技术，如计算机图形学、多媒体技术、仿真技术、科学计算可视化技术等。图1.1“三角形”虚拟现实技术体系结构沉浸（Immersion）又称存在感，是指用户可以沉浸于计算机生成的虚拟环境中和使用户投入到由计算机生成的虚拟场景中的能力，用户在虚拟场景中有“身临其境”之感。他所看到的、听到的、嗅到

6、的、触摸到的，完全与真实环境中感受到的一样。它是VR系统的核心。交互（Interaction）是指用户与虚拟场景中各种对象相互作用的能力。它是人机和谐的关键性因素。用户进入虚拟环境后,通过多种传感器与多维化信息的环境发生交互作用，用户可以进行必要的操作，虚拟环境中做出的相应响应，亦与真实的一样，如拿起虚拟环境中的一个篮球，你可以感受到球的重量，扔在地上还可以弹跳。交互性包含对象的可操作程度及用户从环境中得到反馈的自然程度、虚拟场景中对象依据物理学定律运动的程度等；VR是自主参考系，即以用户的视点变化进行虚拟交换。构想（Imaginati

7、on）是指通过用户沉浸在“真实的”虚拟环境中，与虚拟环境进行了各种交互作用，从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识，从而可以深化概念，萌发新意，产生认识上的飞跃。因此，虚拟现实不仅仅是一个用户与终端的接口，而且可使用户沉浸于此环境中获取新的知识，提高感性和理性认识，从而产生新的构思。这种构思结果输入到系统中去，系统会将处理后的状态实时显示或由传感装置反馈给用户。如此反复，这是一个“学习——创造——再学习——再创造”的过程，因而可以说，VR是启发人的创造性思维的活动。因此，与过去只能在计算机旁等待计算机的处理结果，只能与键盘和鼠

8、标与计算机发生交互作用，只能从一些数值结果得到某些启发相比，虚拟现实技术提供了一个十分理想的人机界面。1.3国内外研究概况及文献综述目前，国外在虚拟现实的应用上，主要侧重历史继承性的应用。如：地域演变的模拟