基于實時三維建模的滅火救援訓練效能優化與風險防控

摘要：滅火救援訓練是提升消防隊伍實戰能力的關鍵環節。為了使訓練更貼近實戰，需盡可能模擬真實的災害場景，使消防人員在訓練中依據不同場景靈活運用各類滅火戰術。隨著科技的發展，實時三維建模技術為滅火救援訓練提供了新的思路，基于三維建模技術的滅火救援訓練安全平臺架構，分析了基于Altizure軟件完成實時三維建模的滅火救援訓練效能優化及風險防控措施，實踐證明，這種方法便捷實用，具有較好的效果。

關鍵詞：三維建模技術；滅火救援；訓練效能；風險防控

火災事故具有突發性強、危險性高、發展態勢迅猛等特點，導致消防部門滅火救援工作面臨場景復雜化、技術水平要求高端化等挑戰，為適應時代發展需求，消防隊伍需不斷強化滅火救援意識和能力。通過提升裝備器材的運用水平和作戰協同效能，確保救援人員熟練掌握先進的技術手段，科學應對復雜火場環境下的各項風險。由于實戰訓練消耗的物資設備的成本高，且具有一定的風險，三維建模技術在消防領域得到廣泛應用，該技術通過構建火災場景，設置不同的訓練模塊，為參與模擬訓練人員提供成員調動、部署方案、救援決策等支持。本文基于實時三維建模的滅火救援訓練效能優化與風險防控措施，以期為新時代滅火救援訓練工作提供幫助。

1 三維建模技術在滅火救援訓練安全中的設計實現

1.1" 總體設計

平臺設計運用現代信息技術，整合處理分散化的數據資源，綜合展示并共享現有消防信息資源，依據數據接口將不同系統和平臺的數據進行整合，直觀展示災害點周邊的消防力量分布、重點單位信息以及危險源等基礎信息，并融入實時動態數據，如車輛位置、消防員位置、實時交通信息等，以此掌控火災事態的發展，優化處理滅火救援力量的調配，為現場指導決策提供有力支持。此外，系統重點提供防護單位、消防設施等內容，方便用戶迅速、直觀了解單位內部情況，為現場指揮、內部攻堅以及災害事故處置提供依據[1]。

整體平臺設計以Windows作為基礎開發平臺，將VisualStudio2012作為開發工具，采用3Dmax構建三維場景，按照業務層、應用支持層、基礎支持層和信息資源層進行分布管理。從系統設計角度來看，內部模塊結構清晰，會按照不同模塊的用戶角色分配調整。第一，知識培訓管理。這一部分不會限制用戶角色，只要正規申請賬號的訓練人員都可以參與培訓，主要分為打卡學習和在線測試兩個模塊。要求管理人員實時上傳新資料，及時刪除過期資料，定期查看訓練人員的打卡記錄，經統計匯報明確實際訓練結果。為考察訓練人員的學習狀況，用戶可以選擇在線模擬測試，根據知識類別定時完成測試，系統會提供最終評分結果。第二，模擬訓練管理。這一部分包含三維場景創建和模擬訓練組織兩個模塊。其中，三維場景創建可以模擬火災、建筑等多種空間環境，后臺管理人員負責場景編輯、修改以及發布等操作。三維場景生成后，會呈現到滅火處置評估管理模塊，訓練人員可以根據自身需求或模擬要求選擇具體場景。模擬訓練組織則由訓練人員自主設計，全局統籌模擬訓練過程，包括設計計劃、組織結構設計以及發布模塊等。第三，火災態勢顯示管理。訓練人員在完成滅火救援訓練的模擬組織后，還需管理火災態勢，該模塊基于系統構建的數據模型和技術算法進行操作，如設置初始數據、發布水源位置、通道規劃等。建立數據模型后，實際算法運行非常關鍵。當實際參數發生變化時，運用動態數據更新算法設計算法流程，根據場景的最大尺寸設置初始立方體，遵循依次遞進的原則，達到最大遞歸深度，這樣不僅能快速確定物體在火災場景中的位置，還可以判斷物體與其他物體是否存在碰撞或是否處在可視范圍內。第四，滅火處置評估管理。在模擬訓練滅火救援過程中，要遵循團體作戰原則，模塊設計包含模擬訓練執行、裝備調用管理、滅火訓練評估管理3部分，訓練人員要根據自身角色身份進行操作，模擬完成滅火接警、資源調用、任務分配、救援實施等多項任務，并根據分配的裝置和場景狀態，合理運用自身資源，準確模擬救援過程[2]。

1.2" 關鍵功能

1.2.1" 火災自動報警子系統。

其主要任務是實時監測聯網單位的火情狀況，及時向監控中心傳遞火情信息，并根據火情信息執行轉警操作。

1.2.2" 電氣火災監控子系統。

其主要任務是監控電氣火災及消防給水狀況，包括火情監控主機、感溫光纖、藍牙采集器、攝像頭、探測裝置等，該系統能夠精確、高效管理監控設備并有效完成各項操作，支持設備信息在線查看和實時上傳，能夠及時收集漏電、高溫等異常數據，并及時觸發報警提示。

1.2.3" 視頻聯動子系統。

其主要任務是方便用戶實時查看監控設備的數據信息，包括遠程監控、綜合監控管理中心以及數據交互等模塊，可以隨時隨地查看消防中心控制室工作人員和消防車輛情況，發現異常問題會自動報警并記錄。與此同時，火情信息探測器周邊的攝像頭可用于驗證火情的真實性，合理調整攝像頭的方位，能夠準確監控火災區域的發展動態，進而提高火災救援的效率和質量[3]。

1.2.4" 消防維護工作監督子系統。

其主要任務是方便聯網單位和部門之間共享故障信息，科學分配單位工作人員的操作權限，確保其可以迅速獲取故障信息，并依據規范流程開展設備維護管理工作。系統運行期間，可以自主儲存設備維護信息，后續可以生成維護報告，所生成的數據信息完整、準確，具有較高的可信度。

1.2.5" 消火栓監控子系統。

其主要任務是監控消火栓的使用情況，包含信息采集中心、短信平臺、查詢服務器等多個模塊，可以根據需求實時推送用水信息、用水狀態以及定位信息等，支持多用戶登錄，并提供完善的儲存服務，可以更好地滿足新時期滅火救援訓練工作及實際需求[4]。

1.2.6" 獨立式火災報警子系統。

其主要任務是為傳統火災報警系統無法覆蓋的區域提供技術平臺支持，引入LoRa傳輸技術，具備傳輸距離遠、覆蓋范圍廣、低功耗和大容量等優勢。從滅火救援訓練角度來看，用戶只需在監控區域直接安裝探測器，系統就能根據不同用戶的權限級別，展示網關、消防設備和報警信息等數據，并實現火情的動態監控[5]。

2 滅火救援訓練效能優化分析及風險防控

2.1" 效能優化分析

某地針對消防安全重點單位開展無人機傾斜攝影工作后，獲取大量的照片信息，隨后，基于Altizure軟件完成實景三維建模，可以利用云計算處理模式，將拍攝照片全部傳輸至云服務器端處理，整個處理過程無需用戶干預。在明確基于實時三維建模的滅火救援訓練模型后，構建高仿真災害場景，模擬真實復雜環境，運用虛擬現實技術開展沉浸式訓練，突破物理條件帶來的限制，以較低成本重新呈現各類災害環境，聯合醫療、環保、交通等多個部門開展跨領域應急演練，優化信息共享與指揮調度流程。在訓練過程中，人工智能可以分析訓練過程，生成個性化的訓練方案，并實時反饋改進建議。傳感器可以實時采集救援人員的生理指標、裝備狀態等信息，為現場滅火救援訓練決策提供數據支持。災害場景數字孿生模型可以動態模擬火勢蔓延和救援路徑，支持救援人員從不同角度分析方案的優缺點。基于技術模型對滅火救援訓練效能的優化情況進行分析發現，該技術能進一步改進當前人員培訓模式和內容，優化實踐訓練工作成效，為培養更多優秀人才提供基礎保障。

2.2" 風險防控

在組織開展滅火救援訓練工作時，需構建安全教育長效機制。結合事故案例進行警示教育，強化“預防為主、安全第一”的工作理念，打破傳統單一化的工作模式，將安全意識貫穿于日常訓練、重大勤務等全場景中。同時，定期組織學習作戰訓練安全的相關規范，強化安全預判與應急處置能力，確保滅火救援訓練人員都能掌握裝備操作、危險識別等核心技能。此外，結合現代科學技術開發運用高層建筑、化工場所等特殊場景的模擬訓練設施，融合虛擬現實/增強現實技術開展心理抗壓訓練，推動體能型訓練向智能實戰化轉型，提升訓練人員在復雜環境下的適應能力[6]。

在滅火救援訓練期間，應建立動態風險評估模型，規范“災情研判-力量部署-行動調整”的指揮流程，實行安全要素強制評估制度，利用戰例復盤、想定作業等方式強化臨機決斷能力，構建與指揮能力相匹配的技術系統。完善重大災害多部門聯合作戰指揮平臺，依據數據分析實現智能輔助決策。結合實踐案例探討實時反饋信息，積極推進滅火機器人、熱成像無人機等智能化裝備的列裝，建設裝備物聯網管理系統，實現對裝備狀態的監測與智能調度，依據模擬災情演練提升實戰能力，降低安全風險的發生率。

3 結束語

綜上所述，本文根據傳統滅火救援訓練工作的局限性，結合實時三維建模技術的創新應用，深入探討了三維建模技術在滅火救援訓練工作中的應用平臺，同時，結合實踐案例和風險防控措施，明確了該技術對新時代滅火救援訓練工作發展的重要性。未來，滅火救援訓練團隊要熟練掌握實時三維建模技術手段，運用先進技術算法實時模擬火災現場，持續優化現場救援路徑，以此提高滅火救援訓練效率，降低救援工作的安全風險，為保障居民生命財產安全貢獻科技力量。

參考文獻

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局與改進研究：以武漢市為例[J].科技創新與應用，2024，14

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[5]李恒.無人機建模及VR技術在滅火救援數字化預案中的應用研究[J].今日消防，2023，8（6）：14-16.

[6]陸文韜.新時期發揮消防裝備戰勤保障體系最大作戰效能

的思考：以寧波市消防救援支隊為例[J].今日消防，2023，8（6）：

24-26.