森林灭火单兵模拟训练系统的设计与开发

论文摘要

随着我国经济和社会的发展,森林火灾发生频率越来越高,火灾发生后对参加人员灭火救援的专业性要求越来越高。近年来,部队利用多种手段,建设综合训练设施,改进训练方法和训练器材,开展森林火灾扑救等模拟训练,提高了部队灭火救援的训练水平。但是,因受各种因素的限制,基于实战的训练也存在诸多局限。当前随着计算机技术的不断发展,网络技术和计算机虚拟技术得到越来越广泛的应用,本选题为了解决当前森林灭火单兵训练中训练手段落后、单一,训练设施薄弱等问题,开发了基于计算机虚拟技术、网络技术的森林灭火单兵模拟训练系统。本文在分析传统的森林灭火训练功能需求的基础上,结合目前单兵森林灭火训练的实际需求,充分运用网页动态技术、数据库、2D仿3D等技术,实现了基于计算机虚拟技术、网络技术的森林灭火单兵模拟训练系统。系统包括理论学习和模拟训练两个内容,以及后台管理模块。理论学习模块,主要完成对单兵知识理论的教学。人员通过计算机登录系统,可选择理论学习、案例学习、综合考试。理论学习以多媒体方式按组训者制定的学习任务或自选学习内容进行学习,案例学习以森林防火图结合相应案例进行剖析,综合考试通过计算机随机抽题组考和阅卷统计成绩。并可进行技能等级测评。单兵灭火模拟训练模块,通过模拟森林火灾场景2D仿3D技术、动态实时听觉生成技术、方向传感,利用计算机对人员、灭火器材的各种姿态采集后的数据进行合成处理,并作用于模拟火场场景,以实现人—灭火工具—模拟火场的交互动作,从而达到训练目的。为解决代考代训问题,采用了指纹验证方式登录;为解决断电、死机问题,设计并实现了自动保存;为解决模拟场景大量频繁的数据交换问题,设计使用了2D仿3D技术;采用了连接池和ASP.NET相结合的存储技术来减少访问数据库时的IO瞬间过大的问题,为解决系统数据访问的安全性问题,采用了划分权限、指纹身份验证和国际先进的加密算法实现数据库的保护设计,有效防止恶意攻击、非法访问等手段,同时为数据库制定了必要的备份和恢复措施。本文首先对目前计算机网络技术、虚拟现实技术等的普及应用,部队森林灭火训练现状,国内外研究应用情况及取得的成效,森林灭火训练领域存在缺陷和设计开发模拟训练系统的优越性、背景等进行了较为详细的研究和介绍;其次,在本文正文中,详细阐述了系统的功能需求、设计构想和实现方式,主要有模拟训练系统的设计与实现、软硬系统的组成和系统的架构等,同时还重点分析了部分重要环节的程序实现和开发情况;最后,对本系统的可靠性、实用性及安全性进行了阐述和测试,通过测试各项技术和功能达到了最初的设计目标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 1.4 论文组织及主要贡献
• 第二章 系统需求分析
• 2.1 系统概述
• 2.2 系统功能需求分析
• 2.3 系统管理子系统需求分析
• 2.3.1 学习训练管理用例
• 2.3.2 训练考核管理用例
• 2.3.3 系统管理用例
• 2.3.4 数据库维护用例
• 2.3.5 学员子系统用例分析
• 2.4 系统的目标和解决的问题
• 2.5 系统需求问题描述
• 2.5.1 系统的功能性需求
• 2.5.2 系统的非功能性需求
• 2.6 系统创新性
• 第三章 系统架构设计
• 3.1 模拟训练系统设计目标和原则
• 3.2 系统功能架构
• 3.3 系统运行环境
• 3.4 系统安全架构
• 第四章 系统详细设计
• 4.1 功能模块设计
• 4.1.1 系统整体结构设计
• 4.1.2 功能模块相互关系
• 4.1.3 系统功能模块设计
• 4.2 数据库设计
• 4.2.1 系统数据库设计原则
• 4.2.2 系统数据库设计目标
• 4.2.3 理论学习数据库中表的设计
• 4.2.4 模拟训练模块数据库中表的设计
• 4.3 系统安全设计
• 第五章 系统功能的实现与测试
• 5.1 系统登录的实现与测试
• 5.1.1 密码登录
• 5.1.2 指纹验证方式登录
• 5.2 系统主界面功能
• 5.3 理论学习中心功能的实现与测试
• 5.3.1 数据库访问
• 5.3.2 理论学习功能
• 5.3.3 学习训练管理功能
• 5.3.4 技能测试中心功能
• 5.3.5 训练考核中心功能
• 5.3.6 考试信息管理功能
• 5.3.7 个人信息中心功能
• 5.4 模拟训练系统主要功能的实现与测试
• 5.4.1 AES 加密算法实现
• 5.4.2 模拟训练系统数据库连接池的实现
• 5.4.3 模拟系统控制模块的实现
• 5.4.4 场景模拟2D 仿3D 技术的实现
• 5.4.5 模拟训练的实现与测试
• 5.5 系统设置功能实现与测试
• 5.5.1 人员信息设置功能
• 5.5.2 科目与成绩设置功能
• 5.5.3 系统综合设置功能
• 第六章 总结和展望
• 6.1 本论文研究总结
• 6.2 前景展望
• 致谢
• 参考文献