CN118981871B 一种基于任务导向防护状态的cbrn环境数字仿真方法和系统 （中国兵器科学研究院）

一种基于任务导向防护状态的CBRN环境数本发明公开了一种基于任务导向防护状态宏观尺度的仿真模型的耦合建立高精度多尺度分布式计算架构和边缘计算技术计算模型从而合演练和智能决策支持进行应急响应与决策支2S1，基于微观尺度的仿真模型和宏观尺度S4，基于分布式计算架构和边缘计算技术计算所效应模拟模型从而基于任务导向防护状态进行CBR所述基于任务导向防护状态的CBRN环境数字仿通过耦合不同尺度的所述微观尺度的仿真模型和宏观尺度仿真模型建立高精度多尺度模型的模型复杂度能够根据具体应用场景和实时数据所述污染扩散模型子模块用于耦合微观的分子动力学和宏观的流体所述辐射传播模型子模块用于结合蒙特卡罗方法和数值方法，模拟辐射实时多源数据融合模块(102)，用于获取并处理用于CBRN环境数字仿真的实时监测数所述数据获取子模块由智能传感器系统组成，内部设置传感器自校所述多源数据融合子模块用于基于所述实时监测数据利用机器学习算法处理和融合所述标准化的实时数据接口用于将实时监测数据通过标准化的实时数据接口无缝集成到所述高精度多尺度模型中，实现动态更新和调整所述高精度多尺度模型的模型复杂3个体化健康效应模拟模块(103)，用于基于个体化健康效应模型和长期效应模拟模型所述个体化健康效应模拟模块(103)由个体化模型子模块和长期效应模拟子模块组所述个体化模型子模块用于基于个体生理差异数据的健康效应模所述长期效应模拟子模块用于建立长期暴露的健康效应模拟模型作为人体健康效应所述个体化模型子模块和长期效应模拟子模块内部均设置健康效应评估康效应评估算法为基于大数据分析和机器学习的健分布式和边缘计算架构模块(104)，用于基于分布式计算架构和边缘计算技术计算所述高精度多尺度模型和所述人体健康效应模拟模型从而基于任务导向防护状态进行CBRN所述分布式和边缘计算架构模块(104)由分布式计算子模块和边缘计算子模块组成；所述边缘计算子模块在关键位置部署边缘节点，利用本地计算能力进行实时数据处智能人机交互界面模块(105)，用于将所述CBRN环境数字仿真的仿真结果通过智能人所述智能人机交互界面模块(105)由自然语言处理子模块以及3D可视化子模块组成；所述自然语言处理子模块包括基于自然语言处理的智能交互系统，支所述3D可视化子模块用于使用3D建模和可视化技术展示污染物扩散和虚实结合应急响应演练模块(106)，用于基于虚实结合演练和智能决策支持对数字仿所述虚实结合仿真平台为集成所述虚拟现实子模块和所述增强现实子模块的仿真平4虚拟实验平台与数据一致性校验模块(107)，用于基于虚拟实验平台和数据一致性校所述虚拟实验平台与数据一致性校验模块(107)由虚拟实验创建子模块、数据一致性所述虚拟实验创建子模块用于创建虚拟实验环境，模拟实际实验条件，所述数据一致性校验子模块用于基于数据一致性校验机制确保实验数据和仿真数据所述虚拟实验算法子模块用于设置虚拟实验的仿真算法，模拟实验室和现场实验条2.根据权利要求1所述的一种基于任务导向防护状态的CBRN环境数字仿真系统，其特S23，将实时监测数据通过标准化的实时数据接口无缝集成到所述高精度多尺度模型3.根据权利要求2所述的一种基于任务导向防护状态的CBRN环境数字仿真系统，其特4.根据权利要求3所述的一种基于任务导向防护状态的CBRN环境数字仿真系统，其特5.根据权利要求4所述的一种基于任务导向防护状态的CBRN环境数字仿真系统，其特S5，将所述CBRN环境数字仿真的仿真结果通过6.根据权利要求5所述的一种基于任务导向防护状态的CBRN环境数字仿真系统，其特5S6，基于虚实结合演练和智能决策支持对所述数字仿真过程进行应急响应与决策支7.根据权利要求6所述的一种基于任务导向防护状态的CBRN环境数字仿真系统，其特6事和应急响应领域的一种标准操作程序，旨在应对化学、生物、放射性和核(CBRN)威胁。78[0045]8、ChemicalBiologicalIncidentResponseForce(CBIRF)Training[0052]概述：CBRNTS是一种专门用于CBRN培训的仿真器，提供虚拟现实和增强现实体9[0107]本发明的目的是针对现有技术的缺陷而设计一种基于任务导向防护状态的CBRN[0109]本发明的第一方面在于提供一种基于任务导向防护状态的CBRN环境数字仿真方应模拟模型从而基于任务导向防护状态进行CBRN[0117]S23，将实时监测数据通过标准化的实时数据接口无缝集成到所述高精度多尺度[0126]本发明的第二方面在于提供一种基于任务导向防护状态的CBRN环境数字仿真系[0127]高精度多尺度建模模块(101)，用于基于微观尺度的仿真模型和宏观尺度的仿真度模型的模型复杂度能够根据具体应用场景和实时数据[0128]所述高精度多尺度建模模块(101)由污染扩散模型子模块、辐射传播模型子模块[0131]实时多源数据融合模块(102)，用于获取并处理用于CBRN环境数字仿真的实时监[0133]所述数据获取子模块由智能传感器系统组成，内部设置传感器自校准算法单元、[0135]所述多源数据融合子模块用于基于所述实时监测数据利用机器学习算法处理和[0136]所述标准化的实时数据接口用于将实时监测数据通过标准化的实时数据接口无[0137]个体化健康效应模拟模块(103)，用于基于个体化健康效应模型和长期效应模拟[0138]所述个体化健康效应模拟模块(103)由个体化模型子模块和长期效应模拟子模块据通过可穿戴设备等途径采集个体的生理数[0140]所述长期效应模拟子模块用于建立长期暴露的健康效应模拟模型作为人体健康述健康效应评估算法为基于大数据分析和机器学习的健康[0142]分布式和边缘计算架构模块(104)，用于基于分布式计算架构和边缘计算技术计算所述高精度模型和所述人体健康效应模拟模型从而基于任务导向防护状态进行CBRN环[0143]所述分布式和边缘计算架构模块(104)由分布式计算子模块和边缘计算子模块组[0144]所述分布式计算子模块用于将计算任务分配到多个计算节点，使用MPI(Message[0154]所述虚实结合仿真平台为集成所述虚拟现实(VR)子模块和所述增强现实(AR)子[0159]所述数据一致性校验子模块用于基于数据一致性校验机制确保实验数据和仿真[0165]图1为根据本发明实施例提供的基于任务导向防护状态的CBRN环境数字仿真方法[0166]图2为根据本发明实施例提供的基于任务导向防护状态的CBRN环境数字仿真系统便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、器；其中所述传感器自校准模块内置传感器自校准算法以提高传感器数据的精度和可靠[0180]S23，将实时监测数据通过标准化的实时数据接口无缝集成到所述高精度多尺度[0181]该步骤S2通过数据依赖性与实时数据集成的方式解决高[0182]S3，基于个体化健康效应模型和长期效应模拟模型构建从而解决现有模型无法全面准确地模拟人体健康效应应模拟模型从而基于任务导向防护状态进行CBRN[0186]作为优选的实施方式，所述分布式计算架构包括将计算任务分配到多个计算节[0190]作为优选的实施方式：所述智能人机交互界面结合自然语言处理和语音识别技[0201]高精度多尺度建模模块101，用于基于微观尺度的仿真模型和宏观尺度的仿真模[0205]实时多源数据融合模块102，用于获取并处理用于CBRN环境数字仿真的实时监测[0207]所述数据获取子模块由智能传感器系统组成，内部设置传感器自校准算法单元、[0209]所述多源数据融合子模块用于基于所述实时监测数据利用机器学习算法处理和[0210]所述标准化的实时数据接口用于将实时监测数据通过标准化的实时数据接口无[0211]个体化健康效应模拟模块103，用于基于个体化健康效应模型和长期效应模拟模[0212]本实施例中，所述个体化健康效应模拟模块103由个体化模型子模块和长期效应据通过可穿戴设备等途径采集个体的生理数[0214]所述长期效应模拟子模块用于建立长期暴露的健康效应模拟模型作为人体健康述健康效应评估算法为基于大数据分析和机器学习的健康[0216]分布式和边缘计算架构模块104，用于基于分布式计算架构和边缘计算技术计算所述高精度模型和所述人体健康效应模拟模型从而基于任务导向防护状态进行CBRN环境[0217]本实施例中，所述分布式和边缘计算架构模块104由分布式计算子模块和边缘计[0218]所述分布式计算子模块用于将计算任务分配到多个计算节点，使用MPI(Message[0220]智能人机交互界面模块105，用于将所述CBRN环境数字仿真的仿真结果通过智能[0221]本实施例中，所述智能人机交互界面模块105由自然语言处理子模块以及3D可视[0224]虚实结合应急响应演练模块106，用于基于虚实结合演练和智能决策支持对所述[0228]所述虚实结合仿真平台为集成所述虚拟现实(VR)子模块和所述增强现实(AR)子[0230]虚拟实验平台与数据一致性校验模块107，用于基于虚拟实验平台和数据一致性[0231]本实施例中，所述虚拟实验平台与数据一