针对当前煤矿应急救援演练成本高、耗时长、存在危险性、缺乏灵活性的问题,提出了一个类似游戏式的基于Unity3D渲染引擎的煤矿火灾应急救援演练系统的设计方案。分析了该系统的总体设计和系统构建需要的硬件,并对场景三维建模、火焰模拟、场景漫游、碰撞检测、演练考核等系统实现的方法进行了分析。

为了解决常见煤矿井下避灾路线算法在带约束条件问题方面的局限性以及运行效率待提升等问题,提出一种带约束条件的煤矿火灾避灾路线算法。该算法在当量长度的计算中引入了体能消耗指数,实现了巷道起伏对避灾路线影响的量化;考虑了灾变因子对巷道网络的影响,特别地,以具有累积量危害的定量属性为约束条件对算法进行改进;引入SPFA(Shortest Path Faster Algorithm)算法,相比经典Dijkstra算法,本算法在时间效率上有较大提升。最后,以寺家庄煤矿为例进行了测试,验证了算法设计的有效性,同时实现了时间效率的数量级提升。