森林消防訓練模擬器 -高階消防應變與救援模擬
FireFLY 是一款專業的 森林消防訓練模擬器 (Forest Firefighting Training Simulator),目的在於提升森林火災應對的組織與協調能力,透過高擬真的模擬技術,FireFLY 可提供森林消防員、火線指揮官、推土機、與飛機駕駛員等相關人員一個全方位的培訓環境,使其能在真實火災發生時迅速應變,提高滅火效率,減少災害損失。
FireFLY 內建 火勢傳播模型 (Fire Propagation Model) 與 煙霧傳播模型 (Smoke Propagation Model),可根據樹木類型、燃料分布、風速、氣溫、濕度與地形變數等參數,即時模擬火勢擴散情況,幫助消防人員掌握最佳滅火策略;此外,系統還支援 消防車 (Fire Truck)、推土機 (Bulldozer)、直升機與飛機 (Helicopter and Aircraft) 以及 消防員 (Fireman) 的模擬操作,涵蓋滅火、水源補充、物資運輸與火線構築等關鍵救援行動。
FireFLY 亦內建 GPS 車輛追蹤系統 (GPS-Based Vehicle Tracking System) 和 2D 地圖系統 (2D Map System),可顯示即時車輛與消防隊行動位置,並整合 3D 視覺資料庫 (3D Visual Database),提供 4000 平方公里的高精度模擬環境,強化指揮決策能力,使訓練更貼近實戰需求。
FireFLY 利用模擬技術與仿真技術,為負責現場協調與管理森林消防活動的森林服務部門成員提供培訓,包括:
- 高階事故指揮官 (High-Level Incident Commander)
- 火線指揮官 (Fireline Leaders)
- 隊伍領導人 (Team Leaders)
- 推土機指揮官 (Bulldozer Leaders)
- 飛機與直升機飛行員 (Aircraft and Helicopter Pilots)
FireFLY 概念模型 (FireFLY Conceptual Models)
FireFLY 透過 火勢傳播模型 (Fire Propagation Model) 和 煙霧傳播模型 (Smoke Propagation Model),模擬火災擴散,考量樹木種類、燃料密度、濕度、風速、地形等因素,提供高擬真環境,系統支援 消防車 (Fire Truck)、推土機 (Bulldozer)、直升機與飛機 (Helicopter and Aircraft) 及 消防員 (Fireman) 模擬,涵蓋滅火、防火線構築與物資運輸;結合 GPS 車輛追蹤系統 (Vehicle Tracking System) 和 3D 視覺資料庫 (3D Visual Database),提供 4000 平方公里高精度模擬,提升訓練與決策能力。
火勢傳播模型:影響森林火災的關鍵因素
火勢的傳播受多種因素影響,包括樹木特性 (Tree Characteristics)、可燃物 (Inflammable Matter) 及 環境因素 (Environmental Factors);樹木的種類、密度與年齡影響燃燒速率,而樹木的長度與直徑 會影響火焰的持續時間與火勢範圍;可燃物的類型、分布、數量與密度直接決定火源的強度與可燃持續性;而地表覆蓋物的濕度會影響火勢是否容易點燃或擴散;環境因素如 風速與風向 可推動火焰快速蔓延;氣溫與降水量 影響可燃物乾燥程度;強風 可能導致火焰跳躍式蔓延;地形起伏與土壤濕度 也會影響火勢擴散速度,例如:山坡地區的火勢可能會加速上升,而濕潤土壤則能減緩火焰擴展,這些因素相互作用,決定了森林火災的傳播模式與影響範圍。
◢ 樹木特性 (Tree Characteristics)
- 樹種、密度、年齡 (Type, Density, Age)
- 長度、直徑、頂點 (Length, Diameter, Vertex)
◢ 可燃物 (Inflammable Matter)
- 類型、分布、數量、密度 (Type, Distribution, Amount, Density)
- 濕度、地表覆蓋物 (Humidity, Litter Cover)
◢ 環境因素 (Environmental Factors)
- 風速、氣溫、降水量 (Wind, Air Temperature, Rainfall)
- 強風/風勢 (Gale/Wind Force)
- 土壤濕度 (Moisture)
- 地形與地貌 (Terrain and Topography)
煙霧傳播模型:掌握火災影響範圍
煙霧的傳播受風速與風向 (Wind Velocity and Direction) 影響,強風能將煙霧推向更遠的區域,甚至影響數百公里外的能見度與空氣品質;可燃物的濕度 (Humidity of the Inflammable Matter) 決定燃燒產生的煙霧量,乾燥的可燃物會產生更大量的濃煙,而濕潤的燃料則可能降低煙霧濃度;火勢強度 (Fire Intensity) 影響煙霧上升的高度與濃度,火勢越強,煙柱可達更高層大氣,影響更大範圍;樹林類型 (Stand Type) 也影響煙霧成分與散布速度,針葉林通常產生更多黑煙,而闊葉林則可能產生較多白煙與氣體污染物。這些因素相互作用,決定煙霧擴散的範圍與持續時間,對環境與人類健康產生深遠影響。
- 風速與風向 (Wind Velocity and Direction)
- 可燃物的濕度 (Humidity of the Inflammable Matter)
- 火勢強度 (Fire Intensity)
- 樹林類型 (Stand Type)
消防設備與人員操作模擬:強化協同作戰與滅火效率
FireFLY 模擬各類消防設備與人員操作,提供高擬真的訓練環境;消防車 (Fire Truck) 可透過水泵或監視器釋放水/化學藥劑,並能跟隨路線行駛、建立車隊、補充燃料與水源,透過搖桿控制進行精準操作;推土機 (Bulldozer) 可用於推倒樹木、建造防火線與道路,確保火場隔離,並支援路線行駛與燃料補充;直升機與飛機 (Helicopter and Aircraft) 採玻璃駕駛艙設計,可執行起降、懸停、任務分配,並能從湖泊、河流補水進行滅火與運送消防人員;消防員 (Fireman) 則負責建造防火線、砍伐樹木、滅火、引燃控制火源,並能佈設/回收水帶、操作陸上與空中載具,確保消防行動的靈活性與高效性。
◢ 消防車 (Fire Truck)
- 透過水泵或監視器釋放水/化學藥劑 (Dispense Water/Chemical from Monitor/Pump)
- 跟隨路線行駛 (Follow Routes)
- 建立車隊 (Setup Convoys)
- 補充燃料 (Refuel)
- 補充水源 (Refill Water)
- 搖桿控制 (Joystick Control)
◢ 推土機 (Bulldozer)
- 推倒樹木 (Knock Down Trees)
- 建造防火線 (Construct Firelines)
- 建設道路 (Construct Roads)
- 搖桿控制 (Joystick Control)
- 補充燃料 (Refuel)
- 跟隨路線行駛 (Follow Routes)
◢ 直升機與飛機 (Helicopter and Aircraft)
- 玻璃駕駛艙 (Glass-Cockpit) 搭配搖桿控制 (Joystick Control)
- 任務分配 (Mission Assignment)
- 起飛/降落/懸停 (Take Off/Land/Hover)
- 從湖泊/河流/水池補充水源 (Refill Water from Lake/River/Pool)
- 運送消防員 (Transfer Firemen)
- 補充燃料 (Refuel)
- 灑水滅火 (Dispense Water)
- 火場干預 (Fire Intervention)
◢ 消防員 (Fireman)
- 建造防火線 (Construct Firelines)
- 砍伐樹木 (Cut Down Trees)
- 灑水/化學藥劑滅火 (Dispense Water/Chemical)
- 引燃控制火源 (Start Controlled Fires)
- 跟隨路線行動 (Follow Routes)
- 佈設/回收消防水帶 (Lay/Gather Hose)
- 上下陸上載具 (Get On/Off Land Vehicles)
- 上下直升機 (Get On/Off Helicopters)
地圖與追蹤系統:提升火場監控與指揮調度能力
FireFLY 的 地圖與追蹤系統 提供高精度的地理資訊與即時車輛監控功能,幫助消防指揮中心在模擬訓練與實際救援中迅速掌握火場動態,優化資源調度。
2D 地圖屬性 (2D Map Properties) 採用UTM 格式 (UTM Format) 與 度、分、秒座標系統 (Degree, Minute, Second),確保精確定位;內建GPS 追蹤系統 (GPS-Based Vehicle Tracking System),搭配詳細衛星照片,支援地圖平移 (Pan on Map) 與放大/縮小 (Zoom In/Zoom Out) 功能,使消防人員能直觀分析火勢範圍、地形變化與路線規劃,提升決策準確性。
車輛追蹤系統 (Vehicle Tracking System) 進一步提升指揮效能,透過 GPS 介面 (Global Positioning System) 與現實世界的車輛追蹤系統整合,確保所有模擬演習中的消防車、推土機、直升機等載具皆可即時顯示於系統中,使指揮官能有效監管行動部署,確保滅火與救援行動的協調性與精準度。
◢ 2D 地圖屬性 (2D Map Properties)
- UTM 格式 (UTM Format)
- 度、分、秒 (Degree, Minute, Second)
- GPS 追蹤系統 (GPS-Based Vehicle Tracking System)
- 地圖平移 (Pan on Map)
- 詳細衛星照片 (Detailed Satellite Photos)
- 放大/縮小 (Zoom In/Zoom Out)
◢ 車輛追蹤系統 (Vehicle Tracking System)
- FireFLY 具備 GPS (全球定位系統, Global Positioning System) 介面,可連接至現實中的車輛追蹤系統,使所有模擬演習中的車輛皆可在追蹤系統中顯示。
視覺資料庫與 3D 模型:打造真實火災模擬環境
FireFLY 透過高精度視覺資料庫與 3D 模型,提供逼真的森林火災模擬環境,幫助消防人員在接近實戰的場景中訓練與決策;系統採用 DTED2 高程資料與 0.6 公尺解析度衛星地圖,精準還原地形,並結合 人文與建築元素、植被模型、湖泊與河流,重現複雜的自然環境;模擬森林狀態涵蓋正常、受火災損害、及維護良好/不佳的樹木變化,讓消防隊員能預測火勢影響;場景範圍達 4000 平方公里,適用於不同地形與生態,提升訓練真實感,使消防隊伍能在多變環境中精準應對火災挑戰。
◢ 地理資料
- DTED2 高程資料 (DTED2 Elevation Data)
- 0.6 公尺解析度衛星地圖 (0.6m Resolution Satellite Map)
- 人文與建築元素 (Civil Cultural Elements)
- 真實 3D 模型 (Realistic 3D Models)
- 植被模型 (Vegetation Models)
- 湖泊與河流 (Lakes, Rivers)
◢ 森林狀況
- 樹種 (Tree Types)
- 正常狀態 (Normal)
- 受火災損害 (Damaged by Fire)
- 維護良好/維護不佳 (Well/Non-Well Cared States)
◢ 場景管理範圍
- 4000 平方公里 (4000 km² Scene Management Area)
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