Propagación y Extinción de Incendios Forestales y Urbanos para Entornos de Entrenamiento Virtuales

The usage of Virtual Reality Simulation to support the training process of fire fighters and managers has two main advantages. On one hand, it supports the simulation of complex scenarios like big cities, where a fire cannot be simulated in the real world. On the other hand, fire fighting VR simulators allow trainees to experience situations as ’alike’ as possible to real fire, reducing the probability of accidents when they are practising exercises with real fire. The success of the Virtual Reality Simulator depends on how close to reality the simulation process is. This thesis provides a fire spread algorithm for forest and urban environments, which can be used at interactive rates. Due to the interactive nature of the algorithms, the users are able to fight the fire by throwing extinguishment agents. The VR simulator also requires addressing the integration of heterogeneous data sources like maps and cadastre. Both these aspects are met in this thesis by a careful management of semantics in the information system.

This thesis discusses how existing and dynamic 3D geo-information can be loaded into a fire fighting VR system and how the preservation of the semantic knowledge can benefit the user experience in the VR simulator. Semantic technologies are intended to help in the selection of information to get a seamless integration between the GIS data, the VR system and the tasks and users involved in the fire fighting processes.

Date

2013-03-15

Place

Donostia-San Sebastian, Spain

Abstract

La formación de los bomberos es un proceso que incluye contenidos prácticos sobre cómo actuar ante incendios forestales y urbanos. La utilización de simuladores físicos tiene limitaciones impuestas por las condiciones de seguridad requeridas. Realizar prácticas controladas en condiciones reales está también altamente limitado por razones de factibilidad y de seguridad. Por tanto, la utilización de sistemas de entrenamiento de Realidad Virtual tiene especial relevancia.Las aportaciones de esta tesis están centradas en tres aspectos. El primero es el desarrollo de un entorno virtual para la simulación del entrenamiento e bomberos. Los escenarios considerados incluyen entornos forestales urbanos y mixtos. El entorno virtual puede ser accedido por bomberos que asumen distintos roles.El segundo es la generación de los algoritmos necesarios de la propagación y extinción de incendios dentro de los parámetros de interactividad del simulador. Para cumplir estos requisitos, se ha reducido la complejidad algorítmica a los elementos más fundamentales, entre ellos, la pendiente del terreno y la velocidad y dirección del viento. Además, se han añadido diversos efectos que aportan realismo a la propagación del fuego y su extinción: Spotting Fires, evaporación, modelo WaterJet.La definición de los escenarios incluye la clasificación del terreno o uso del suelo, los edificios y las barreras. La reconstrucción de escenarios reales a partir de información existente plantea problemas de heterogeneidad entre las distintas fuentes. La tercera aportación de esta tesis presenta las tecnologías semánticas como herramientas para solucionar los problemas de heterogeneidad de los datos y los distintos roles de los usuarios del sistema.

Author

Aitor Moreno

University

UPV-EHU