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目前大多数煤矿虚拟环境研究着重于虚拟环境的几何表达,以创造沉浸感,很少关心虚拟环境的系统建模方法及形式规范。基于Multi-agent技术,建立了煤矿虚拟环境的层次化体系模型。该模型由硬件、网络、操作系统层、几何物理层、多Agent层和人机界面层组成,具有良好的可重用性、可重构性、可扩展性、智能性与交互性等显著特征。为了更准确地表达Multi-agent煤矿虚拟环境框架,对相关概念及agent属性进行了形式化定义。同时,讨论了典型agent的设计方法,建立了虚拟矿工agent模型。最后,介绍了用于井下安全的煤矿虚拟环境案例系统,有效实现了井下安全行为仿真应用。