管道输送已经成为油气资源长距离运输的主要方式,油气管道的安全应急工作事关国家发展、企业生存与家庭幸福,具有十分重要的意义。应急培训与演练是实际应急救援行动成功的前提和保证,必须高度重视。传统的实战应急模拟演练存在着准备时间长、耗费人力物力财力多、设定场景及进程单一等缺陷,不宜频繁进行,因此,探索利用计算机虚拟现实技术,开发油气管道应急救援虚拟仿真系统,用以辅助实战演练,对于应急预案的检验、应急队伍的锻炼、应急机制的磨合与完善,具有十分重要的意义。本文总结了油气管道事故应急救援的概念、原则、处置流程及应急内容,在此基础上,对比了油气管道事故应急处置流程中专家决策和领导决策两种决策模式的优劣,确定了本课题采用的决策模式。本文总结了三维虚拟现实引擎技术的功能及特点,对OSG引擎、Unreal引擎、Unity3D引擎、Gamebryo引擎、Bigworld引擎等主流三维引擎的基本信息及功能进行了分析与对比,针对本课题的特点及功能,确定了三维引擎。研究了泄漏模型、扩散模型、火灾模型、爆炸模型等事故机理模型,以及池火热辐射模型、爆炸冲击波模型、有毒气体扩散模型等事故伤害模型,利用后果计算分析方法,分析了事故发生后的泄漏、火球、爆炸等的破坏力和影响范围,基于GIS开发软件模块,实现了事故的动态模拟与危险区域的划分。以理论研究为基础,开发了一套分导调、指挥、执行、评估、观摩等不同角色,集演练执行与过程干预、演练导调与观摩、过程记录与回放、演练评估与总结功能为一体的油气管道应急救援培训演练三维仿真系统,重点介绍了该系统的设计及实现,以及系统实际应用情况。