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交互式三维仿真系统

在炼厂,电厂,油田处理厂等大型复杂生产工艺运行过程中,操作员需要直观地了解现场工艺走向,才能够更好地管理生产,处理紧急情况。交互式三维虚拟现实技术的发展为工业生产应用提供了一个直观有效地工具。

交互式三维虚拟工艺展示系统采用虚拟现实技术与信息系统结合形成了一套完整的生产辅助工具。即可以作为生产运行的辅助系统,也可以用于生产过程培训。同时,还可以扩展为交互式三维应急预案。

1.整体架构

交互式三维虚拟工艺展示系统基础架构为模块式结构,分别由三维系统应用模块,逻辑控制模块,数据库模块,操作界面,扩展接口所构成。实现二维数据和三维场景 通过逻辑控制对接,即二维数据通过调用接口函数反馈到三维场景,而三维场景通过触发事件调用二维数据库,最终用户通过客户端或者网页操作本系统。

系统的逻辑架构见下图:

交互式三维虚拟工艺展示系统采用C/S方式构架,三维客户端可以通过Internet从远程服务器上下载安装应用,也可以直接使用客户端程序从本地安装,更新文件,适应性强,即可满足网络条件好的情况下从服务器动态下载也满足了网络条件差时直接从本地加载数据。

针对客户机器配置普遍不高的现状,我们采用了各种先进技术来优化数据和场景渲染,以此来降低对机器的要求,并开放了性能效果显示级别自定义,使本系统在中等配置及以上的机器上都可以流畅的运行。

◆场景数据量及先进技术的应用

工业应用三维场景一般规模较大,往往会把作业区及所在地形地貌建筑进行模拟,或者所模拟区域机械设备众多,这就需要采用多线程技术、三维数据压缩技术、动态内存(显存)管理技术及按需加载技术来支持大场景的渲染,使场景浏览流畅自如。

2. 功能简介

交互式三维虚拟工艺展示系统一般要实现的基本功能为全场/区域/定点定位查看,信息检查,模型信息查询,设备管理、流程查看,沿流程漫游等。

该部分实现了管网储备库等基础数据和三维场景的无缝整合,实现了数据库->客户端->三维设备及三维设备->数据库->客户端的数据传递链条。

1)交互式电子沙盘

(1)全景漫游观看:三维场景的交互式角色漫游,快速的交通工具漫游,人性化的场景浏览参数设置

(2)可视化的交互控制:全景缩放,平移,旋转

(3)预置线路漫游:按照预置线路漫游观看

(4)精确定位:按照索引条件,直接到达搜索位置

(5)预置及实时参数显示:设施数据显示,实时参数显示。

2)工艺流程交互式查看

(1)多种工艺流程动态显示:流程选择,颜色定义,设备状态显示

(2)流程漫游查看:自动漫游,手动漫游

(3)流程图文说明:数据,图片,视频查看

(4)实时参数显示:仪表显示,开关状态显示,大数显示

3)设备数据交互查看

(1)设备数据库:设备说明书,参数表,原理演示

(2)参数查看:设备选择,参数查看

(3)设备查询:设备查询单位

4)应急演练系统应用

(1)预置三维紧急故障:场景,触发原因,故障过程演示

(2)故障处理预案:资源配置,预案启动

(3)预案说明:文字说明,图片展示,视频

5)培训系统应用

(1)操作培训:流程演示,操作过程演示,仿真系统接口

(2)巡检培训:自动巡检,手动巡检

(3)设备系统演练:设备拆解,原理演示,图文说明

(4)考核系统:题库,考核管理

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