[發明專利]一種石化裝置三維實時培訓方法及系統

有效

• 申請號: 201210390328.X
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102930773A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 李磊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于計算機技術領域，特別涉及一種基于虛擬現實技術和計算機數值模擬技術的石化裝置三維實時培訓系統。

背景技術

隨著石油煉制與石油化工技術的迅速發展，石油化工企業對員工培訓的要求也起來越高。建立健全多渠道多層次的員工培訓體系，科學地做好員工培訓工作，是提高企業員工素質的重要環節。為此，本發明以三維數字化智能工廠為載體，開發了一種基于嚴肅游戲形式的三維實時培訓系統，豐富了員工培訓體系，充分發揮培訓環節在提高職工素質中的作用。

在石油化工生產中，每一個生產或操作環節都可能存在安全隱患，一旦發生事故后果不堪設想。并且，不是每個生產環節都可以親眼看到，在傳統培訓模式下，企業員工在培訓中所得到的只能是枯燥的理論知識。傳統培訓模式一般通過邀請專家學者擔任培訓講師，定時、定點進行集中授課，這種方式存在著內容枯燥、真實感差、針對性低、無重復性等局限性。尤其對于危險作業或不具備試驗條件的高級培訓，傳統的培訓方式更是難以實現。傳統培訓模式的局限性制約了人們所期望的培訓質量和培訓效率，滿足不了現代社會的需求。

近年來發展成熟的三維虛擬現實（Virtual?Reality，簡稱VR）技術利用三維建模技術、計算機圖形技術等高新技術手段，能夠在計算機上構建一個逼真的三維虛擬培訓場景，并且借助鼠標、鍵盤、數據手套、三維定位跟蹤器等輸入設備，能夠對虛擬的三維實體進行交互式操作。這種虛擬現實技術在醫療、娛樂等領域有廣泛的應用，但是在石化企業員工三維實時培訓方面國內還尚未應用。

利用虛擬現實技術可以逼真的展示石化企業三維數字化工廠的模型，三維數字化企業員工教育培訓課程，模擬不同形式的生產、事故場景，并提供多種形式的三維實時培訓與考核的方式，提高了員工培訓的興趣性，增加了培訓的質量和效率，本發明就是基于上述需求所產生的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種石化裝置三維實時培訓系統，通過基于三維建模技術、計算機圖形技術等手段，利用MicroStation、3ds?max等三維數字模型構建軟件建立三維智能工廠；在VC.NET編譯環境下，應用OpenGL實現了三維引擎的開發，并封裝成ActiveX控件，開發了基于B/S結構的三維實時培訓系統，實現石化裝置工藝流程動態模擬、交互式開停工操作模擬、重點設備結構和原理、培訓題庫的三維模擬等功能，通過三維技術模擬真實的場景，加強員工培訓時的交互性，使員工對工廠及事故場景真實感受加強，實現網絡上的不同用戶已登錄到服務器上，進行分布式的三維實時培訓與考核。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種石化裝置三維實時培訓系統，其包括：

三維數字化智能工廠模塊，其用于準確逼真的模擬顯示三維培訓虛擬場景；

基礎數據平臺模塊，其用于將石化企業裝置、設備信息傳遞給三維數字化智能工廠模塊，實現三維場景和基礎數據的關聯；

三維培訓引擎子系統模塊，其負責實現、組織與管理三維數字化智能工廠模塊的中三維模型，用于表現渲染三維培訓場景，實現石化企業三維實時培訓的各種應用，提供三維實時培訓系統二次開發的接口與工具，該三維培訓引擎子系統模塊可以實現培訓場景三維可視化、場景修改、自由游歷、信息查詢的功能；

三維實時培訓系統應用子模塊，其用于實現石化企業員工三維實時培訓與考核。

其中，基礎數據平臺模塊包括企業基礎信息數據子模塊、實時運行數據子模塊和監測監控數據子模塊。

其中，三維培訓引擎子系統模塊是基于VC.NET編譯環境和OpenGL圖形庫開發的。

其中，三維實時培訓系統應用子模塊包括基礎信息管理子模塊、三維基礎應用子模塊、工藝流程培訓子模塊、開停工培訓子模塊、DCS模擬培訓子模塊、裝置設備培訓子模塊和應急預案子模塊；

所述基礎信息管理子模塊用于石化裝置二維文本數據、三維圖形數據、實時運行數據、地理信息數據的組織、優化和管理；

所述三維基礎應用子模塊用于石化裝置三維圖形的顯示、三維漫游；

所述工藝流程培訓子模塊用于石化裝置工藝流程動態模擬；

所述開停工培訓子模塊用于交互式開停工操作模擬；

DCS模擬培訓子模塊用于裝置日常生產DCS操作的模擬；

所述裝置設備培訓子模塊用于典型石化裝置工作原理、結構三維模擬與培訓；

所述應急預案子模塊用于石化企業應急預案三維數字化模擬。

本發明還提供了一種石化裝置三維實時培訓系統，其包括：

三維數字化智能工廠模塊，其用于準確逼真的模擬三維培訓虛擬場景；