[發(fā)明專利]一種部件信息提取分析與實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)交互的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710035617.0
• 申請(qǐng)日: 2017-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107066675A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 桑瑋;宋霏;鄭添;張啟江;連海濤;張潁;于瀟;張淑慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海核工程研究設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;G06F3/01
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31253
• 代理人: 馮子玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為核電及相關(guān)行業(yè)的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，特別涉及一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的部件信息提取分析與實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)交互的方法。

背景技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)作為一種能夠有效降低設(shè)計(jì)與驗(yàn)證成本的手段被引入到工業(yè)化生產(chǎn)中已有多年，其在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)者提供交互驗(yàn)證可能性。然而，目前各行業(yè)常見(jiàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，僅實(shí)現(xiàn)了模型場(chǎng)景的瀏覽，并只提供了簡(jiǎn)單的預(yù)置交互模式，即用戶僅能對(duì)產(chǎn)品的外形建立較為直觀的認(rèn)識(shí)，但是無(wú)法對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)作和人機(jī)交互方式進(jìn)行自由的研究。

核電廠是一個(gè)非常復(fù)雜的人-技術(shù)-組織系統(tǒng)，其構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件的數(shù)量非常巨大，且系統(tǒng)和部件間以復(fù)雜的控制邏輯相互連接，共同維護(hù)核電廠的安全性和可用性。所以對(duì)于核電行業(yè)來(lái)說(shuō)：

1)僅進(jìn)行簡(jiǎn)單的模型場(chǎng)景瀏覽的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。三維的靜態(tài)部件模型和描述數(shù)據(jù)(設(shè)計(jì)數(shù)據(jù))，需要與核電廠的實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)(設(shè)計(jì)分析器或模擬機(jī)，電廠物理和控制的數(shù)字化仿真模型)相關(guān)聯(lián)。設(shè)計(jì)人員才能在虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中通過(guò)監(jiān)控控制室或就地區(qū)域的指示儀和控制器與具備動(dòng)態(tài)運(yùn)行特性的整個(gè)電廠進(jìn)行互動(dòng)，在驗(yàn)證過(guò)程中也才更容易識(shí)別到設(shè)計(jì)中構(gòu)筑物和部件的外形尺寸和整體布置、安全分析、報(bào)警/顯示/控制特性、運(yùn)行規(guī)程等各方面的缺陷，進(jìn)行及時(shí)的設(shè)計(jì)變更和完善。在核電行業(yè)中，由于其復(fù)雜性，進(jìn)行大規(guī)模實(shí)時(shí)復(fù)雜計(jì)算的設(shè)計(jì)分析器一般是作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。這就要求虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用能夠與外部的計(jì)算系統(tǒng)或計(jì)算陣列有效的結(jié)合。

2)雖然可以在一個(gè)小型的虛擬場(chǎng)景中依次開(kāi)發(fā)交互與聯(lián)動(dòng)的機(jī)制，但對(duì)于整個(gè)核電廠，甚至僅對(duì)部分廠房來(lái)說(shuō)，動(dòng)輒成千上萬(wàn)的數(shù)據(jù)測(cè)點(diǎn)與反饋控制對(duì)象使得單獨(dú)配置每個(gè)點(diǎn)是不可能完成的。同時(shí)在實(shí)際的工程項(xiàng)目中，還需要面對(duì)三維的靜態(tài)部件模型和描述數(shù)據(jù)，以及體現(xiàn)了電廠測(cè)量和控制邏輯的設(shè)計(jì)分析器分別不斷迭代更新的情況，為此兩者的關(guān)聯(lián)關(guān)系需要具備自動(dòng)匹配和快速更新的特性，整個(gè)任務(wù)變得更加艱巨了。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種部件信息提取分析與實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)交互的方法。

部件信息提取分析與實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)交互的方法包括數(shù)據(jù)前處理和仿真系統(tǒng)整合；所述數(shù)據(jù)前處理包括：原始的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與部件描述信息保存在存儲(chǔ)服務(wù)器中，使用一個(gè)配置服務(wù)為系統(tǒng)提供用戶對(duì)于所述仿真系統(tǒng)整合模塊與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)關(guān)系的數(shù)據(jù)輸入接口，新的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)分析服務(wù)，服務(wù)在對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多邊形轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)揮作用，讀取對(duì)應(yīng)部件的描述信息，將描述信息按照描述組織規(guī)則進(jìn)行分詞。按照信息關(guān)鍵詞建立數(shù)據(jù)表，對(duì)于所有待轉(zhuǎn)換物體按照最小化碎片原則將有公共關(guān)鍵詞的部件順序排列，交由多邊形轉(zhuǎn)換引擎進(jìn)行操作。

優(yōu)選地，還包括對(duì)轉(zhuǎn)換完成多邊形數(shù)據(jù)進(jìn)行索引，建立多邊形段與關(guān)鍵詞的關(guān)系；迭代不同的關(guān)鍵詞，為每個(gè)關(guān)鍵詞相關(guān)的幾何體計(jì)算總的包圍盒范圍，建立占位空間表；根據(jù)用戶提供的數(shù)據(jù)點(diǎn)與關(guān)鍵詞關(guān)系規(guī)則表，分別建立關(guān)鍵詞與數(shù)據(jù)點(diǎn)關(guān)系表以及占位空間與數(shù)據(jù)點(diǎn)關(guān)系表；所有關(guān)系表保存到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中備用。

優(yōu)選地，在運(yùn)行時(shí)，使用OPC協(xié)議與獨(dú)立的實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，為了多通道虛擬現(xiàn)實(shí)的正確同步，使用一OPC通信服務(wù)來(lái)處理所有來(lái)自虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的仿真數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作；將與仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換分成四大類型，周期性數(shù)據(jù)訪問(wèn)、突發(fā)性數(shù)據(jù)訪問(wèn)、歷史數(shù)據(jù)訪問(wèn)和數(shù)據(jù)寫(xiě)操作；對(duì)于不同訪問(wèn)類型使用不同操作邏輯。

優(yōu)選地，所述周期性數(shù)據(jù)訪問(wèn)包括：由OPC通信中轉(zhuǎn)服務(wù)負(fù)責(zé)周期性的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用只更新需要周期訪問(wèn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)列表；OPC中轉(zhuǎn)服務(wù)在獲得數(shù)據(jù)點(diǎn)值后，保存數(shù)據(jù)點(diǎn)的最新值，同時(shí)將值緩沖到歷史數(shù)據(jù)服務(wù)中。

優(yōu)選地，所述歷史數(shù)據(jù)訪問(wèn)包括：使用一歷史數(shù)據(jù)服務(wù)緩沖所有注冊(cè)過(guò)周期性訪問(wèn)的數(shù)據(jù)點(diǎn)的歷史值；使用循環(huán)緩沖區(qū)建立歷史數(shù)據(jù)的緩沖空間；當(dāng)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用需要進(jìn)行獲取某數(shù)據(jù)點(diǎn)歷史值時(shí)無(wú)需使用OPC通信，直接從緩沖的歷史值中獲得結(jié)果。

優(yōu)選地，所述突發(fā)性數(shù)據(jù)訪問(wèn)包括：虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用直接向OPC通信中轉(zhuǎn)服務(wù)發(fā)出對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)列表的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，中轉(zhuǎn)服務(wù)過(guò)濾掉多通道服務(wù)器發(fā)來(lái)的重復(fù)請(qǐng)求后，立刻通過(guò)OPC協(xié)議向仿真系統(tǒng)查詢最新值，并返回給虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)寫(xiě)操作包括：對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的寫(xiě)操作，OPC通信中轉(zhuǎn)服務(wù)首先同突發(fā)性數(shù)據(jù)訪問(wèn)一樣濾除重復(fù)請(qǐng)求，之后按照用戶規(guī)則判斷請(qǐng)求是否合法，對(duì)于合法請(qǐng)求，通過(guò)OPC協(xié)議修改仿真系統(tǒng)端的數(shù)據(jù)點(diǎn)值并返回成功信號(hào)，否則返回錯(cuò)誤信號(hào)。

優(yōu)選地，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：