石化安全虛擬現(xiàn)實平臺的研究與實現(xiàn).pdf

1、石化是石油化學工業(yè)的簡稱,是化學工業(yè)的重要組成部分,為能源、交通、農(nóng)業(yè)、機械、紡織、建筑等產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)部門和人民群眾生活提供配套和服務,為我國國民經(jīng)濟的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。石油化工的主要工作是對石油和天然氣進行化學處理獲取石油石化產(chǎn)品,其原料、中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品,多數(shù)是易燃易爆或者有毒有害的。隨著石化產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴大,石化安全事故頻出,給國家的財產(chǎn)和人民群眾的生命健康帶來嚴重的威脅。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,虛擬現(xiàn)實技術(shù)已被廣泛應用于

2、社會生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。如何將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于石化安全領(lǐng)域,以提高安全管理水平、提高事故應急處置水平、增強安全培訓效果,是近年來石化安全領(lǐng)域研究的熱點之一。
　　本文圍繞虛擬現(xiàn)實技術(shù)在石化安全領(lǐng)域的應用展開研究,提出了從“石化三維數(shù)據(jù)管理”、“石化安全應用三維場景搭建”到“石化安全應用發(fā)布”等面向石化安全的一體化虛擬現(xiàn)實平臺。主要進行了石化安全虛擬現(xiàn)實平臺架構(gòu)設計、石化三維模型庫設計、平臺關(guān)鍵技術(shù)研究和平臺的集成與應用等工作。

3、
　　論文的主要工作及取得的研究成果如下:
　　(1)平臺架構(gòu)設計
　　根據(jù)石化安全行業(yè)的實際需求,設計出了由“石化三維模型管理子平臺”、“可視化編輯子平臺”和“石化安全應用子平臺”組成的石化安全虛擬現(xiàn)實平臺,并對三個子平臺的功能模塊進行了詳細設計;根據(jù)數(shù)據(jù)、引擎、業(yè)務分離的原則,將平臺縱向分為數(shù)據(jù)層、核心引擎層、應用層和表現(xiàn)層;設計了平臺的數(shù)據(jù)流程圖。
　　(2)石化三維模型庫設計
　　對三維模型庫管理子

4、平臺各個模塊進行詳細設計;介紹了三維建模技術(shù),研究了 max和 mod的三維模型數(shù)據(jù)格式;在石化行業(yè)標準的基礎上,結(jié)合虛擬現(xiàn)實特點,制定了三維模型數(shù)據(jù)的分類與編碼規(guī)范;以設備子庫為例,基于 MySQL數(shù)據(jù)庫,進行了數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)的設計,并在 MySQL中進行了實例化。
　　(3)平臺關(guān)鍵技術(shù)研究
　　從三個方面進行了石化安全虛擬現(xiàn)實平臺關(guān)鍵技術(shù)研究。對有插件和無插件Web3D技術(shù)進行對比,深入研究了 ActiveX技術(shù),實現(xiàn)了

5、基于 VRGIS渲染引擎的三維渲染插件;對三維等值面 Marching Cube算法進行研究,結(jié)合高斯煙團模型和高斯煙羽模型數(shù)學理論,實現(xiàn)了高斯模型的三維可視化;梳理安全屬性模塊的需求,進行了安全屬性數(shù)據(jù)庫的設計和屬性三維表達方式研究,最終在平臺中實現(xiàn)了安全屬性可視化管理模塊。
　　(4)平臺集成與應用
　　研究了平臺在 VRGIS渲染引擎的集成方式,利用 C++和 OpenGL在 VRGIS引擎上實現(xiàn)了平臺的集成。結(jié)合功能