[发明专利]一种石化装置三维实时培训方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于计算机技术领域，特别涉及一种基于虚拟现实技术和计算机数值模拟技术的石化装置三维实时培训系统。

背景技术

随着石油炼制与石油化工技术的迅速发展，石油化工企业对员工培训的要求也起来越高。建立健全多渠道多层次的员工培训体系，科学地做好员工培训工作，是提高企业员工素质的重要环节。为此，本发明以三维数字化智能工厂为载体，开发了一种基于严肃游戏形式的三维实时培训系统，丰富了员工培训体系，充分发挥培训环节在提高职工素质中的作用。

在石油化工生产中，每一个生产或操作环节都可能存在安全隐患，一旦发生事故后果不堪设想。并且，不是每个生产环节都可以亲眼看到，在传统培训模式下，企业员工在培训中所得到的只能是枯燥的理论知识。传统培训模式一般通过邀请专家学者担任培训讲师，定时、定点进行集中授课，这种方式存在着内容枯燥、真实感差、针对性低、无重复性等局限性。尤其对于危险作业或不具备试验条件的高级培训，传统的培训方式更是难以实现。传统培训模式的局限性制约了人们所期望的培训质量和培训效率，满足不了现代社会的需求。

近年来发展成熟的三维虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术利用三维建模技术、计算机图形技术等高新技术手段，能够在计算机上构建一个逼真的三维虚拟培训场景，并且借助鼠标、键盘、数据手套、三维定位跟踪器等输入设备，能够对虚拟的三维实体进行交互式操作。这种虚拟现实技术在医疗、娱乐等领域有广泛的应用，但是在石化企业员工三维实时培训方面国内还尚未应用。

利用虚拟现实技术可以逼真的展示石化企业三维数字化工厂的模型，三维数字化企业员工教育培训课程，模拟不同形式的生产、事故场景，并提供多种形式的三维实时培训与考核的方式，提高了员工培训的兴趣性，增加了培训的质量和效率，本发明就是基于上述需求所产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种石化装置三维实时培训系统，通过基于三维建模技术、计算机图形技术等手段，利用MicroStation、3ds max等三维数字模型构建软件建立三维智能工厂；在VC.NET编译环境下，应用OpenGL实现了三维引擎的开发，并封装成ActiveX控件，开发了基于B/S结构的三维实时培训系统，实现石化装置工艺流程动态模拟、交互式开停工操作模拟、重点设备结构和原理、培训题库的三维模拟等功能，通过三维技术模拟真实的场景，加强员工培训时的交互性，使员工对工厂及事故场景真实感受加强，实现网络上的不同用户已登录到服务器上，进行分布式的三维实时培训与考核。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种石化装置三维实时培训系统，其包括：

三维数字化智能工厂模块，其用于准确逼真的模拟显示三维培训虚拟场景；

基础数据平台模块，其用于将石化企业装置、设备信息传递给三维数字化智能工厂模块，实现三维场景和基础数据的关联；

三维培训引擎子系统模块，其负责实现、组织与管理三维数字化智能工厂模块的中三维模型，用于表现渲染三维培训场景，实现石化企业三维实时培训的各种应用，提供三维实时培训系统二次开发的接口与工具，该三维培训引擎子系统模块可以实现培训场景三维可视化、场景修改、自由游历、信息查询的功能；

三维实时培训系统应用子模块，其用于实现石化企业员工三维实时培训与考核。

其中，基础数据平台模块包括企业基础信息数据子模块、实时运行数据子模块和监测监控数据子模块。

其中，三维培训引擎子系统模块是基于VC.NET编译环境和OpenGL图形库开发的。

其中，三维实时培训系统应用子模块包括基础信息管理子模块、三维基础应用子模块、工艺流程培训子模块、开停工培训子模块、DCS模拟培训子模块、装置设备培训子模块和应急预案子模块；

所述基础信息管理子模块用于石化装置二维文本数据、三维图形数据、实时运行数据、地理信息数据的组织、优化和管理；

所述三维基础应用子模块用于石化装置三维图形的显示、三维漫游；

所述工艺流程培训子模块用于石化装置工艺流程动态模拟；

所述开停工培训子模块用于交互式开停工操作模拟；

DCS模拟培训子模块用于装置日常生产DCS操作的模拟；

所述装置设备培训子模块用于典型石化装置工作原理、结构三维模拟与培训；

所述应急预案子模块用于石化企业应急预案三维数字化模拟。

本发明还提供了一种石化装置三维实时培训系统，其包括：

三维数字化智能工厂模块，其用于准确逼真的模拟三维培训虚拟场景；