[发明专利]一种部件信息提取分析与实时仿真系统交互的方法

说明书

技术领域

本发明为核电及相关行业的虚拟现实应用，特别涉及一种基于虚拟现实技术的部件信息提取分析与实时仿真系统交互的方法。

背景技术

虚拟现实作为一种能够有效降低设计与验证成本的手段被引入到工业化生产中已有多年，其在产品的设计阶段就能够为设计者提供交互验证可能性。然而，目前各行业常见的虚拟现实应用中，仅实现了模型场景的浏览，并只提供了简单的预置交互模式，即用户仅能对产品的外形建立较为直观的认识，但是无法对产品的运作和人机交互方式进行自由的研究。

核电厂是一个非常复杂的人-技术-组织系统，其构筑物、系统和部件的数量非常巨大，且系统和部件间以复杂的控制逻辑相互连接，共同维护核电厂的安全性和可用性。所以对于核电行业来说：

1)仅进行简单的模型场景浏览的虚拟现实应用是远远不够的。三维的静态部件模型和描述数据(设计数据)，需要与核电厂的实时仿真系统(设计分析器或模拟机，电厂物理和控制的数字化仿真模型)相关联。设计人员才能在虚拟现实应用中通过监控控制室或就地区域的指示仪和控制器与具备动态运行特性的整个电厂进行互动，在验证过程中也才更容易识别到设计中构筑物和部件的外形尺寸和整体布置、安全分析、报警/显示/控制特性、运行规程等各方面的缺陷，进行及时的设计变更和完善。在核电行业中，由于其复杂性，进行大规模实时复杂计算的设计分析器一般是作为一个独立的系统。这就要求虚拟现实应用能够与外部的计算系统或计算阵列有效的结合。

2)虽然可以在一个小型的虚拟场景中依次开发交互与联动的机制，但对于整个核电厂，甚至仅对部分厂房来说，动辄成千上万的数据测点与反馈控制对象使得单独配置每个点是不可能完成的。同时在实际的工程项目中，还需要面对三维的静态部件模型和描述数据，以及体现了电厂测量和控制逻辑的设计分析器分别不断迭代更新的情况，为此两者的关联关系需要具备自动匹配和快速更新的特性，整个任务变得更加艰巨了。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种部件信息提取分析与实时仿真系统交互的方法。

部件信息提取分析与实时仿真系统交互的方法包括数据前处理和仿真系统整合；所述数据前处理包括：原始的设计数据与部件描述信息保存在存储服务器中，使用一个配置服务为系统提供用户对于所述仿真系统整合模块与设计数据关系的数据输入接口，新的设计数据进入数据分析服务，服务在对设计数据进行多边形转换时发挥作用，读取对应部件的描述信息，将描述信息按照描述组织规则进行分词。按照信息关键词建立数据表，对于所有待转换物体按照最小化碎片原则将有公共关键词的部件顺序排列，交由多边形转换引擎进行操作。

优选地，还包括对转换完成多边形数据进行索引，建立多边形段与关键词的关系；迭代不同的关键词，为每个关键词相关的几何体计算总的包围盒范围，建立占位空间表；根据用户提供的数据点与关键词关系规则表，分别建立关键词与数据点关系表以及占位空间与数据点关系表；所有关系表保存到关系型数据库中备用。

优选地，在运行时，使用OPC协议与独立的实时仿真系统进行数据交换，为了多通道虚拟现实的正确同步，使用一OPC通信服务来处理所有来自虚拟现实应用的仿真数据的读写操作；将与仿真系统的数据交换分成四大类型，周期性数据访问、突发性数据访问、历史数据访问和数据写操作；对于不同访问类型使用不同操作逻辑。

优选地，所述周期性数据访问包括：由OPC通信中转服务负责周期性的数据请求，虚拟现实应用只更新需要周期访问的数据点列表；OPC中转服务在获得数据点值后，保存数据点的最新值，同时将值缓冲到历史数据服务中。

优选地，所述历史数据访问包括：使用一历史数据服务缓冲所有注册过周期性访问的数据点的历史值；使用循环缓冲区建立历史数据的缓冲空间；当虚拟现实应用需要进行获取某数据点历史值时无需使用OPC通信，直接从缓冲的历史值中获得结果。

优选地，所述突发性数据访问包括：虚拟现实应用直接向OPC通信中转服务发出对目标数据点列表的数据请求，中转服务过滤掉多通道服务器发来的重复请求后，立刻通过OPC协议向仿真系统查询最新值，并返回给虚拟现实应用。

优选地，所述数据写操作包括：对于虚拟现实应用的写操作，OPC通信中转服务首先同突发性数据访问一样滤除重复请求，之后按照用户规则判断请求是否合法，对于合法请求，通过OPC协议修改仿真系统端的数据点值并返回成功信号，否则返回错误信号。

优选地，基于虚拟现实技术。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：