石化安全虛擬現實平臺的研究與實現.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、農業(yè)、機械、紡織、建筑等產業(yè)生產部門和人民群眾生活提供配套和服務,為我國國民經濟的發(fā)展起到了至關重要的作用。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品,其原料、中間產品和最終產品,多數是易燃易爆或者有毒有害的。隨著石化產業(yè)規(guī)模的不斷擴大,石化安全事故頻出,給國家的財產和人民群眾的生命健康帶來嚴重的威脅。隨著信息技術的快速發(fā)展,虛擬現實技術已被廣泛應用于

2、社會生產和生活的各個領域。如何將虛擬現實技術應用于石化安全領域,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域研究的熱點之一。
　　本文圍繞虛擬現實技術在石化安全領域的應用展開研究,提出了從“石化三維數據管理”、“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實平臺。主要進行了石化安全虛擬現實平臺架構設計、石化三維模型庫設計、平臺關鍵技術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)平臺架構設計
　　根據石化安全行業(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實平臺,并對三個子平臺的功能模塊進行了詳細設計;根據數據、引擎、業(yè)務分離的原則,將平臺縱向分為數據層、核心引擎層、應用層和表現層;設計了平臺的數據流程圖。
　　(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,研究了 max和 mod的三維模型數據格式;在石化行業(yè)標準的基礎上,結合虛擬現實特點,制定了三維模型數據的分類與編碼規(guī)范;以設備子庫為例,基于 MySQL數據庫,進行了數據庫表結構的設計,并在 MySQL中進行了實例化。
　　(3)平臺關鍵技術研究
　　從三個方面進行了石化安全虛擬現實平臺關鍵技術研究。對有插件和無插件Web3D技術進行對比,深入研究了 ActiveX技術,實現了

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,結合高斯煙團模型和高斯煙羽模型數學理論,實現了高斯模型的三維可視化;梳理安全屬性模塊的需求,進行了安全屬性數據庫的設計和屬性三維表達方式研究,最終在平臺中實現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引擎上實現了平臺的集成。結合功能