煤礦礦井安全仿真系統(tǒng)軟件設(shè)計及實(shí)現(xiàn).pdf

1、煤炭是我國能源消費(fèi)的主體。以井下開采為主的方式，增加了煤炭生產(chǎn)過程中的不安全因素。研究表明，對煤礦工作人員進(jìn)行安全培訓(xùn)，可以有效地減少安全事故的發(fā)生。然而，由于各種條件的限制，傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式難以取得理想的效果，不能滿足實(shí)際需要。
　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)是計算機(jī)圖形學(xué)、計算機(jī)仿真科學(xué)、多媒體技術(shù)等多種高新技術(shù)的集合。VR所具有的想象、交互和沉浸等特點(diǎn)，可以解決傳統(tǒng)煤礦安全培訓(xùn)所遇到的各種問題。煤礦工作人員可以根據(jù)它所構(gòu)造的虛擬工作

2、環(huán)境演練各種突發(fā)情況的響應(yīng)預(yù)案，而不用擔(dān)心真的身處險境。
　　現(xiàn)有的煤礦安全培訓(xùn)軟件都具有整體的三維視景和漫游功能，真實(shí)感較強(qiáng)，但是開發(fā)周期長，價格昂貴且后期維護(hù)困難。對于礦難頻發(fā)而又資金不足的中小型煤礦企業(yè)，這無疑加重了企業(yè)的負(fù)擔(dān)，影響了企業(yè)實(shí)施安全培訓(xùn)的積極性；而且要準(zhǔn)確模擬隨開采不斷變化的煤礦巷道，需要不斷修改和維護(hù)軟件，現(xiàn)有的煤礦安全培訓(xùn)軟件難以做到這一點(diǎn)。
　　本課題基于Visual C++6.0軟件環(huán)境，結(jié)合VR

3、開發(fā)工具M(jìn)ultigen Creator和Multigen Vega，設(shè)計實(shí)現(xiàn)了煤礦安全培訓(xùn)仿真系統(tǒng)。具體所作的工作如下：
　　(1)提出了二維視圖與三維視景相匹配的解決方案，降低了軟件開發(fā)的時間成本、資金成本以及修改和維護(hù)的難度，有效地緩解了廣大中小型煤礦所遇到的矛盾。
　　(2)采用了理論與實(shí)踐相結(jié)合的科學(xué)方法，首先介紹了 VR理論和元胞自動機(jī)思想，然后借鑒了煤礦巷道生成算法，最后合理利用建模工具 Creator、視景仿

4、真工具Vega等，逼真地模擬了礦井復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，真實(shí)地再現(xiàn)了生產(chǎn)場景。
　　(3)運(yùn)用了部分和整體的思維模式，分別構(gòu)建某礦井主要巷道及采煤機(jī)、傳送機(jī)、工作面等模型群，再將其有機(jī)地組合在一起，實(shí)現(xiàn)不同的復(fù)雜場景。既降低了建模的難度，又提高了軟件的重用性。
　　(4)體現(xiàn)了分析與綜合的程序設(shè)計理念，通過分析軟件需求將軟件進(jìn)行功能分解，基于VC++分別實(shí)現(xiàn)了虛擬井下巷道模塊，虛擬井下瓦斯模擬模塊和工種安全培訓(xùn)模塊三個子系統(tǒng)，最后