采油厂安全培训虚拟仿真平台设计

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1、采油厂安全培训虚拟仿真平台设计摘要：针对采油厂传统安全作业培训方法成本高、培训效果不佳等问题，本文采用三维模拟仿真技术对采油厂安全培训虚拟仿真平台进行设计实现。文屮设计了安全培训虚拟仿真平台的体系结构与系统组成，重点阐述了安全培训虚拟仿真平台中虚拟人建模、静态事物及动态事物建模等三维场景建模方法，研究解决了虚拟仿真平台中层次细节及碰撞检测等关键技术。实践结果显示，本平台中的交互式操作演练及高度还原的事故案例明显提高了安全培训的效果，达到了减少油HI培训成本、提高员工安全意识与操作水平的冃的。Abstract：Fortheproblemsofhighcostandpoortrainingeff

2、ectoftraditionalsafetytrainingmethodsinoilproductionplant,thispaperdesignsandrealizesthevirtualsimulationplatformofsafetytraininginoilproductionplantbyusing3Dsimulationtechnology.Thevirtualhumansimulationmodeling,staticanddynamicobjectsthreedimensionalscenemodelingmethodaremainlyintroduced,andthele

3、velofdetailandcollisiondetectionkeytechnologiesaresolvedinthisvirtualsimulationplatform.Theresultsofpracticeshowthattheinteractiveoperationdrillandthehighlyreducedaccidentcaseobviouslyenhancodthesecuritytrainingeffects,reducedthecostofoilfieldtrainingandimprovedstaffsafetyawarenessandoperationallev

4、el.关键词：三维模拟；虚拟仿真；场景建模；交互式控制Keywords：3Dsimulation；virtualsimulation；scenemodeling；interactivecontrol中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1006-4311(2017)11-0078-030引言随着油田的深入开发，采油厂在石油开采过程中的各种作业工艺变得越來越复杂，安全生产过程中的隐患问题日益突出，安全事故经常发生［llo因此急需对石油生产一线的作业人员进行切实有效的、系统的安全操作技术培训，特别是一些危险作业的操作方法的培训。提高油田工作人员安全技术水平和预防、处理事故的能力，对于

5、石油的安全生产至关重要,其屮向油田职工展示以往的错误操作致使石油生产过程屮发生的事故案例非常必要，以此达到警示的作用。?趣秤吞娥踩?操作培训大部分是以文字资料和多媒体课件为主、实物操作训练为辅的方式进行集中培训［2］。这种形式的培训存在很多问题，例如通过书本学习的培训方式枯燥无味，实物操作训练的成本很高，设备和培训人员的数量都受到限制，难以控制设备的操作时间，由于无法还原事故案例现场，很多事故无法真正再现给培训人员，如果在实际生产操作中遇到了紧急情况，员工依然是手足无措、容易发生事故，培训效果不理想，无法实现实时交互式操作训练功能［3,4］。因此，针对传统培训方法的不足，本文借鉴现代化油田安

6、全培训方法,将虚拟现实技术应用于采油厂的安全培训中，使用三维模拟仿真技术，再现采油厂发生过的事故案例现场，描述每个案例的经过和预防措施，以人机交互的方式展现在员工面前，实现三维的高度仿真效果，使培训者如亲临生产或事故现场。将三维模拟仿真技术应用到油HI培训工作中，让培训者在这个过程屮既能学习到正确的操作步骤，又能起到防范的作用，很大程度上解决了油田培训中的困难，对油田的安全牛产与管理起到积极的推进作用。1系统设计采油厂事故案例虚拟仿真平台主要利用虚拟现实技术，将采油生产事故案例和安全防范措施进行仿真，仿真平台主耍应用3DSMax进行建模、贴图和渲染，通过Vi讥ools工具将各个三维模型按照一

7、定的结构进行集成，用来组建完整的场景，仿真平台可以通过接口如鼠标、键盘、控制手柄、操纵台等输入设备实现设备操作、故障处理等来实现人机交互。本文的虚拟仿真平台根据系统的分层结构进行划分，可以分为数据服务层，仿真管理层、用户界面层三个层次。操作者与系统进行交互时，通过界面显示层输入数据的访问请求，通过仿真层中的各种服务，转换为对数据服务层的访问请求，数据服务处理请求后，将结果通过中间层，返回给界血层输出。该系统的