实时三维技术在化工企业安全仿真领域中的应用 - Read.DOC

化工安全虚拟现实仿真系统的设计与实现 易 涛 杨 义 （北京华康达计算机应用技术有限公司，北京 100029） 摘要：本文介绍了运用虚拟现实技术完成对化工安全综合仿真平台的构建、系统实现的具体技术细节、以及安全预案逻辑仿真与操作评分系统的建立方法。研制出的仿真系统能较好的模拟出化工企业的生产状况、事故发生以及安全处理预案。本研究成果在北京某大型石油化工厂得到了实际应用，取得较好的仿真效果，同时也丰富了企业安全预案培训的手段。 关键词：虚拟现实；系统仿真；安全预案；化工仿真 文章编号： 中国分类号： 文献标识码： The Design and Implementation of VR System of Simulation for Security of Chemical Industry YI Tao Yang YI (Beijng HuaKangDa Computer Application Technology CO.,LTD, Beijing 100029,China) Abstract：This paper describes the constitution of integrated platform of chemical simulation, details of technology to realize the system,and methods of how to create the system of logic and counterplan for safety,and how to create the system of evaluation to operations.The system designed by us can successfully simulate the status of production in chemical plant,the accident,and counterplan for safety.The software which exploitured successfully was used in a large plant of petrochemical in Beijing,and through it we get a remarkable effect,at the same time it have enriched methods of exercise for factory’s security and counterplan. Keywords：virtual reality；system simulation；counterplan for safety；chemical simulation (引言 随着中国经济的蓬勃发展，石油化工企业的各生产事故也频频发生。目前，国家对生产安全的重视程度也已被提高到前所未有的高度。同时企业在安全管理上也做了许多工作，例如：制订安全守则，对生产人员进行安全培训等。但是这些手段还保留传统的“书本教学”方式，达到的效果不甚明显。因此，我们需要一种新颖的仿真平台－“现代安全综合仿真系统”。[1] 现代安全综合仿真系统是指在安全领域内充分利用当前最先进的虚拟现实计算机技术，结合过程动态仿真技术 ，建立一套能提供安全操作培训、应急预案演练等功能的计算机软硬件系统。即采用计算机实时三维图形化方法，模拟实际操作的环境和场景并提供交互操作环境、用严格的数学模型模拟生产的工艺过程、操作过程、事故过程[2]。可使用户有身临真实现场操作、执行应急预案的感觉。由此，安全综合仿真系统的应用可以用生动的形式来提高仿真的效率，最终可达到以下的目的： 1）完善应急预案：为预案提供了一种先进的演练培训手段；关注突发事件或事故发生后，如何处理和应对，以避免或减少人员的伤亡，降低经济损失。 2）对企业作出准确的安全预估：关注对客观条件的评估、安全隐患的甄别以及事故的预防等。对客观条件进行安全评估后的结果，可以作为制订或修改应急预案和安全操作规程的参考依据之一。 3）基本安全教育和特殊工种的培训：可提高被培训人员的素质（安全意识）和岗位技术教育。 1 系统体系结构设计 我们开发的“基于虚拟现实的化工企业安全仿真系统”是用三维仿真技术，在计算机上重现现场的环境和设备，模拟事故发生时的声、光、影等特效，可以给用户以身临其境的感觉，同时允许用户与虚拟环境进行交互，按预案的要求进行相应的操作处理，达到熟悉和演练预案的目的。 该系统不同于其他仿真系统，具有许多特点（如：3D用户界面、可交互性、特效模拟等），同时还能与工艺流程仿真模型服务器通信。 1.1 系统特点