韓斌

【摘要】在能源消費(fèi)日益增長的今天，能源在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位日益凸顯，油田地面工程設(shè)計(jì)的科技手段及與之配套的技術(shù)也在日趨完善。作為3DMAX輔助設(shè)計(jì)的VRP虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已成為一個(gè)有力工具。它可以與生產(chǎn)信息系統(tǒng)緊密結(jié)合，逼真再現(xiàn)站場現(xiàn)場、設(shè)備的操作過程和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，從而為天然氣生產(chǎn)提供可視化系統(tǒng)解決方案，結(jié)合VRP-SDK二次開發(fā)軟件工具包，方便開發(fā)人員針對(duì)行業(yè)的特點(diǎn)和需求開發(fā)專業(yè)功能。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 天然氣 生產(chǎn) 應(yīng)用

1 軟件概述

很久以來，在中國的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，一直是引進(jìn)國外的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件，中國在很長的一段時(shí)間內(nèi)沒有自己獨(dú)立開發(fā)的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真平臺(tái)軟件。中視典一直致力于中國虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)自有軟件的開發(fā)和探索，終于研發(fā)除了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件—Virtual Reallity Platform（通俗稱為VRP）。

軟件包括八大系列：VRP-BUILDER虛擬現(xiàn)實(shí)編輯器、VRPIE-3D互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、VRP-PHYSICS 物理模擬系統(tǒng)、VRPDIGICITY數(shù)字城市平臺(tái)、VRP-INDUSIM工業(yè)仿真平臺(tái)、VRP-TRAVEL 虛擬旅游平臺(tái)、VRP-MUSEUM 虛擬展館、VRP-SDK 系統(tǒng)開發(fā)包、VRP-STORY故事編輯器。其中VRP-BUILDER 虛擬現(xiàn)實(shí)編輯器和VRPIE-3D互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在天然氣行業(yè)中廣泛應(yīng)用，用以實(shí)現(xiàn)三維站場、設(shè)備數(shù)據(jù)庫連接、動(dòng)態(tài)流程顯示及互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布。

2 VRP設(shè)計(jì)前的工作

VRP虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)前期工作自己要是開展三個(gè)方面的工作：

一是用3DMAX建立三維站場模型，包括主要建筑、道路、設(shè)備、管線、閥門等天然氣生產(chǎn)配套設(shè)施，并用一定規(guī)則給不同模型進(jìn)行命名，方便日后進(jìn)行連接數(shù)據(jù)庫。

二是建立健全生產(chǎn)信息系統(tǒng)中站場基礎(chǔ)資料，包括閥門資料、管線資料、設(shè)備資料等，每臺(tái)設(shè)備的編號(hào)要與三維模型中的一致，以便連接數(shù)據(jù)庫后信息保持一致。

三是三維模型要詳細(xì)的表示地上管線、埋地管線，以及電纜、水管線、設(shè)備等多專業(yè)的綜合信息，要與現(xiàn)場一致，能真實(shí)完整的進(jìn)行顯示。

3 3DMAX導(dǎo)入VRP操作

在3DMAX中做好相關(guān)工作后，就需要我們把它轉(zhuǎn)化成VRP文件。首先我們安裝VRP軟件，安裝完成后會(huì)在3DMAX工具界面顯示出VRP插件，我們導(dǎo)出所有場景。需要注意的是：我們必須連同材質(zhì)和貼圖一起打包導(dǎo)出。導(dǎo)出成功后，我們就可以看到一個(gè)可供編輯的VRP文件，我們的后續(xù)工作將在此文件中完成。

4 VRP設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)的功能

4.1 站場簡介

在高級(jí)界面中，添加戰(zhàn)場簡介按鈕，能向大家展示三維效果的同時(shí)顯示站場的相關(guān)信息，使人能直觀的了解站場的發(fā)展歷史。

4.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

通過添加函數(shù)與天然氣生產(chǎn)信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的無縫連接，能實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場各儀表參數(shù)以及設(shè)備的詳細(xì)信息，實(shí)現(xiàn)資源的共享化，使設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)對(duì)應(yīng)到現(xiàn)場，方便管理。

4.3 設(shè)備預(yù)警

通過數(shù)據(jù)庫中的記錄，能在三維模型中，顯示出設(shè)備的運(yùn)行情況，對(duì)于到期檢測和校驗(yàn)提供預(yù)警。在模型中通過顏色變化進(jìn)行區(qū)分，使人一目了然，方便設(shè)備管理。

4.4 平面圖

加入站場平面圖，二維和三維進(jìn)行對(duì)比，滿足日常生產(chǎn)中不同的需要，使站場流程顯示全面。

4.5 測量

引入模型測量功能，能夠清晰的描繪出站場設(shè)備的外形參數(shù)，為施工提供依據(jù)。

4.6 觀察方向

能從不同方向?qū)φ緢龊蛦闻_(tái)設(shè)備進(jìn)行觀察，真實(shí)模擬現(xiàn)場情況。

4.7 隱藏地面

可以將地面進(jìn)行隱藏，顯示地下管網(wǎng)的分布情況，有利于描繪流程和確保施工質(zhì)量和安全。

4.8 分類顯示

可以自行添加子菜單，對(duì)站場流程進(jìn)行分類顯示，只顯示某一系統(tǒng)或流程，方便使用者觀察。

4.9 動(dòng)態(tài)流程

能夠真實(shí)反應(yīng)出現(xiàn)在生產(chǎn)的真實(shí)流程，從天然氣的進(jìn)站到出站進(jìn)行模擬顯示，是人能清晰明了的了解整個(gè)站場的運(yùn)作過程及各種裝置的作用。

4.10 放大模型

對(duì)特一模型進(jìn)行放大觀察，讓使用者了解設(shè)備細(xì)節(jié)。

4.11 模型操作

對(duì)模型可以進(jìn)行編輯，可以復(fù)制、移動(dòng)、調(diào)整，方便使用者對(duì)現(xiàn)有模型進(jìn)行修改。

4.12 操作規(guī)程

加入操作規(guī)程選項(xiàng)，整個(gè)站場需要的操作規(guī)程都能在此顯示，方便使用者對(duì)照設(shè)備進(jìn)行查詢，同時(shí)也能滿足日常培訓(xùn)教學(xué)。

4.13 漫游功能

虛擬出一個(gè)外形與真人相似“巡檢員”，按照日常站場巡檢線路進(jìn)行巡檢。不僅可以對(duì)日常巡檢內(nèi)容進(jìn)行展示，還能夠啟用記錄功能，制作動(dòng)畫對(duì)戰(zhàn)場人員進(jìn)行培訓(xùn)教育。也可以設(shè)定好一系列視角來錄制視頻，對(duì)整個(gè)站場進(jìn)行宣傳展示，提升企業(yè)形象。

5 VRP成果發(fā)布

完成各項(xiàng)功能后，我們使用VRPIE-3D互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)成果進(jìn)行發(fā)布。我們可以把做好的成果掛在互聯(lián)網(wǎng)上，使用者通過IE瀏覽器就可以直接訪問，使所做的項(xiàng)目使用起來更加方便快捷。

6 總結(jié)與展望

計(jì)算機(jī)技術(shù)日益發(fā)展的今天，站場的管理向著更智能、更便捷的信息化邁進(jìn)。使人們從現(xiàn)場中解放出來，足不出戶就能了解到現(xiàn)場的一切，極大的提高工作效率和工作質(zhì)量。但同時(shí)對(duì)人員素質(zhì)要求也進(jìn)一步提高，要求熟悉工藝流程和深厚專業(yè)技術(shù)水平。

在三維站場建設(shè)中，VRP虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了相關(guān)功能，但在比較復(fù)雜的工藝流程中，該軟件還存在許多不足之處。首先，它僅僅利用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，不能夠?qū)︼@示的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和處理，這一部分還需要人工進(jìn)行操作。另外在動(dòng)態(tài)流程顯示方面，只是簡單的動(dòng)畫和文字提示，只能按照設(shè)置進(jìn)行，不能實(shí)現(xiàn)中途的人為控制。相信，隨著軟件工程的發(fā)展，現(xiàn)有的不足可以得到改善，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)會(huì)得到更大的用武之處。