通过VR技术实现冶金系统安全生产

1、通过vr技术实现冶金系统安全生产 1虚拟现实技术( vr) 1. 1定义虚拟现实技术(vr) 是在计算机技术、图形技术、传感技术、显示技术、人工智能、仿真技术、人体工程学及心理学等学科基础上发展起来的一门多学科综合性技术。它采纳计算机技术,以模拟的方式为使用者创造一个实时的、有交互性的三维图象世界。人们可以与图象形成的虚拟世界发生交互作用,产生身临其境的感觉。1. 2vr 建模的几种方法(1) 时间步长法。按照时间的顺序对过程进行仿真,时间步长不变。首先选取对象的起始点作为仿真时钟的起点。时间步长的选取与描述事件发生的频率有关,频率高,时间步长小;频率低,选取的时间步长可以大一些。在一个时间步

2、长内应最多只有一个事件发生。(2) 事件步长法。按照事件发生的顺序对过程进行仿真。在整个的过程中,时间步长随事件发生的频率变化。在多数的随机系统中,可以有多种性质的事件发生,通常按照时间发生的先后顺序逐个处理,仿真时钟以不同的间隔推动。事件步长法流程如图1 所示。monte carlo 方法(随机模型法) :通过随机模型和统计试验来求近似解的方法。定理的中心思想是:只要实验次数充分多,事件出现的频率可以用来描述事件发生的概率。1. 3vr 技术一般需要应用的工具软件目前,在实现vr 技术时常用的软件有:access 97 ,vrml97 ,visual basic 6. 0 ,java ,ca

3、d等。在本文中例举的冶炼厂系统废料运送系统的仿真就应用了vrml 97 和visual basic 6. 0这两种开发工具。2vr的研究步骤 虚拟现实技术就是要构建模型来描述实际系统中发生的状况,通过仿真获得系统的特性。一般来说,系统的建立包含以下几个步骤:(1) 划分描述系统,建立评价方法。应明确界定描述对象的范围,确定描述对象的边界和初始条件;明确虚拟的目的,确定这一过程涉及的所有主要参数和变量;建立虚拟效果的评价方法对后续的工作有指导作用。(2) 建立模型的仿真工作过程。依据描述对象的特征,确立合适的仿真方法,制定整个系统的仿真流程,选用合适的语言程序编写。(3) 仿真系统的运行和方案的

4、调整。运动仿真中,关于不动的部件,可以先将其隐藏起来,主要对运动复杂的零件进行编程,运动不复杂或影响不大的部分,只需要作出关键的几处就可以了。对仿真的效果进行评估,认定仿真的可行性。(4) 应用仿真结果指导生产。 3vr技术在安全工程中的应用 3. 1对出现的危险状况进行模拟在实际生产系统中,引发事故的原因多种多样,人、机械、环境三要素中任何一个发生的随机事件都可能引发严重的事故,有很强的不可预见性。利用vr 技术,可以事先模拟事件的发生过程及可能造成的严重后果。3. 2针对模拟的状况进行必要的改善通过虚拟现实,可以对现场有更多的了解,采用措施进行改善,如隔离、设置安全通道,设置警示牌,改善制

5、定或改善现场布置等。3. 3通过vr 重现事故现场,分析事故原因对已经发生的事故,依据现场的状况进行模拟,再现事故现场,以清楚了解事故发生的全部原因,杜绝同类事故的再次发生。3. 4进行安全教育用vr技术进行现场模拟,让工作人员在虚拟环境中熟悉了解工作现场、工作程序及安全注意事项,直观生动,效果好。4应用举例 4. 1仿真目的冶炼厂废料运送系统包括废料出炉,灰分抽样检测,封闭拖车拖运这3 个主要工序。出炉废料进行灰分检测需要20 min ,合格后同意拖走。可使用的封闭拖车的数量最多有7 台。理想的状况是:废料出炉后,采样检测得出结果后能够马上被拖走,拖车和废料都没有等待的现象。仿真的目的就是找

6、到最正确的配置,即最优制定,以尽可能快地拖走废料,降低环境污染的可能性,同时尽量减少拖车的等待时间,提升效益 。4. 2仿真方法这个问题合适用事件步长法进行程序制定,将拖车的等待时间和废料等待时间(除去进行检验所必须用的20 min外) 设为随机变量,废料等待时间超过10 min ,会大大增加清运成本和安全风险,拖车等待时间增加,会引起营运费用的增加,设备的投入费用大。进行程序制定。首先进行参数的输入,将系统的状态初始化,将拖车的等待时间设为0 ,工作状态设为闲,检测计时设为0 ,将所有涉及到的变量初始化。运行后,首先记录第一个事件,产生第一个记录,将它放在事件列表中,将时间列表由小到大排序,从表中取出时间属性最小的一个,将它的时间当作最早发生事件的时间。当某一个事件发生后,系统就开始处理相应的“活动,处理结束后,仿真时钟推动到下一个事件发生的随时,不断重复,直到满足条件。4. 3方案优化5结论 通过对废料处理及检测车间物流系统仿真,得出了等待时间和拖车配置的最正确方案。这里制定的仿真程序还可以完成以下的工作:依据工厂的实际状况调配拖车的