摘要：应用虚拟现实Virtual Reality（VR）技术可以有效地促进和实现安全生产。冶金企业现场和施工条件复杂,应用VR 技术有更重要的作用。本文介绍了VR 技术的定义、现状、发展,VR 技术应用于安全生产的几种形式,并举例说明VR 技术的实现方法。
关键词：虚拟现实技术 安全 计算机仿真
冶金企业一般规模大、人员多,冶金企业的设计和施工中存在着现场复杂,施工条件艰苦等问题。将虚拟现实技术应用于冶金行业中可以帮助企业在施工之前消除设计中的不安全因素,实现安全生产。
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。它采用计算机技术,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进。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 ,CAD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。
2．VR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情况,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。根据描述对象的特征,确立合适的仿真方法,设计整个系统的仿真流程,选用适合的语言程序编写。
(3) 仿真系统的运行和方案的调整。运动仿真中,对于不动的部件,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。
（注册安全）
关键词：虚拟现实技术 安全 计算机仿真
冶金企业一般规模大、人员多,冶金企业的设计和施工中存在着现场复杂,施工条件艰苦等问题。将虚拟现实技术应用于冶金行业中可以帮助企业在施工之前消除设计中的不安全因素,实现安全生产。
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。它采用计算机技术,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进。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 ,CAD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。
2．VR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情况,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。根据描述对象的特征,确立合适的仿真方法,设计整个系统的仿真流程,选用适合的语言程序编写。
(3) 仿真系统的运行和方案的调整。运动仿真中,对于不动的部件,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。
（注册安全）
