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虚拟环境下油田安全操作考评系统关键技术研究

作　者: 李君
导　师: 刘贤梅
学　校: 东北石油大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 虚拟环境 小修作业 仿真操作 知识表示 评价机制
分类号: TE48
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


虚拟环境下的仿真操作系统的应用越来越广泛,其在石油工业安全培训领域所发挥的作用也被逐步关注。目前,已有的虚拟仿真操作系统大多为单岗操作模式,而面向多人协作模式的仿真操作系统,特别是针对仿真操作进行考评的技术还很薄弱,有待研究和突破。本文分析和构建了虚拟环境下的油田安全操作仿真考评系统,并对其开发框架和相关的关键技术进行了研究。1.论文介绍了虚拟环境的概念、分类、构成和国内外发展现状,阐述了虚拟环境下油田安全操作仿真考评技术的基本特征、研究背景和研究内容,设计了油田安全作业仿真操作考评系统的开发框架,给出了相关的功能模块。2.对仿真操作进行知识描述是系统实现的基础,本文将系统中的知识分为六类,并给出了这些知识的描述方法。针对多角色协作模式的仿真操作,提出了基于SACA四层结构的过程型知识的描述方法,分析了基于产生式规则的控制型知识的描述方法,为构建考评知识库提供了基础。3.采用定性和定量相结合的方法,提出了基于CTPT模式的客观评价机制,构建了综合加权的数学模型。通过推理机，在训练模式下能够对学员的错误操作进行判别和解释；在考评模式下能够计算学员仿真操作的成绩,由计算机完成客观评价。另外,系统引入了专家用户,通过回放学员用户仿真操作的视频记录,进行主观评价。通过客观评价和主观评价的结合,使评价结果更加科学准确。最后,系统设计了管理模块实现考评结果的管理和维护,并可根据需要修改考评知识库里的知识。4.基于油田安全操作仿真考评系统开发框架开发了应用实例——小修作业仿真操作考评系统。论文给出了系统的功能和组成,介绍了人机交互、LOD、碰撞检测、事故特效模拟和主观、客观考评等功能的实现。基于本文研究成果开发的小修作业仿真操作考评系统已经实现。其开发模式和实现方法为今后此类系统的开发提供了有益的参考。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
创新点摘要  7-10
前言  10-11
第一章 绪论  11-17
  1.1 虚拟环境  11-13
    1.1.1 虚拟环境概述  11-13
    1.1.2 国内外研究现状  13
  1.2 油田安全操作仿真  13-15
    1.2.1 油田安全操作仿真的应用  13-14
    1.2.2 油田安全操作仿真中的研究方向  14-15
    1.2.3 仿真操作考评中存在的问题  15
  1.3 本章小结  15-17
第二章 油田仿真考评系统开发框架设计  17-23
  2.1 油田安全操作虚拟仿真类系统的仿真模式和基本开发方式  17-18
  2.2 油田仿真考评系统的开发框架  18-19
  2.3 虚拟物体和虚拟人的几何建模  19-20
  2.4 动态物体和虚拟人的行为建模  20-21
  2.5 场景集成和场景驱动执行引擎  21-23
第三章 仿真操作的知识描述  23-30
  3.1 虚拟环境下仿真操作的知识  23-24
  3.2 虚拟环境下仿真操作的知识表示方法  24-26
  3.3 油田仿真考评系统中基于SACA的过程知识描述方法  26-28
  3.4 基于产生式规则的控制型知识的描述方法  28-29
  3.5 油田仿真考评系统中其他类型知识的描述方法  29-30
第四章 基于知识的仿真操作考评  30-38
  4.1 考评模块的功能结构  30
  4.2 人机交互界面  30-32
  4.3 考评知识库  32
  4.4 推理机  32-34
  4.5 解释器  34
  4.6 基于CTPT的客观评价机制  34-36
  4.7 基于专家用户的主观评价机制  36-38
第五章 油田小修作业仿真操作考评系统实现  38-51
  5.1 小修系统概述  38
  5.2 小修系统的功能和组成  38-39
  5.3 小修系统的仿真模式  39-40
  5.4 小修系统的相关技术实现  40-51
    5.4.1 LOD的实现  40-41
    5.4.2 人机交互的控制和交互式菜单设计  41-42
    5.4.3 碰撞检测的实现  42-43
    5.4.4 事故特效模拟的实现  43-46
    5.4.5 小修系统考评功能的实现  46-51
结论  51-52
参考文献  52-55
发表文章目录  55-56
致谢  56-58
详细摘要  58-63

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 油气田建设工程 > 生产技术安全与卫生
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