【摘要】：在海洋石油和天然氣勘探開發(fā)過程中,常常要面臨水下生產(chǎn)設(shè)施發(fā)生故障和維修的問題,基于虛擬現(xiàn)實(shí)和計算機(jī)仿真技術(shù)的水下維修仿真系統(tǒng)運(yùn)行成本低廉。傳統(tǒng)的虛擬維修仿真系統(tǒng)開發(fā)維修案例開發(fā)與底層代碼實(shí)現(xiàn)存在緊耦合,針對這一問題,提出一種支持水下虛擬維修流程構(gòu)建的高層仿真描述模型。主要研究內(nèi)容包括:(1)提出了一種支持水下虛擬維修流程構(gòu)建的高層仿真描述模型(A High-level Description Model for Process Construction of Underwater Virtual Maintenance,HDMUM),該模型分別對組成水下虛擬維修的三要素:仿真實(shí)體,作業(yè)場景和維修流程從高層應(yīng)用的角度進(jìn)行抽象和描述,最后通過該模型映射生成仿真腳本。(2)通過對虛擬仿真工具的二次開發(fā),完成水下維修作業(yè)仿真實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)件,這些技術(shù)構(gòu)件為維修作業(yè)的仿真實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。(3)設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了基于腳本的水下應(yīng)急維修作業(yè)虛擬仿真引擎。利用仿真引擎解析HDMUM模型映射生成的仿真腳本,完成腳本描述信息驅(qū)動仿真系統(tǒng)中各個功能模塊,實(shí)現(xiàn)腳本對水下應(yīng)急維修作業(yè)流程的控制。經(jīng)過應(yīng)用實(shí)例驗(yàn)證,本文提出并建立的高層仿真描述模型能夠較為準(zhǔn)確、全面的描述水下虛擬維修作業(yè)流程;能夠?qū)崿F(xiàn)在應(yīng)用層靈活構(gòu)建不同維修案例,而不必考慮底層仿真實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
【圖文】：

第2 章 水下維修仿真開發(fā)工具與開發(fā)流程在 Creator 軟件建模中，用 Open Flight 數(shù)據(jù)格式來存儲所建三維模型。數(shù)據(jù)庫組織形式結(jié)構(gòu)如圖 2.2 所示，通過結(jié)構(gòu)視圖可見數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)是由很多節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，數(shù)據(jù)庫頭結(jié)點(diǎn) db 是頂層的唯一節(jié)點(diǎn)，下邊的類群節(jié)點(diǎn)由 Group, LOD, Switch, DOF等組成，Group 節(jié)點(diǎn)又由許多子群節(jié)點(diǎn)和對象節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，往下依次劃分為面節(jié)點(diǎn)和點(diǎn)節(jié)點(diǎn)。在建模過程中，主要應(yīng)用的技術(shù)有 LOD 技術(shù)，DOF 自由度設(shè)定和紋理映射技術(shù)。

而現(xiàn)有的建模技術(shù)側(cè)重于仿真實(shí)體與仿真場景的幾何屬性底層模型描述，缺乏從高層應(yīng)用角度對動態(tài)作業(yè)流程進(jìn)行抽象和描維修案例中的作業(yè)流程則需要開發(fā)特定的仿真實(shí)現(xiàn)過程，維修案例碼實(shí)現(xiàn)存在緊耦合，導(dǎo)致系統(tǒng)可擴(kuò)展性差等問題。為此，提出并建水下虛擬維修流程構(gòu)建的高層仿真描述模型（A High-level De for Process Construction of Underwater Virtual Maintenance，HDMUM對組成水下虛擬維修的三要素：仿真實(shí)體，作業(yè)場景和維修作業(yè)流的角度進(jìn)行抽象和描述，以實(shí)現(xiàn)動態(tài)維修流程為核心建立它們之間各個作業(yè)階段通過仿真實(shí)體和作業(yè)場景的狀態(tài)和行為來刻畫和觸發(fā)應(yīng)用層靈活構(gòu)建不同維修案例，而不必考慮底層仿真實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。水下虛擬維修作業(yè)分析下油氣作業(yè)整體場景如圖 3.1 所示，通過對真實(shí)世界的水下維修作業(yè)，，將水下虛擬維修作業(yè)抽象為仿真實(shí)體、作業(yè)場景、維修作業(yè)流程仿真模型描述的核心要素。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE95;TP391.9

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本文編號：2558501