基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统，其包括3D驱动引擎模块、场景数据库模块和噪声危害风险分级管理模块。通过运用先进的虚拟现实技术、网络技术，配合虚拟现实硬件设备在电脑终端实现与最新的国家噪声分级标准相一致的工作环境噪声风险分级管理，为炼化企业职业卫生管理人员提供直观便捷的管理系统、形象逼真的虚拟管理场景，可以模拟特定的工作环境噪声分布场景，使操作人员最大限度的贴近实际，更直观的进行噪声危害风险管理培训操作，大大节省管理及培训成本，提高培训效率，系统可操作性强，学习界面友好。
【专利说明】基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机通信【技术领域】，尤其涉及一种基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统。
【背景技术】
[0002]石油炼化企业存在压缩机、风机、加热炉、排气放空及各类工业泵等众多噪声源，点多、面广，从每年的职业健康检查结果可以看出，职工听力损伤发生率是所有与职业有关的异常指标中最高的，因此噪声危害已成为当前影响石化职工健康的主要危害因素之一。
[0003]国家职业卫生标准《工作场所职业病危害作业分级第4部分:噪声》(GBZ/T229.4-2012)已经发布，并于2012年12月I日正式实施。但是，由于职业卫生知识专业性较强、内容较为抽象且企业职业卫生管理人员多为兼职，因此标准往往难以理解应用。如何让国家标准为企业所用，从而达到提升其职业卫生管理能力和管理效果，保护职工健康的目的，是我们职业卫生科研工作人员亟待解决的问题。
[0004]本发明利用虚拟现实(Virtual Reality简称VR)技术,设计出合理的交互手段，使用户能交互式地观察和操作系统生成的虚拟环境，产生一种身临其境的感觉。本虚拟培训系统脱离了以“文字”为知识载体的局限性，可以帮助使用者高效的理解和管理相关抽象知识和问题，提高标准化操作能力及处理能力。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术的不足和石油炼化企业职业卫生管理实际需求，提供一种基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统，其通过深入的工程分析和现场调查与检测，对炼化装置工作场所噪声源的分布和作业岗位接触噪声状况进行充分辨识；利用GBZ/T229.4的分级方法对作业环境噪声危害进行分级；针对噪声不同级别，根据国内外资料优化、健全炼化装置噪声危害管理及防护方法；利用3D引擎实现对作业环境噪声危害辨识、分级和风险控制的组织、管理和实时渲染，并开发基于浏览器/服务器的交互式实时管理的操作与演练功能。
[0006]据此，本发明提供了一种基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统，其包括3D驱动引擎模块、场景数据库模块和噪声危害风险分级管理模块；
[0007]所述3D驱动引擎模块用于接收并处理所述风险管理系统中各传感器接收到的参训者动作信号，虚拟模型各功能模块做出相应的反应，如控制虚拟场景中角色做出对应动作；
[0008]所述场景数据库模块为虚拟培训提供数字化场景；
[0009]所述噪声危害风险分级管理模块根据实时数据对作业环境噪声危害进行风险分级，给出相应级别及提供相应的噪声危害分级控制管理对策。
[0010]其中，所述3D驱动引擎模块进一步包括对场景数据库的组织和管理子模块，定制漫游状态机制子模块，实时消隐子模块，层次细节纹理映射子模块，支持数据的输入/输出子模块。
[0011 ] 其中，所述场景数据库模块包括炼化装置基础数据库，炼化装置模型库。
[0012]其中，所述炼化装置模型库包括常减压、延迟焦化等多个典型炼化装置厂房、装置及设备立体层次的三维数字化模型，模型与现实场景按照1:1比例构建，炼化装置基础数据库包括上述装置的设备基础数据、工艺流程和职业卫生防护设施数据等内容。
[0013]其中，所述噪声危害风险分级管理模块包括噪声作业现场模型库，噪声危害风险分级模型库和噪声危害风险分级控制管理模型库。
[0014]本发明还提供一种使用基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统的炼化装置噪声危害风险管理设备，其包括电脑终端和传感器，所述基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统内置于所述电脑终端中。
[0015]本发明的有益效果:
[0016]本发明运用先进的虚拟现实技术、网络技术，配合虚拟现实硬件设备在电脑终端实现与最新的国家噪声分级标准同步噪声风险分级管理，为炼化企业职业卫生管理人员提供直观便捷的管理系统、形象逼真的虚拟管理场景，可以模拟特定的作业环境噪声分布场景，使操作人员最大限度的贴近实际，更直观的进行噪声危害风险管理培训操作，大大节省管理及培训成本，提高培训效率，系统可操作性强，学习界面友好。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1-基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统实现结构。
【具体实施方式】
[0018]本发明提供了一种基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统，其包括3D驱动引擎模块、场景数据库模块和噪声危害风险分级管理模块。
[0019]进一步，所述炼化装置噪声危害风险管理系统仅由上述模块构成。
[0020]本发明提供的基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统的工作原理为:
[0021]第一步，运用三维建模软件结合具体装置情况构建炼化装置的三维模型；
[0022]第二步，通过深入的工程分析和现场调查与检测，对石化炼化装置工作场所噪声源的分布、噪声强度和作业岗位接触噪声状况进行充分辨识；
[0023]第三步，利用GBZ/T229.4分级方法对炼化装置存在的噪声进行风险分级，并建立相应的三维数字化虚拟现实数据库和噪声危害风险分级模块；
[0024]第四步，利用三维建模软件构建在虚拟场景中实现各炼化装置噪声职业危害风险分级控制管理对策，实现逼真的人机交互操作。
[0025]所述3D驱动引擎模块用于接收并处理所述风险管理系统中各传感器接收到的参训者动作信号，虚拟模型各功能模块做出相应的反应，如控制虚拟场景中角色做出对应动作。
[0026]所述3D驱动引擎模块进一步包括对场景数据库的组织和管理子模块，定制漫游状态机制子模块，实时消隐子模块，层次细节纹理映射子模块，支持数据的输入/输出子模块。
[0027]所述场景数据库模块为虚拟培训提供数字化场景。
[0028]本发明的核心部分是噪声危害风险分级管理模块，通过选择典型炼化装置，对装置噪声危害现状充分分析并进行现场检测，在此基础上使用国家最新分级方法对其存在的噪声进行风险分级并从工程技术措施、个体防护措施和职业卫生管理措施等方面提出风险分级控制对策。通过虚拟现实技术进行渲染实现，功能实现的装置及设备与现实场景按照I: I的比例构建模型，并有交互及查询功能。
[0029]进一步，所述场景数据库模块包括炼化装置基础数据库，炼化装置模型库。
[0030]其中，所述炼化装置模型库包括常减压、延迟焦化等多个典型炼化装置厂房、装置及设备立体层次的三维数字化模型，模型与现实场景按照1:1比例构建。炼化装置基础数据库包括上述装置的设备基础数据、工艺流程和职业卫生防护设施数据等内容。
[0031]所述噪声危害风险分级管理模块根据实时数据对作业环境噪声危害进行风险分级，给出相应级别及提供相应的噪声危害分级控制管理对策。
[0032]所述噪声危害风险分级管理模块包括噪声作业现场模型库，噪声危害风险分级模型库和噪声危害风险分级控制管理模型库。
[0033]本发明还提供一种使用基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统的炼化装置噪声危害风险管理，其包括电脑终端和传感器，3D驱动引擎模块、场景数据库模块和噪声危害风险分级管理模块内置于所述电脑终端中。
[0034]以下采用实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
[0035]本发明提供的基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统:
[0036](I)通过深入的工程分析和现场调查，识别工作场所生产性噪声的来源、分布范围、工人接触噪声情况及采取的控制措施，收集既往的听力损伤资料，确定需要进行噪声分级的作业和作业环境。
[0037](2)利用GBZ/T229.4的分级方法对作业环境噪声进行风险分级；
[0038](3)针对不同噪声等级，根据GBZ/T229.4提出的分级管理原则，提出针对性、指导性、可操作性强的噪声危害风险防控措施，包括工程技术措施、噪声危害及防护标识设置、噪声防护用品佩戴、职业卫生培训、职业健康监护、作业场所监测等。
[0039]图1是基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统实现结构图，主要包括3D驱动引擎模块，场景数据库模块、噪声危害风险分级管理模块及电脑终端等几部分内容。
[0040]3D驱动引擎模块负责显示、组织和管理三维虚拟场景的数据，用于表现渲染三维培训场景，实现管理培训的各种应用，提供系统二次开发的接口与工具，能够实现三维可视化、场景编辑、自由游历、信息查询等功能。
[0041]场景数据库模块包括常减压、延迟焦化等多个典型炼化装置厂房、装置、设备及基础数据库立体层次的三维数字化模型，模型与现实场景按照1:1比例构建。
[0042]噪声危害风险分级管理模块包括噪声危害作业现场模型库、噪声危害风险分级模块、噪声危害风险分级控制管理模型库等数据。
[0043]3D驱动引擎和场景数据库内置于电脑终端，3D驱动引擎用于接收并处理所述风险管理系统中接收到的使用者动作信号，控制虚拟场景中角色做出对应动作，场景数据库为虚拟培训提供数字化场景。
[0044]其中的核心部分噪声危害风险分级管理模块，选择典型炼化装置，对装置噪声危害现状充分分析并进行现场检测，在此基础上使用国家最新分级方法对其作业环境存在的噪声进行风险分级并从工程技术措施、个体防护措施和职业卫生管理措施等方面提出风险分级控制对策。通过虚拟现实技术进行渲染实现，功能实现的装置及设备与现实场景按照I: I的比例构建模型，并有交互及查询功能。
[0045]本噪声危害风险分级管理模块可根据实时数据对作业环境噪声危害进行风险分级，给出相应级别及提供相应的噪声危害分级控制管理对策。
[0046]所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。
[0047]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【权利要求】
1.本发明提供了一种基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统，其特征在于:包括3D驱动引擎模块、场景数据库模块和噪声危害风险分级管理模块； 所述3D驱动引擎模块用于接收并处理所述风险管理系统中各传感器接收到的参训者动作信号，虚拟模型各功能模块做出相应的反应，如控制虚拟场景中角色做出对应动作； 所述场景数据库模块为虚拟培训提供数字化场景； 所述噪声危害风险分级管理模块根据实时数据对作业环境噪声危害进行风险分级，给出相应级别及提供相应的噪声危害分级控制管理对策。
2.如权利要求1所述的炼化装置噪声危害风险管理系统，其特征在于:所述3D驱动引擎模块包括对场景数据库的组织和管理子模块，定制漫游状态机制子模块，实时消隐子模块，层次细节纹理映射子模块，支持数据的输入/输出子模块。
3.如权利要求1或2所述的炼化装置噪声危害风险管理系统，其特征在于:所述场景数据库模块包括炼化装置基础数据库，炼化装置模型库。
4.如权利要求1至3所述的炼化装置噪声危害风险管理系统，其特征在于:所述炼化装置模型库包括常减压、延迟焦化等多个典型炼化装置厂房、装置及设备立体层次的三维数字化模型，模型与现实场景按照1:1比例构建，炼化装置基础数据库包括上述装置的设备基础数据、工艺流程和职业卫生防护设施数据等内容。
5.如权利要求1至4所述的炼化装置噪声危害风险管理系统，其特征在于:所述噪声危害风险分级管理模块包括噪声作业现场模型库，噪声危害风险分级模型库和噪声危害风险分级控制管理模型库。
6.一种使用基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统的炼化装置噪声危害风险管理，其特征在于:包括电脑终端和传感器，所述基于虚拟现实技术的炼化装置噪声危害风险管理系统内置于所述电脑终端中。
【文档编号】G06Q10/06GK104463427SQ201410643536
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】张岩, 武珊珊, 房师平, 马岩, 张茂东, 王晨, 张昌运, 李新鸾, 王春, 刘刚 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院