基于虚拟场景露天煤矿卡车安全培训系统的构建

发布时间：2017-05-02 11:15

  本文关键词：基于虚拟场景露天煤矿卡车安全培训系统的构建，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：安全是煤矿生产的重中之重,是煤矿企业健康发展的关键因素。煤矿安全培训又与煤矿安全生产有着紧密的因果关系,是煤矿各项工作中的主要组成部分。高质、有效的安全培训,对提高职工的安全防患意识、自我保护能力和保护矿山财产有着重要作用。据大部分汽车运输矿山的事故统计资料显示,在生产事故中,卡车事故占70%以上。随着时代的发展,陈旧的卡车安全培训手段已经无法满足煤矿企业和职工对安全培训的要求,灌输式、单调式的培训手段严重束缚了职工的创新思维和实践技能的发展,影响了培训质量。通过利用计算机虚拟现实技术,增加了培训的直观性,使抽象的知识形象化,学员更容易接受。多媒体培训以其独特的优势成为现代露天煤矿卡车安全培训中的一个重要培训手段。 本论文将基于Internet的三维虚拟现实技术X3D与露天煤矿卡车安全培训相结合实现虚拟场景仿真培训系统,克服了传统培训的缺点,能够有效的对卡车操作员工进行岗前理论培训与操作培训,成为员工将理论知识运用于实践操作的良好平台。系统还为员工提供了自我知识测试的平台,为公司组织开展测试活动提供了保障。 本文介绍了虚拟现实技术与虚拟培训,分析了利用基于Internet的虚拟现实技术X3D实现虚拟场景仿真培训系统的优势与意义。论文以露天煤矿卡车为依托,对露天煤矿卡车的基本概念、安全培训的现状等进行介绍和分析。并在对X3D出现的标志VRML介绍的基础上,对系统用到的关键仿真技术X3D做了详细描述。接着,针对露天煤矿卡车的组成进行建模,分析建模方法,提出了模型的优化方案,并对模型进行组合完成虚拟场景的制作。然后对场景进行动作设置,实现用户与场景的虚拟交互,同时研究了增强交互的方式,提高了虚拟场景操作的逼真度。 通过本课题的研究,实现了露天煤矿卡车的三维实体建模、操作仿真、工艺流程仿真。虚拟场景仿真培训系统在实际培训中起到了良好效果,实现了职工安全培训的信息化与数字化,为公司建立各专业培训基地提供了技术支撑。
【关键词】：卡车安全培训系统 露天煤矿 虚拟现实 X3D
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD76
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 绪论14-20
• 1.1 课题的背景和意义14-15
• 1.1.1 选题背景14
• 1.1.2 研究意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-17
• 1.2.1 国外研究现状15-16
• 1.2.2 国内研究现状16-17
• 1.3 研究的主要方法及内容17-20
• 1.3.1 研究方法17-18
• 1.3.2 研究的主要内容18-20
• 2 相关知识的概述20-32
• 2.1 虚拟环境介绍20-23
• 2.1.1 虚拟环境介绍与构建20-21
• 2.1.2 虚拟现实的概念21-22
• 2.1.3 虚拟现实技术的应用22-23
• 2.2 X3D虚拟现实技术23-29
• 2.2.1 X3D简介23
• 2.2.2 X3D的组成23-24
• 2.2.3 X3D的关键技术24-25
• 2.2.4 X3D文件结构25
• 2.2.5 X3D场景25-26
• 2.2.6 X3D常用节点26-29
• 2.3 安全培训知识概述29-30
• 2.3.1 安全培训的概述29
• 2.3.2 930E卡车安全培训涉及的内容29-30
• 2.4 本章小结30-32
• 3 我国露天煤矿安全培训现状研究32-38
• 3.1 我国露天煤矿安全培训现状32-35
• 3.1.1 我国露天煤矿安全培训的形成与发展32-33
• 3.1.2 我国露天煤矿安全培训的内容33-34
• 3.1.3 露天煤矿安全培训方法34-35
• 3.2 我国露天煤矿安全培训存在的主要问题35-36
• 3.3 本章小结36-38
• 4 虚拟场景露天煤矿卡车安全培训系统38-44
• 4.1 虚拟场景露天煤矿安全仿真培训系统概述38-41
• 4.1.1 煤矿安全培训卡车KOMATSU-930E的介绍39-40
• 4.1.2 虚拟场景露天煤矿安全仿真培训系统功能介绍40-41
• 4.2 仿真培训系统开发流程和环境41-43
• 4.2.1 仿真培训系统开发流程41-42
• 4.2.2 仿真培训系统开发环境42-43
• 4.3 本章小结43-44
• 5 三维建模与场景搭建44-58
• 5.1 露天煤矿卡车安全培训系统动画建模的流程44-46
• 5.2 虚拟场景露天煤矿卡车安全仿真培训系统实体模型构建46-50
• 5.2.1 面向对象场景建模分析46-47
• 5.2.2 虚拟场景露天煤矿安全仿真培训系统实体建模方案47-50
• 5.3 虚拟场景露天煤矿安全仿真培训系统复杂实体建模方案50-56
• 5.3.1 虚拟场景露天煤矿安全仿真培训系统卡车实体模型构建51-54
• 5.3.2 虚拟场景露天煤矿安全仿真培训系统场景优化54-56
• 5.3.3 虚拟场景露天煤矿安全仿真培训系统截图56
• 5.4 本章小结56-58
• 6 虚拟场景的露天煤矿卡车安全培训系统研制58-76
• 6.1 露天煤矿卡车主要结构及工作原理58-71
• 6.1.1 电动轮自卸卡车的主要技术参数、基本结构及工作原理58-59
• 6.1.2 电动轮自卸卡车的机械部分介绍59-64
• 6.1.3 电动轮自卸卡车的电气部分介绍64-66
• 6.1.4 电动轮自卸卡车的启动前检查66-71
• 6.2 优化虚拟场景的露天煤矿卡车安全培训系统71-73
• 6.2.1 优化虚拟培训系统场景72
• 6.2.2 健全煤矿卡车安全培训需求分析体系72-73
• 6.2.3 健全煤矿卡车安全培训策划体系73
• 6.2.4 完善露天煤矿卡车安全培训课程体系73
• 6.2.5 完善露天煤矿卡车安全培训效果评价体系73
• 6.3 本章小结73-76
• 7 结论76-78
• 参考文献78-82
• 致谢82-84
• 作者简介及读研期间主要科研成果84

【参考文献】

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本文编号：340857