[发明专利]一种基于虚拟现实和大数据的隧道掘进机实训平台

说明书

本发明提出了一种基于虚拟现实和大数据的隧道掘进机实训平台，包括控制器，控制器与显示器相连接，控制器上设有参数设置模块、三维渲染模块和数据传输模块，参数设置模块、三维渲染模块和数据传输模块均与控制器相连接，数据传输模块与云平台相连接，云平台上设有数据存储模块和数据分析模块，数据存储模块与数据分析模块相连接，数据存储模块与数据库相连接。本发明不仅可以作为隧道掘进机的学习及培训平台，也可以作为仿真测试平台，既可以模拟不同的掘进参数在不同的地质环境下的不同掘进效果，也可以通过模拟不同的地质环境来优化测试隧道掘进机的掘进参数，形成一套隧道掘进机在不同地质环境下的决策知识库，有较高的理论价值和实际意义。

技术领域

本发明涉及隧道掘进机实训平台的技术领域，尤其涉及一种基于虚拟现实和大数据的隧道掘进机实训平台。

背景技术

近些年来，随着城市的不断发展进步，各大城市的地铁建设、地下综合管廊建设迅猛发展。对于地铁、综合管廊等建设中的主要设备-----隧道掘进机的投入也越来越大。而国内隧道掘进机的驾驶人员一直非常紧缺，且隧道掘进机的驾驶学习及培训成本一直较高。一方面由于隧道掘进机的购置成本非常高，因此实际操作风险相对较高；其次隧道掘进机的实际运行环境往往在环境较差的铁路隧道、公路隧道、水工隧道等，人员实训的效果和环境都不好。因此，开发一种为隧道掘进机驾驶人员实训的平台，来克服或缓解上述不利因素的影响，同时，通过此平台来优化真实隧道掘进机的各项设计参数以及施工过程中的掘进参数，就显得尤为重要。

发明内容

针对隧道掘进机成本较高，运行环境较差，实际操作训练风险较高和操作环境差的技术问题，本发明提出一种基于虚拟现实和大数据的隧道掘进机实训平台，能够支持用户基于虚拟现实和大数据进行隧道掘进机实训。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种基于虚拟现实和大数据的隧道掘进机实训平台，包括控制器，所述控制器与显示器相连接，控制器上设有参数设置模块、三维渲染模块和数据传输模块，参数设置模块、三维渲染模块和数据传输模块均与控制器相连接，数据传输模块与云平台相连接，云平台上设有数据存储模块和数据分析模块，数据存储模块与数据分析模块相连接，数据存储模块与数据库相连接；所述参数设置模块，用于用户进行参数设置，控制器根据用户设置参数进行操作环境的初始化；所述三维渲染模块，用于进行整个实训过程的动态三维模型渲染，并将动态三维模型通过格式化工具显示在显示器上；所述数据传输模块，用于实时将用户的操作行为数据传输至云平台；所述数据存储模块，用于对用户整个操作过程的数据进行存储；所述数据分析模块，用于对用户的整个操作过程的数据进行大数据分析，并给出分析结果。

所述参数设置模块包括参数设置单元和参数保存单元，参数设置单元和参数保存单元相连接，参数保存单元与控制器相连接；参数设置单元，用于提供用户各类参数设置接口，包括隧道类型、掘进机类型、地质类型、掘进里程、操作难度；参数保存单元，用于对用户设置的各类参数进行保存，并将保存的各类参数传送至控制器。

所述三维渲染模块包括三维建模单元和三维数据驱动单元，控制器与三维建模单元相连接，三维建模单元与三维数据驱动单元相连接；三维建模单元，用于根据用户设置的参数进行三维建模，包括隧道、掘进机、地质及各类构筑物；三维数据驱动单元，用于根据用户与控制器的实时交互数据驱动三维模型的动态渲染。

所述数据传输模块包括数据处理单元和数据传输单元，控制器与数据处理单元相连接，数据处理单元与数据传输单元相连接，数据传输单元通过无线通信模块与云平台相连接；数据处理单元，用于对数据进行加密及压缩处理；数据传输单元，用于将数据处理单元处理后的数据传输至云平台。