盾构机虚拟仿真教学实训室系统

系统功能概述

“黎明视景”盾构机施工作业仿真实训系统为国内首套基于虚拟现实技术开发的、面向盾构工程施工培训应用的模拟操作与仿真训练系统解决方案。系统可为用户提供一个完整的盾构机虚拟现实教学、虚拟仿真实训、VR互动体验过程。

系统包括：盾构机仿真实训模拟器（如下图），盾构机模拟器是一套定制化的面向盾构施工作业的虚拟仿真操作实训平台，可满足学员全流程的盾构机操作实训要求。除了配套独立的盾构操作模拟机之外，系统还为VR教学和互动体验提供完整的虚拟仿真环境，包括沉浸式大屏幕教学环境和多人协同交互操作与VR体验系统，共同组成一个完整的、沉浸式的VR系统教学平台。

盾构机仿真实训模拟器

系统包括多套盾构机实训模拟器，含主机、显示屏、控制系统和盾构施工作业虚拟仿真软件系统，学院可以在该系统上按照教学要求与实训科目进行全流程的模拟操作训练。

多人协同交互VR体验系统

包括大型空间位置跟踪与交互系统、移动背包计算机和VR头盔显示器，基于该系统，用户可置身于盾构机施工作业三维场景中，实现多人协同操作仿真实训和VR互动体验。

多通道大屏幕系统

系统为一套沉浸式大屏幕系统，可设计为多通道平面显示系统、弧面显示系统或沉浸式球面显示系统，包括图像处理单元（主机）、多通道大屏幕、图像融合系统和沉浸式立体投影系统等组成部分。该系统可为用户提供一个面向集体教学的沉浸式的教学环境。

盾构机作业过程仿真实训软件系统

系统根据盾构机隧道工程施工要求，构建符合实际情况的隧道作业场三维场景环境和附属设施装备，如作业场地、隧道、配套建筑、工程机械、山体、道路、轨道、车辆、人员及其他相关的现场作业设施。同时，根据1:1数据，基于盾构机工作原理和机构动力学要求，构建完整的盾构机三维数字样机和数字刀盘几何模型，包含泥水盾构机和土压平衡盾构机等常见型号。

施工工艺流程与盾构机掘进作业过程仿真

根据盾构机工程施工作业流程要求，建立盾构机掘进操控和数据驱动接口，由“控制数据”实时驱动数字盾构机作业，模拟与实际情况相一致的盾构机作业过程和施工工艺流程。

基于盾构机工作原理和机构动力学要求，模拟盾构机的机构运动过程与操作控制过程，如：管片机的管片安装、刀盘旋转等。
系统内置盾构机掘进作业过程的特效和物理属性模块，可根据参数变化逼真地模拟三维音效、振动、落土、泥浆等物理特效变化以及重力和流体等物理过程。
刀盘旋转及岩土与泡沫脱落，螺旋机将脱落的岩土输送到传送设备，传送设备将渣土传送至转运车。
转运小车将渣土运送至出土洞口并由门吊调送到地面指定地点。
管片从管片厂运送到管片门吊旁的指定地点后，门吊送入隧道竖井，并由管片运送车送进隧道，再通过盾构机的管片吊机将管片送到管片安装机位置，最后盾构机向前推进，完成隧道壁管片列装。
应用用户可任意定位和切换不同的观察视点，可建立多路径浏览功能，用户能根据查看的需要选择不同的浏览路径进行现场巡查。