Задача

Разработать обучающее VR-приложение для студентов Высшей школы энергетического машиностроения Института энергетики СПбПУ по направлениям «Компрессорная, вакуумная, холодильная техника и газотранспортные системы» и «Газотурбинные агрегаты газоперекачивающих станций».

Задача приложения – научить пользователей обслуживать компрессорные станции подземных хранилищ газа согласно рабочим функциям операторов реальных ПХГ.

С помощью интерактивных 3D-моделей и сценариев взаимодействия с ними студенты проводят виртуальные регламентные и ремонтные работы, учатся распознавать и отрабатывать аварийные ситуации. Пользователи должны научиться самостоятельно принимать решения о степени отклонения оборудования от штатного регламентного состояния, определять потенциальную опасность ситуации и действовать, опираясь на понимание причинно-следственных связей между своими действиями и реакцией оборудования.

Решение

Виртуальная лаборатория представляет собой 3D-модель станции подземного хранения газа с интерактивными инструментами управления и комплексом обучающих программ – сценариев для пользователей.

Модель имитирует работу компрессорного оборудования в штатном и аварийном режимах. Пользователи осваивают регламентные и ремонтные работы, отрабатывают порядок действий в аварийных ситуациях.

Сценарии лабораторных работ построены на основе технологических регламентов, маршрутов обхода и алгоритмов работы машиниста Управления подземного хранения газа «Невское» компании «Газпром ПХГ» в Санкт-Петербурге.

3D-моделирование

3D-модели воспроизводят основные элементы и архитектуру ПХГ в виртуальном окружении. Модели разработаны на основе реального объекта компании «Газпром ПХГ» — Невского управления подземного хранения газа имени Героя Социалистического Труда С.Ф. Бармина, которое располагается в пос. Крестцы Новгородской области. Невское ПХГ обеспечивает закачку газа в пористые пласты, его хранение и отбор. Управление регулирует сезонную неравномерность газопотребления для надежной работы системы газоснабжения Северо-Западного региона.

Поскольку основной упор в проекте делается на обслуживание газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и систем, связанных со сжатием природного газа и его закачкой в подземное хранилище, особенно детально проработана модель компрессорного цеха №3. Это здание с инженерными системами и расположенными в нём тремя идентичными ГПА в составе газомоторного двигателя внутреннего сгорания и двухступенчатого поршневого компрессора.

В необходимом объёме смоделирован также ряд вспомогательных систем – аппарат воздушного охлаждения (АВО) системы жидкостного охлаждения ДВС и поршневого компрессора, АВО газа,

блок-контейнер воздушной компрессорной станции, системы подготовки топливного газа, помещения электрощитовой и компрессорной установки пускового воздуха., системы смазки ДВС и поршневого компрессора, системы пожаротушения и некоторые другие.

Для создания моделей разработчики несколько раз осмотрели ПХГ и использовали для разработки моделей чертежи, схемы, иллюстрированный перечень деталей, фото- и видео материалы, презентации и текстовые описания.

Previous Next

Сценарии

VR-приложение моделирует работу компрессорного оборудования и вспомогательных систем. Отдельный программный блок предназначен для проведения виртуальных практических работ.

Сценарии действий пользователя в системе разработали специалисты ВШЭМ ИЭ СПбПУ на основе технологических регламентов, маршрутов обхода и действий операторов.

Сценарии лабораторных работ ориентированы на производственные функции машиниста компрессорной установки и частично – сменного инженера КС.

Темы работ

1. Регламентный обход ГПА, находящегося в резерве (горячий резерв);
2. Подготовка к пуску ГПА;
3. Пуск ГПА;
4. Загрузка ГПА;
5. Обслуживание во время работы ГПА;
6. Порядок остановки и вывода ГПА в ремонт;
7. Действия сменного персонала в аварийных ситуациях;
8. Обслуживание агрегата ГПА, вспомогательного оборудования и запорной арматуры.

Кроссплатформенность

Проект выполнен в двух версиях. Одна – для использования с помощью средств виртуальной реальности, другая, более легковесная – для обычных персональных компьютеров.

Версия для VR-оборудования дает больше погружения и информативности, но требует большой вычислительной мощности компьютера.

Версия для стандартных устройств ввода (клавиатура, мышь) экономит ресурсы ПК, так как не требует рендеринга двух картинок одновременно. Ее можно использовать на ноутбуке средней мощности.

Учебный комплекс позволяет моделировать различные процессы, которые происходят при выполнении управляющих воздействий, тренировать у обучающегося представление о механических, тепловых и газодинамических процессах в обслуживаемом оборудовании.

Формирует навыки определения степени отклонения от штатного регламентного состояния основного и вспомогательного оборудования и умение ранжировать последовательность необходимых действий, опираясь помимо инструкций на понимание причинно-следственных связей между выполняемыми действиями и реакцией оборудования.

Технологии