CN115268657B - 一种基于虚拟现实的工程安全教育方法及系统 - Google Patents
一种基于虚拟现实的工程安全教育方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于虚拟现实的工程安全教育方法及系统，通过获取基于BIM的水利工程模型进行虚拟现实转化，得到水利工程VR模型，根据水利工程VR模型进行分析得到安全区域信息和安全教育方法，同时，获取基于用户操作的移动路径记录信息，通过比较分析移动路径记录信息、安全提示信息与安全区域模拟信息得到用户的安全操作指数和安全路径修正信息，从而进一步提高用户对水利工程施工作业的安全意识。本发明突破了时空限制，让用户能够更加方便与直观地感受到水利工程的建设过程，并进一步意识到施工过程存在的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程领域，更具体的，涉及一种基于虚拟现实的工程安全教育方法及系统。
背景技术
虚拟现实技术(VirtualReality，即VR)旨在营造出一种和现实十分相似的，立体的虚拟世界，从而让用户产生仿若置身其中的逼真感，其在军事、医学、建筑工程等领域起到的作用日益提升。
在传统的水利工程建设中，对于学员的工程安全教育方面，受制于传统技术的限制与安全角度的考虑，对工程建设的安全教育只能通过简单的图片或文字载体进行安全知识的传授，学习效果较为低下。所以，现在亟需一种现代化的安全教育方法，能够打破传统教育的限制，让学员能够更加直观与方便地感受到工程建设中存在的安全隐患。
发明内容
为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出了一种基于虚拟现实的工程安全教育。
本发明第一方面提供了一种基于虚拟现实的工程安全教育方法，包括：
获取基于BIM的水利工程模型，将所述模型导入虚拟现实系统进行数据格式转化，得到基于虚拟现实的水利工程VR模型；
根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息；
获取用户操作数据，根据操作数据通过水利工程VR模型生成基于虚拟现实的移动路径记录信息；
根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息。
本方案中，所述获取基于BIM的水利工程模型，将所述模型导入虚拟现实系统进行数据格式转化，得到基于虚拟现实的水利工程VR模型，具体为：
获取基于BIM的水利工程模型；
根据基于BIM的水利工程模型进行空间结构分析，得到空间结构信息；
根据模型最小单位，对基于BIM的水利工程模型进行模型拆分，得到多个细分工程模型；
将所述细分工程模型导入虚拟现实系统进行一对一数据转化，得到VR细分模型；
结合空间结构信息，将所述VR细分模型进行工程结构整合，得到水利工程VR模型。
本方案中，所述根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息，之前包括：
根据水利工程VR模型进行区域场景作业分析，得到高空作业场景区域、物体跌落场景区域、车辆碰撞场景区域、边坡坍塌场景区域、水坝落水场景区域；
根据所述场景区域，分析出对应的施工作业设备模型；
根据施工作业设备模型进行安全范围分析，得到基于二维平面的危险范围信息；
将所述危险范围信息进行三维垂直映射得到基于三维空间的危险区域信息。
本方案中，所述根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息，具体为：
将危险区域信息导入水利工程VR模型进行危险区域标记；
分析水利工程VR模型中的地形构造，得到初始安全区域信息；
根据水利工程VR模型中标记的危险区域，将初始安全区域信息进行区域分析，得到安全区域信息。
本方案中，所述获取用户操作数据，根据操作数据通过水利工程VR模型生成基于虚拟现实的移动路径记录信息，具体为：
实时获取用户操作数据；
根据用户操作数据进行方位数据转化并按时间顺序进行排序，得到方位移动数据；
将所述方位移动数据导入水利工程VR模型进行路径模拟，并得到移动路径记录信息。
本方案中，所述根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息，具体为：
根据水利工程VR模型，结合移动路径记录信息，得到用户移动覆盖区域信息；
将用户移动覆盖区域信息与安全区域信息进行区域重合分析，得到重合区域信息；
根据用户移动覆盖区域信息和重合区域信息进行区域比例分析，得到安全区域比例，将所述安全区域比例作为安全操作指数。
本方案中，所述根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息，还包括：
将用户移动覆盖区域信息与安全区域信息导入水利工程VR模型进行安全路径分析，得到优选路径信息；
将所述优选路径信息与移动路径记录信息进行路径偏差分析，得到多个偏差点信息；
根据偏差点信息进行路径修正分析，得到安全路径修正信息。
本发明第二方面还提供了一种基于虚拟现实的工程安全教育系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括基于虚拟现实的工程安全教育方法程序，所述基于虚拟现实的工程安全教育方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
获取基于BIM的水利工程模型，将所述模型导入虚拟现实系统进行数据格式转化，得到基于虚拟现实的水利工程VR模型；
根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息；
获取用户操作数据，根据操作数据通过水利工程VR模型生成基于虚拟现实的移动路径记录信息；
根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息。
本方案中，所述获取基于BIM的水利工程模型，将所述模型导入虚拟现实系统进行数据格式转化，得到基于虚拟现实的水利工程VR模型，具体为：
获取基于BIM的水利工程模型；
根据基于BIM的水利工程模型进行空间结构分析，得到空间结构信息；
根据模型最小单位，对基于BIM的水利工程模型进行模型拆分，得到多个细分工程模型；
将所述细分工程模型导入虚拟现实系统进行一对一数据转化，得到VR细分模型；
结合空间结构信息，将所述VR细分模型进行工程结构整合，得到水利工程VR模型。
本方案中，所述获取用户操作数据，根据操作数据通过水利工程VR模型生成基于虚拟现实的移动路径记录信息，具体为：
实时获取用户操作数据；
根据用户操作数据进行方位数据转化并按时间顺序进行排序，得到方位移动数据；
将所述方位移动数据导入水利工程VR模型进行路径模拟，并得到移动路径记录信息。
本发明公开了一种基于虚拟现实的工程安全教育方法及系统，通过获取基于BIM的水利工程模型进行虚拟现实转化，得到水利工程VR模型，根据水利工程VR模型进行分析得到安全区域信息和安全教育方法，同时，获取基于用户操作的移动路径记录信息，通过比较分析移动路径记录信息、安全提示信息与安全区域模拟信息得到用户的安全操作指数和安全路径修正信息，从而进一步提高用户对水利工程施工作业的安全意识。本发明突破了时空限制，让用户能够更加方便与直观地感受到水利工程的建设过程，并进一步意识到施工过程存在的安全隐患。
附图说明
图1示出了本发明一种基于虚拟现实的工程安全教育方法的流程图；
图2示出了本发明获取水利工程VR模型流程图；
图3示出了本发明获取安全路径修正信息流程图；
图4示出了本发明一种基于虚拟现实的工程安全教育系统的框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了本发明一种基于虚拟现实的工程安全教育方法的流程图。
如图1所示，本发明第一方面提供了一种基于虚拟现实的工程安全教育方法，包括：
S102，获取基于BIM的水利工程模型，将所述模型导入虚拟现实系统进行数据格式转化，得到基于虚拟现实的水利工程VR模型；
S104，根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息；
S106，获取用户操作数据，根据操作数据通过水利工程VR模型生成基于虚拟现实的移动路径记录信息；
S108，根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息。
图2示出了本发明获取水利工程VR模型流程图。
根据本发明实施例，所述获取基于BIM的水利工程模型，将所述模型导入虚拟现实系统进行数据格式转化，得到基于虚拟现实的水利工程VR模型，具体为：
S202，获取基于BIM的水利工程模型；
S204，根据基于BIM的水利工程模型进行空间结构分析，得到空间结构信息；
S206，根据模型最小单位，对基于BIM的水利工程模型进行模型拆分，得到多个细分工程模型；
S208，将所述细分工程模型导入虚拟现实系统进行一对一数据转化，得到VR细分模型；
S210，结合空间结构信息，将所述VR细分模型进行工程结构整合，得到水利工程VR模型。
需要说明的是，所述空间结构信息具体为水利工程模型中各个子模型的相对空间位置信息，所述子模型包括水利工程的地形模型、施工设备模型、施工作业模型等，所述施工设备模型包括卸货车，挖掘机、推土机、缆式起重机、吊塔等模型。
根据本发明实施例，所述根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息，之前包括：
根据水利工程VR模型进行区域场景作业分析，得到高空作业场景区域、物体跌落场景区域、车辆碰撞场景区域、边坡坍塌场景区域、水坝落水场景区域；
根据所述场景区域，分析出对应的施工作业设备模型；
根据施工作业设备模型进行安全范围分析，得到基于二维平面的危险范围信息；
将所述危险范围信息进行三维垂直映射得到基于三维空间的危险区域信息。
需要说明的是，所述场景区域包括高空作业场景区域、物体跌落场景区域、车辆碰撞场景区域、边坡坍塌场景区域、水坝落水场景区域，不同区域对应的施工作业设备模型有所差异。例如，物体跌落场景区域对应的施工作业设备模型包括缆式起重机、吊塔模型等，系统通过分析缆式起重机、吊塔模型得到对应设备的参数信息，根据参数信息得到设备作业时的危险范围信息，所述参数信息包括吊机半径参数信息等。高空作业场景区域对应的施工作业设备模型包括建筑单体施工时护栏设备模型等。车辆碰撞场景区域对应的施工作业设备模型包括运输车辆设备模型，施工挖掘机械设备模型。边坡坍塌场景区域对应的施工作业设备模型包括边坡护栏设备模型等。水坝落水场景区域对应的施工作业设备模型包括水坝护栏模型、水坝结构模型等。
根据本发明实施例，所述根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息，具体为：
将危险区域信息导入水利工程VR模型进行危险区域标记；
分析水利工程VR模型中的地形构造，得到初始安全区域信息；
根据水利工程VR模型中标记的危险区域，将初始安全区域信息进行区域分析，得到安全区域信息。
需要说明的是，所述根据水利工程VR模型中标记的危险区域，将初始安全区域信息进行区域分析，得到安全区域信息中，具体为将初始安全区域进行区域缩减，缩减部分为标记的危险区域。所述分析水利工程VR模型中的地形构造具体为对水利工程VR模型进行安全与危险地形的分析，进一步得到初始安全区域信息，值得一提的是，河流区域、泥沙区域、边坡区域等一般为危险地形，平地地形、公路地形一般为安全地形。
根据本发明实施例，所述获取用户操作数据，根据操作数据通过水利工程VR模型生成基于虚拟现实的移动路径记录信息，具体为：
实时获取用户操作数据；
根据用户操作数据进行方位数据转化并按时间顺序进行排序，得到方位移动数据；
将所述方位移动数据导入水利工程VR模型进行路径模拟，并得到移动路径记录信息。
需要说明的是，所述根据用户操作数据进行方位数据转化并按时间顺序进行排序，具体为将用户操作数据进行方位格式转化，所述方位移动数据为水利工程VR模型能够识别的数据。另外，不同用户由于操作一般不同，所得到的移动路径记录信息也有所差异。
所述获取用户操作数据，具体为用户通过VR设备，在水利工程VR模型中进行施工模拟过程操作的数据。通过获取用户操作数据，能够计算分析出用户的在水利工程VR模型中的移动过程，从而判定用户在移动路径中是否有进入施工危险区域。通过VR模型进行水利工程模拟，能够让用户更加直观地感受到水利工程施工的过程，并了解高空作业中可能出现的危险状况，从而提高用户的安全意识。
根据本发明实施例，所述根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息，具体为：
根据水利工程VR模型，结合移动路径记录信息，得到用户移动覆盖区域信息；
将用户移动覆盖区域信息与安全区域信息进行区域重合分析，得到重合区域信息；
根据用户移动覆盖区域信息和重合区域信息进行区域比例分析，得到安全区域比例，将所述安全区域比例作为安全操作指数。
图3示出了本发明获取安全路径修正信息流程图。
根据本发明实施例，所述根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息，还包括：
S302，将用户移动覆盖区域信息与安全区域信息导入水利工程VR模型进行安全路径分析，得到优选路径信息；
S304，将所述优选路径信息与移动路径记录信息进行路径偏差分析，得到多个偏差点信息；
S306，根据偏差点信息进行路径修正分析，得到安全路径修正信息。
需要说明的是，不同的用户操作数据拥有不同的移动路径记录信息，所以最终生成的安全路径修正信息对于用户操作数据而言具有唯一性与针对性，通过生成安全路径修正信息能够指导用户进行在VR模拟施工过程中对危险操作的修正，增强用户对水利工程中高空作业的警觉性，实现对用户的安全教育功能。
根据本发明实施例，还包括：
获取水利工程建设计划信息；
根据水利工程建设计划信息进行建设周期划分，得到多个建设状态信息；
获取初始水利工程VR模型；
根据所述多个建设状态信息，创建多个对应的周期性水利工程VR模型；
将所述周期性水利工程VR模型进行工程施工作业模拟与安全区域分析，得到周期性安全区域信息；
将周期性安全区域信息通过VR模型进行展示。
需要说明的是，所述建设状态信息包括地形分布信息，施工状态信息、施工设备模型、空间结构信息等。所述得到多个建设状态信息一般为10~20个。所述初始水利工程VR模型为水利工程建设初期时对应的VR模型。由于在不同的建设周期内，水利工程的建设状态不同，施工情况也不同，对应的施工作业的安全区域也不同，本发明通过对工程建设计划信息的周期分析，得到不同建设周期内对应的周期性水利工程VR模型，从而获得在周期性水利工程VR模型中对应安全区域，用户能够选择不同的周期性水利工程VR模型进行安全教育学习，通过VR设备进一步了解在不同建设周期内，施工安全区域的差异，让用户对水利工程整个建设工程期的安全防患有更加深刻的认识。所述VR设备包括头戴式VR设备与操作性VR手柄设备等。
图4示出了本发明一种基于虚拟现实的工程安全教育系统的框图。
本发明第二方面还提供了一种基于虚拟现实的工程安全教育系统4，该系统包括：存储器41、处理器42，所述存储器中包括基于虚拟现实的工程安全教育方法程序，所述基于虚拟现实的工程安全教育方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
获取基于BIM的水利工程模型，将所述模型导入虚拟现实系统进行数据格式转化，得到基于虚拟现实的水利工程VR模型；
根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息；
获取用户操作数据，根据操作数据通过水利工程VR模型生成基于虚拟现实的移动路径记录信息；
根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息。
根据本发明实施例，所述获取基于BIM的水利工程模型，将所述模型导入虚拟现实系统进行数据格式转化，得到基于虚拟现实的水利工程VR模型，具体为：
获取基于BIM的水利工程模型；
根据基于BIM的水利工程模型进行空间结构分析，得到空间结构信息；
根据模型最小单位，对基于BIM的水利工程模型进行模型拆分，得到多个细分工程模型；
将所述细分工程模型导入虚拟现实系统进行一对一数据转化，得到VR细分模型；
结合空间结构信息，将所述VR细分模型进行工程结构整合，得到水利工程VR模型。
需要说明的是，所述空间结构信息具体为水利工程模型中各个子模型的相对空间位置信息，所述子模型包括水利工程的地形模型、施工设备模型、施工作业模型等，所述施工设备模型包括卸货车，挖掘机、推土机、缆式起重机、吊塔等模型。
根据本发明实施例，所述根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息，之前包括：
根据水利工程VR模型进行区域场景作业分析，得到高空作业场景区域、物体跌落场景区域、车辆碰撞场景区域、边坡坍塌场景区域、水坝落水场景区域；
根据所述场景区域，分析出对应的施工作业设备模型；
根据施工作业设备模型进行安全范围分析，得到基于二维平面的危险范围信息；
将所述危险范围信息进行三维垂直映射得到基于三维空间的危险区域信息。
需要说明的是，所述场景区域包括高空作业场景区域、物体跌落场景区域、车辆碰撞场景区域、边坡坍塌场景区域、水坝落水场景区域，不同区域对应的施工作业设备模型有所差异。例如，物体跌落场景区域对应的施工作业设备模型包括缆式起重机、吊塔模型等，系统通过分析缆式起重机、吊塔模型得到对应设备的参数信息，根据参数信息得到设备作业时的危险范围信息，所述参数信息包括吊机半径参数信息等。高空作业场景区域对应的施工作业设备模型包括建筑单体施工时护栏设备模型等。车辆碰撞场景区域对应的施工作业设备模型包括运输车辆设备模型，施工挖掘机械设备模型。边坡坍塌场景区域对应的施工作业设备模型包括边坡护栏设备模型等。水坝落水场景区域对应的施工作业设备模型包括水坝护栏模型、水坝结构模型等。
根据本发明实施例，所述根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息，具体为：
将危险区域信息导入水利工程VR模型进行危险区域标记；
分析水利工程VR模型中的地形构造，得到初始安全区域信息；
根据水利工程VR模型中标记的危险区域，将初始安全区域信息进行区域分析，得到安全区域信息。
需要说明的是，所述根据水利工程VR模型中标记的危险区域，将初始安全区域信息进行区域分析，得到安全区域信息中，具体为将初始安全区域进行区域缩减，缩减部分为标记的危险区域。所述分析水利工程VR模型中的地形构造具体为对水利工程VR模型进行安全与危险地形的分析，进一步得到初始安全区域信息，值得一提的是，河流区域、泥沙区域、边坡区域等一般为危险地形，平地地形、公路地形一般为安全地形。
根据本发明实施例，所述获取用户操作数据，根据操作数据通过水利工程VR模型生成基于虚拟现实的移动路径记录信息，具体为：
实时获取用户操作数据；
根据用户操作数据进行方位数据转化并按时间顺序进行排序，得到方位移动数据；
将所述方位移动数据导入水利工程VR模型进行路径模拟，并得到移动路径记录信息。
需要说明的是，所述根据用户操作数据进行方位数据转化并按时间顺序进行排序，具体为将用户操作数据进行方位格式转化，所述方位移动数据为水利工程VR模型能够识别的数据。另外，不同用户由于操作一般不同，所得到的移动路径记录信息也有所差异。
所述获取用户操作数据，具体为用户通过VR设备，在水利工程VR模型中进行施工模拟过程操作的数据。通过获取用户操作数据，能够计算分析出用户的在水利工程VR模型中的移动过程，从而判定用户在移动路径中是否有进入施工危险区域。通过VR模型进行水利工程模拟，能够让用户更加直观地感受到水利工程施工的过程，并了解高空作业中可能出现的危险状况，从而提高用户的安全意识。
根据本发明实施例，所述根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息，具体为：
根据水利工程VR模型，结合移动路径记录信息，得到用户移动覆盖区域信息；
将用户移动覆盖区域信息与安全区域信息进行区域重合分析，得到重合区域信息；
根据用户移动覆盖区域信息和重合区域信息进行区域比例分析，得到安全区域比例，将所述安全区域比例作为安全操作指数。
根据本发明实施例，所述根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息，还包括：
将用户移动覆盖区域信息与安全区域信息导入水利工程VR模型进行安全路径分析，得到优选路径信息；
将所述优选路径信息与移动路径记录信息进行路径偏差分析，得到多个偏差点信息；
根据偏差点信息进行路径修正分析，得到安全路径修正信息。
需要说明的是，不同的用户操作数据拥有不同的移动路径记录信息，所以最终生成的安全路径修正信息对于用户操作数据而言具有唯一性与针对性，通过生成安全路径修正信息能够指导用户进行在VR模拟施工过程中对危险操作的修正，增强用户对水利工程中高空作业的警觉性，实现对用户的安全教育功能。
根据本发明实施例，还包括：
获取水利工程建设计划信息；
根据水利工程建设计划信息进行建设周期划分，得到多个建设状态信息；
获取初始水利工程VR模型；
根据所述多个建设状态信息，创建多个对应的周期性水利工程VR模型；
将所述周期性水利工程VR模型进行工程施工作业模拟与安全区域分析，得到周期性安全区域信息；
将周期性安全区域信息通过VR模型进行展示。
需要说明的是，所述建设状态信息包括地形分布信息，施工状态信息、施工设备模型、空间结构信息等。所述得到多个建设状态信息一般为10~20个。所述初始水利工程VR模型为水利工程建设初期时对应的VR模型。由于在不同的建设周期内，水利工程的建设状态不同，施工情况也不同，对应的施工作业的安全区域也不同，本发明通过对工程建设计划信息的周期分析，得到不同建设周期内对应的周期性水利工程VR模型，从而获得在周期性水利工程VR模型中对应安全区域，用户能够选择不同的周期性水利工程VR模型进行安全教育学习，通过VR设备进一步了解在不同建设周期内，施工安全区域的差异，让用户对水利工程整个建设工程期的安全防患有更加深刻的认识。所述VR设备包括头戴式VR设备与操作性VR手柄设备等。
本发明公开了一种基于虚拟现实的工程安全教育方法及系统，通过获取基于BIM的水利工程模型进行虚拟现实转化，得到水利工程VR模型，根据水利工程VR模型进行分析得到安全区域信息和安全教育方法，同时，获取基于用户操作的移动路径记录信息，通过比较分析移动路径记录信息、安全提示信息与安全区域模拟信息得到用户的安全操作指数和安全路径修正信息，从而进一步提高用户对水利工程施工作业的安全意识。本发明突破了时空限制，让用户能够更加方便与直观地感受到水利工程的建设过程，并进一步意识到施工过程存在的安全隐患。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种基于虚拟现实的工程安全教育方法，其特征在于，包括：
获取基于BIM的水利工程模型，将所述模型导入虚拟现实系统进行数据格式转化，得到基于虚拟现实的水利工程VR模型；
根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息；
获取用户操作数据，根据操作数据通过水利工程VR模型生成基于虚拟现实的移动路径记录信息；
根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息；
其中，所述根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息，之前包括：
根据水利工程VR模型进行区域场景作业分析，得到高空作业场景区域、物体跌落场景区域、车辆碰撞场景区域、边坡坍塌场景区域、水坝落水场景区域；
根据所述场景区域，分析出对应的施工作业设备模型；
根据施工作业设备模型进行安全范围分析，得到基于二维平面的危险范围信息；
将所述危险范围信息进行三维垂直映射得到基于三维空间的危险区域信息；
其中，所述根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息，具体为：
将危险区域信息导入水利工程VR模型进行危险区域标记；
分析水利工程VR模型中的地形构造，得到初始安全区域信息；
根据水利工程VR模型中标记的危险区域，将初始安全区域信息进行区域分析，得到安全区域信息；
其中，所述根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息，具体为：
根据水利工程VR模型，结合移动路径记录信息，得到用户移动覆盖区域信息；
将用户移动覆盖区域信息与安全区域信息进行区域重合分析，得到重合区域信息；
根据用户移动覆盖区域信息和重合区域信息进行区域比例分析，得到安全区域比例，将所述安全区域比例作为安全操作指数；
其中，所述根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息，还包括：
将用户移动覆盖区域信息与安全区域信息导入水利工程VR模型进行安全路径分析，得到优选路径信息；
将所述优选路径信息与移动路径记录信息进行路径偏差分析，得到多个偏差点信息；
根据偏差点信息进行路径修正分析，得到安全路径修正信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的工程安全教育方法，其特征在于，所述获取基于BIM的水利工程模型，将所述模型导入虚拟现实系统进行数据格式转化，得到基于虚拟现实的水利工程VR模型，具体为：
获取基于BIM的水利工程模型；
根据基于BIM的水利工程模型进行空间结构分析，得到空间结构信息；
根据模型最小单位，对基于BIM的水利工程模型进行模型拆分，得到多个细分工程模型；
将所述细分工程模型导入虚拟现实系统进行一对一数据转化，得到VR细分模型；
结合空间结构信息，将所述VR细分模型进行工程结构整合，得到水利工程VR模型。
3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的工程安全教育方法，其特征在于，所述获取用户操作数据，根据操作数据通过水利工程VR模型生成基于虚拟现实的移动路径记录信息，具体为：
实时获取用户操作数据；
根据用户操作数据进行方位数据转化并按时间顺序进行排序，得到方位移动数据；
将所述方位移动数据导入水利工程VR模型进行路径模拟，并得到移动路径记录信息。
4.一种基于虚拟现实的工程安全教育系统，其特征在于，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括基于虚拟现实的工程安全教育方法程序，所述基于虚拟现实的工程安全教育方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：
获取基于BIM的水利工程模型，将所述模型导入虚拟现实系统进行数据格式转化，得到基于虚拟现实的水利工程VR模型；
根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息；
获取用户操作数据，根据操作数据通过水利工程VR模型生成基于虚拟现实的移动路径记录信息；
根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息；
其中，所述根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息，之前包括：
根据水利工程VR模型进行区域场景作业分析，得到高空作业场景区域、物体跌落场景区域、车辆碰撞场景区域、边坡坍塌场景区域、水坝落水场景区域；
根据所述场景区域，分析出对应的施工作业设备模型；
根据施工作业设备模型进行安全范围分析，得到基于二维平面的危险范围信息；
将所述危险范围信息进行三维垂直映射得到基于三维空间的危险区域信息；
其中，所述根据水利工程VR模型进行水利工程施工场景作业模拟，并根据模拟过程进行作业安全性分析，得到安全区域信息，具体为：
将危险区域信息导入水利工程VR模型进行危险区域标记；
分析水利工程VR模型中的地形构造，得到初始安全区域信息；
根据水利工程VR模型中标记的危险区域，将初始安全区域信息进行区域分析，得到安全区域信息；
其中，所述根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息，具体为：
根据水利工程VR模型，结合移动路径记录信息，得到用户移动覆盖区域信息；
将用户移动覆盖区域信息与安全区域信息进行区域重合分析，得到重合区域信息；
根据用户移动覆盖区域信息和重合区域信息进行区域比例分析，得到安全区域比例，将所述安全区域比例作为安全操作指数；
其中，所述根据移动路径记录信息与安全区域信息进行安全性对比分析，得到安全操作指数和安全路径修正信息，还包括：
将用户移动覆盖区域信息与安全区域信息导入水利工程VR模型进行安全路径分析，得到优选路径信息；
将所述优选路径信息与移动路径记录信息进行路径偏差分析，得到多个偏差点信息；
根据偏差点信息进行路径修正分析，得到安全路径修正信息。
5.根据权利要求4所述的一种基于虚拟现实的工程安全教育系统，其特征在于，所述获取基于BIM的水利工程模型，将所述模型导入虚拟现实系统进行数据格式转化，得到基于虚拟现实的水利工程VR模型，具体为：
获取基于BIM的水利工程模型；
根据基于BIM的水利工程模型进行空间结构分析，得到空间结构信息；
根据模型最小单位，对基于BIM的水利工程模型进行模型拆分，得到多个细分工程模型；
将所述细分工程模型导入虚拟现实系统进行一对一数据转化，得到VR细分模型；
结合空间结构信息，将所述VR细分模型进行工程结构整合，得到水利工程VR模型。
6.根据权利要求4所述的一种基于虚拟现实的工程安全教育系统，其特征在于，所述获取用户操作数据，根据操作数据通过水利工程VR模型生成基于虚拟现实的移动路径记录信息，具体为：
实时获取用户操作数据；
根据用户操作数据进行方位数据转化并按时间顺序进行排序，得到方位移动数据；
将所述方位移动数据导入水利工程VR模型进行路径模拟，并得到移动路径记录信息。
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