ESIM-MDE2-VR多人协同陆地钻井应急演练模拟培训系统

该系统能够开展各类作业的井控演练，实现演练过程的单人演练与多人联合演练。根据作业内容和适用的培训方式，该系统可支持多种演练模式，包括：

VR沉浸式多人协同演练

VR沉浸式多人协同演练可部署井控中包含的沉浸式单人/多人演练平台系统和部分设备故障在关联作业中的现象显示。系统基于数学模型核心和三维表达核心，可进行自动化管理和智能评判。受训人员通过教师端设置及作业内容设置后开始演练过程。操作人员通过沉浸式虚拟现实头盔与演练三维场景进行交互，实现对演练内容的培训。

沉浸式虚拟现实基于头盔式显示器的系统（HTC Cosmos），利用头盔显示器把用户的视觉、听觉封闭起来，产生虚拟视觉。用户可通过语音识别器让参与者对系统主机下达操作命令，与此同时，头、手、眼均有相应的头部跟踪器、手部跟踪器、眼睛视向跟踪器的追踪，使系统达到尽可能的交互实时性。沉浸式虚拟现实系统是真实环境替代的理想模型，沉浸式三维显示具有真实感强、交互灵活、反馈实时等特点。

为了避免人员操作在真实空间的相互干扰，为人员设定操作物理区域，同时设备线缆悬挂避免缠绕和干扰，使得每位操作人员有独立的操作空间。

交互方式可以使用虚拟现实眼镜佩戴的手柄与虚拟现实世界交互，可以做抓取，移动，点击等动作。

在沉浸式虚拟现实环境中实现多人协同操作。可使真实环境下的人员操作，同步反馈到VR三维井场环境，实现虚拟环境下受训人员彼此可见；通过手柄定位的位置信息，判定人员动作，实现现实人员动作到VR环境下的动作识别与判定。为多人协同完成处置过程提供生动直观的操作模式，提升培训效果。

在关井操作时仅需要岗位到位检查或监控的，可实现设备操作细节的检查和观看等环节。同时提供观察者视角，可观察团队作业的整个过程。沉浸式三维环境受训人员与钻井现场设备交互，完成对设备的操作，近距离观察设备状态和工作情况，真实感受井场环境。

桌面式多人协同演练

通过鼠标键盘操作学生端设备，进行系统分发作业的应急演练任务。作业内容、系统功能和演练项目与VR沉浸式版本一致，可以与VR版本融合使用，即同一班组人员协同作业时，不同人员可以根据个人习惯，分别选择VR或桌面式的不同操作方式。

桌面式软硬件结合多人协同演练

桌面式多人协同演练与VR多人协同演练采用相同的数学模型内核核心，工艺过程、控制过程、演练内容及评价标准。受训人员进入培训项目后的交互方式可通过桌面式虚拟显示软件和井控模拟硬件相结合的方式实现。一组作业人员在一次培训过程中，涉及到对井控设备的操作可在硬件模拟设备上实操完成，其他流程操作和设备操作可在桌面式虚拟现实软件上实现。

所有软件系统全部采用面向对象方法设计。将钻井现场的若干关键设备（如：顶驱、井下数据等）完全用类的方法描述，其类的属性、可以接收的事件和对事件的响应都与真实设备一致，完全实现了钻井现场的重现。同时为了模拟软件实时反映前端设备的数据变化所产生的结果，系统采用多线程机制。每当运行一个作业时，以参数界面的显示为主线程，以钻井工艺程序为子线程，这两个线程共享虚拟地址空间，形成多任务机制，达成软硬件操作的无缝连接。