VRP访问SQL Server数据库技术方法及应用

李繁荣 （庆新油田开发有限责任公司，黑龙江 安达151413）

近年来，随着计算机和网络技术的飞速发展，虚拟现实仿真技术在石油化工、电力和城市规划等领域得到了广泛的应用［1－4］。该技术不但具有直观的整体和细节表现能力，而且能够实现各种硬件设备与三维场景的实时交互功能，其中中视典公司发布的VRP虚拟现实软件以其简洁易用和中文脚本编程等特点受到国内业界的广泛关注［5］。

大庆油田庆新油田有限责任公司自2010年以来，大力开展数字化油田建设并取得显著成果，油田生产运行管理水平和工艺设备的智能化程度得到全面提升，这给油田技术人才培养和岗位培训工作提出了全新要求。因此，基于VRP虚拟现实技术的数字化油田岗位仿真培训系统 （简称仿真培训系统）的开发成为必然趋势。在仿真培训系统的开发过程中，如何实现VRP与数据库交互是系统开发人员感到棘手的一个问题。下面，笔者结合仿真培训系统的开发过程，着重探讨VRP访问SQL Server数据库技术的实现方法。

图1 虚拟仿真系统的功能结构图

1 仿真培训系统功能分析

根据油田石油开采和集输岗位培训的要求，虚拟仿真系统应具备工艺覆盖全面性、操作流程准确性、仿真场景真实性、系统交互实时性等特点。另外，还要兼顾正常流程操作和事故应急操作，实现原油集输工艺过程的全方位仿真模拟。虚拟仿真系统的功能结构图如图1所示，具体功能要求可以归纳为以下几个方面：①建立三维模型清晰描述原油集输各生产设备结构原理，真实反映设备内部器件构造以及器件间相互作用机理；②借助声音、图像、动画、文字等信息手段准确描绘原油集输各生产环节工艺流程、技术操作和安全事项；③建立虚拟现实场景，虚拟真实生产设备和流程；④建立正常生产操作和事故应急操作任务库，模拟真实系统存在的各种生产和应急操作，并能根据学员的操作过程进行智能判识。⑤建立交互功能良好的用户操作界面，利用数据库技术实现用户登录和设备信息管理。

2 VRP访问SQL Server数据库的方法

为了实现虚拟仿真系统用户登录管理和设备信息查询功能，必须建立数据库对相应信息进行存储和管理，由于VRP与SQL Server数据库兼容性较好，因此在系统设计中使用SQL Server数据库进行数据存储。在VRP编辑器中，访问SQL Server数据库的常用方法包括利用lua文件访问和利用VRP数据库工具访问。

图2 VRP加载lua文件脚本

2.1 利用lua文件

lua是一个小巧的脚本语言，由标准C编写而成，代码简洁优美，几乎在所有操作系统和平台上都可以编译和运行［6］。该语言能嵌入应用程序中，为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。在VRP访问数据库应用中，需要先编写lua脚本文件，然后在VRP脚本编辑器中加载lua文件即可，VRP脚本编辑器加载lua文件脚本如图2所示。

2.2 利用VRP数据库工具

VRP编辑器支持数据库访问，内部集成了数据库工具，当前Vision 11.0版本支持ACCESS、Oracle、SQL Server以及 MySQL数据库的连接与访问。在VRP编辑器数据库工具栏下，设有“连接数据库”、“关联操作”和“搜索查询”3个选项卡，分别负责数据库连接、虚拟对象与数据库的关联操作和数据库查询功能的实现。

图3 虚拟仿真系统登录界面

3 具体应用

3.1 系统登录界面设计

系统登录界面主要用于学员登录权限信息的查询和管理，保障系统的安全性和使用范围 （见图3）。下面主要介绍基于lua语言的数据库访问脚本的编写过程。

登录程序主要由数据库连接子程序、初始化子程序、用户登录子程序、用户注册子程序和数据库关闭子程序构成。数据库连接和关闭子程序主要用于数据库的连接、数据表的打开、存储数据的提交以及数据库的关闭；初始化子程序主要完成变量及其类型的定义和赋值；用户登录子程序用于获取用户输入的“用户名”和“密码”数据，并将该数据与数据库内存储的注册数据进行比较，如果与注册数据一致则系统转入欢迎界面，否则提示错误用户信息；用户注册子程序将用户在文本输入框中输入的“用户名”和“密码”数据存储在SQL Sever数据库中并形成数据列表，作为用户再次登录的权限信息。

图4 虚拟设备功能描述数据库工具设置

3.2 虚拟设备功能描述

在虚拟仿真系统设计中，为实现与三维仿真设备部件有关的功能信息描述和赋值等操作，可以通过VRP数据库工具连接SQL Server数据库，并进行关联操作。下面以减速箱为例说明具体设计过程。

1）数据库连接 打开 ［数据库］面板，在 ［连接数据库］面板下选择数据库类型为 ［SQL Server］，然后单击 ［设置］按钮，在弹出的面板中输入数据库服务器地址与数据库名称，输入数据库的 ［用户］和 ［密码］，接着点击 ［连接数据库］按钮，将当前的数据库进行连接。检查数据库的连接状态是否成功，如果连接成功，数据库连接状态会更新，并显示当前连接的数据库和连接状态。连接成功后，单击［显示数据］按钮，可以显示数据库记录信息。在 ［连接数据库］面板下面，勾选 ［保存登录信息到vrp文件］选项和勾选 ［下次打开场景自动连接数据库］选项。数据库连接界面如图4（a）所示。

2）关联操作设置 关联操作目的是将数据库记录和VRP对象建立起联系，建立起联系以后，点击场景中的对象，就能根据关联信息查询到对应的数据库记录。VRP中数据库关联操作设置如图4（b）所示。

选择减速箱模型，单击 ［记录列表］按钮，在弹出的数据库记录中，选择相应的记录。然后单击 ［新建关联］按钮，完成模型与数据库的关联，关联操作设置完成，列表中会列出当前已经添加的关联。点击快捷键F5，预览添加数据库后的效果图如图5所示。

图5 模型添加数据库后信息显示效果图

4 结 语

针对仿真培训系统的开发过程中VRP与数据库交互的问题，提出了VRP访问SQL Server数据库的方法。应用实例分析表明，采用VRP访问SQL Server数据库的方法是可行的，能够提高仿真培训系统设计的灵活性和可扩展性。

［1］朱岩，鲍泓，张姝，等 .场景三维仿真漫游系统设计与实现 ［J］.2010，24（4）：7－11.

［2］张永翔，段少辉，杨卫东，等 .深圳供电局变电培训仿真系统 ［J］.电网技术，2000，24（1）：16－18.

［3］张东英，葛亮，杨以涵，等.500kV综合自动化变电站仿真培训系统的实现 ［J］.电网技术，2001，25（6）：64－67.

［4］唐小惠，杨涛 .基于虚拟现实技术的变电站检修系统研究与设计 ［J］.农业科技与装备，2011（12）：40－42.

［5］罗陆锋，邹湘军，刘天湖，等 .大数据量虚拟景观的三维模型优化与漫游 ［J］.系统仿真学报，2009，21（6）：1654－1657.

［6］曹彤 .虚拟博物馆的三维场景构造及交互漫游实现 ［J］.计算机工程与设计，2007，28（2）：6006－6011.