前言

海上平臺是高出海面且具有水平臺面的一種桁架構筑物，是在海上工作時在海水中搭建的便于人行走的仿陸地區(qū)域，供進行生產(chǎn)作業(yè)或其他活動使用，如在海底采石油、海上施工作業(yè)等。近年來，隨著海上測繪工程的日益趨向大型化和在惡劣的自然環(huán)境下作業(yè)的必然性逐漸增加，海上作業(yè)平臺已成為開發(fā)海洋的主要設備之一，在海上油氣開發(fā)中也扮演著極其重要的角色。

3D 可視化作為搭建數(shù)字化工業(yè)領域的必備技術，為用戶提供虛擬施工作業(yè)的全貌，方便管理者和施工人員看到系統(tǒng)整體的同時還能觀測局部細節(jié)。以下借助 3D 組態(tài)，三維動畫為首，信息展示為輔，模擬了海上安全作業(yè)的整個動態(tài)過程，讓大家更直觀的了解海上作業(yè)流程及工作環(huán)境。

界面簡介及效果預覽

該場景采用圖撲軟件（Hightopo）的 HT 技術，實現(xiàn)海上平臺利用吊柱和吊鉤針對海中設施進行撈起、移動、放置等操作，直升機與輪船主要用于配合海上平臺進行相關的施工操作，同時搭配作業(yè)環(huán)境參數(shù)信息的展示，呈現(xiàn)出海上作業(yè)平臺施工時的三維可視化效果。

系統(tǒng)分析

曾經(jīng)，我們因沒有足夠強大的工業(yè)背景，無設備開采石油等海洋資源，經(jīng)濟受到影響。隨著科技的迅速發(fā)展，加上我國海洋資源極其豐富，（其中近海石油儲量約100多億噸），我國實力不斷壯大，打造出了多種類型的海上平臺，如中國自主研發(fā)的藍鯨系列，是全球最先進的超深水雙鉆塔半潛式鉆井平臺。海上鉆井平臺被稱為“流動的國土”，主要由上部平臺、下浮體（沉墊浮箱）和中部立柱三部分組成，平臺上安裝鉆井、動力、通訊、導航等設備，以及安全救生和人員生活等設施。

1、工作原理

沉墊通過充水下入海中，只留部分立柱和上部平臺在海面上，頂部驅動鉆井，在鉆探出石油之后，即可迅速轉入采油，鉆完井后將沉墊中的水排出，再移動到新井位。鉆井施工工序包括：鉆前工程、鉆進工程和完井作業(yè)三個階段，下圖為主要工序：

事實上，隨著技術的進步及海洋工程對先進設備的需求，不同種類的海上工程平臺開始出現(xiàn)，使得海上作業(yè)平臺應用于多領域多方面：

1. 鋪設、修建、檢測、拆除水上水下設施，如：碼頭、堤岸、橋梁、水下電纜、水下隧道等公共設施；

2. 救助遇難船舶，打撈沉船、沉物，清理海上污染物，保護海上環(huán)境；

3. 進行影響水上交通安全的海洋及氣象觀測、水紋測量、地質調查、科學研究等活動；

4. 開采石油、天然氣、可燃冰等海上資源；

5. 用于影響通航水域交通安全或對通航環(huán)境產(chǎn)生影響的施工作業(yè)。

機械臂的應用是海上作業(yè)平臺的核心功能之一，可用于調運設備、海上救援、輔助修建海上設施等等，是海上最重要的生產(chǎn)和安全設備之一。它具有操作簡單、制動性能好、通用性強、抗風性強、可重復作業(yè)等特點，可以代替人們去完成一些復雜沉重的搬運工作或輔助人們實現(xiàn)高危險性的工作任務，也可以代替工人完成大批量的生產(chǎn)任務，這大大提高了勞動生產(chǎn)效率，保障了工人們的人身安全，節(jié)約了人力資源。因而廣泛應用于機械制造、施工作業(yè)、物流系統(tǒng)等眾多工業(yè)行業(yè)。

2、信息條展現(xiàn)

通過改變沿 Y 軸的旋轉角度來實現(xiàn)以不同速度變化的風力/風向、安全作業(yè)天數(shù)、鉆井啟用進程三個信息條的旋轉過程。海上作業(yè)是高技術、高投入、高風險的一項工作，工況條件比陸地復雜、惡劣，除了受與陸上作業(yè)一樣的天氣因素影響外，自身還受到海洋特殊環(huán)境的影響，如海流、潮汐、風暴潮等惡劣天氣影響。

因此，海上作業(yè)可以與當?shù)貧庀蟛块T建立聯(lián)系，將信息條中的內容根據(jù)工程師當天的環(huán)境狀況進行信息綁定，及時掌握海上氣候動態(tài)，確保施工時的安全性。

3、飛機行駛軌跡

海上直升機是海上作業(yè)平臺正常運行時的一種交通工具，主要用于運送物資、處理突發(fā)事件及運送人員?？筛鶕?jù)自定義的軌道、設置飛機的起始、結束位置、飛行狀態(tài)等屬性，來指定飛機的飛行方式及線路，結合HT中的動畫函數(shù)實現(xiàn)飛行效果。

4、海水的波動

通過改變海水、船的高度位置和浪花透明度的隨機變化，來呈現(xiàn)海面的波動狀態(tài)。輪船主要用于配合海上作業(yè)平臺完成海上作業(yè)，用戶也可自行建立兩者間的聯(lián)系。

總結

隨著科技的發(fā)展和社會的進步，海上作業(yè)平臺逐漸得到了廣泛的應用，如在海洋勘測、資源采集、環(huán)境護理、科學研究等方面，在面對風、浪、流等各種復雜的海洋作業(yè)環(huán)境及海上安全與技術規(guī)范條款的要求等，其對各種類型的海上作業(yè)都有著積極的意義，是人們海洋工作中不可或缺的設備，為海上作業(yè)提供了穩(wěn)定的工作場所，其重要性不言而喻。

而 HT 將三維動畫與工業(yè)化領域相結合，使場景中各設施具有更加靈活的表現(xiàn)形式和直觀生動的可視化效果，生動的動畫演示便于工程師迅速理解和制定海上作業(yè)的施工流程，同時實時、直觀呈現(xiàn)出海上施工的工作環(huán)境信息，可輔助管理人員及時做出準確決策，實現(xiàn)對整個施工項目科學、有效的管理。