某机加工生产线3D虚拟监控系统设计与研发

针对制造车间中生产线多源异构数据采集困难、生产过程信息可视化水平较低和生产线监控实时性较差等问题,提出了基于实时数据采集的生产线3D虚拟监控方法及系统开发架构。以某机加工生产线为对象,通过搭建OPC UA(Open Platform Communications Unified Architecture)服务端以及开发相关应用程序,实现了不同品牌、不同类型及多设备运行实时数据的采集、融合与推送;借助相关软件工具,建立生产过程中不同工序的各设备三维模型,形成了完整的生产线三维虚拟场景;开发3D虚拟监控系统,实现了虚/实场景之间的同步映射,并验证了系统在Web平台的发布与运行。结果表明,通过对该生产线进行3D虚拟监控系统的研发,实现了对生产过程的三维可视化监控,虚/实场景同步的延时误差不超过500 ms,并大幅度降低了生产统计、协调和监控成本,提高了生产线的数字化水平。

港口机械远程虚拟监控系统研究

结合虚拟现实技术实现基于传感器数据驱动的港口机械群远程监控。采用3DMax和Pro/Engineer等工具建立完整的港口场景和港口机械模型库。利用DirectX开发虚拟场景渲染引擎,通过现场总线和无线传感器网络采集港口机械的位置、姿态和运行状况信息,并据此在渲染引擎中实时驱动虚拟模型。实现一个具有高度沉浸感和交互性的三维港口机械群实时监控环境,并利用中心数据库的专家诊断系统和Web Service技术实现故障预警和故障诊断。

塔式起重机3D远程虚拟监控

为了向塔式起重机提供更为可靠、安全、完善的监控系统,基于虚拟现实技术研究了塔式起重机运行虚拟场景的参数化构建技术,分析了虚拟监控系统的3D裁剪算法和z缓冲算法,提出了利用DirectX技术开发虚拟场景渲染引擎,通过现场传感信息驱动塔机动作的虚拟监控系统.实验结果表明,本监控系统不仅提高了塔式起重机工作的安全性,并且具有较高的可扩展性、真实性、实时性与稳定性.

数字化车间虚拟监控系统研究

传统的虚拟监控系统管理层与执行层信息交互能力不足,不能满足当前车间监控需求,基于虚拟现实技术与信息集成技术,建立车间状态监控系统,实现整个车间内人员、物料、设备等位置及状况的实时监控。系统以三维制造资源模型为基础构建数据逻辑模型;采用XML规范建立系统模块间的数据接口;利用实时状态数据驱动三维虚拟模型;利用Unity3D技术实现虚拟场景的渲染与实时人机交互,最后通过实例验证了系统的有效性。

面向交通安全的道路车辆虚拟监控系统

将虚拟制造技术应用于交通安全监控,三维呈现出交通元素并提供丰富的交互操作,引入Google Earth三维地图。提出了以文件结构为基础构建三维模型库方法,使用布尔莎模型及高斯投影实现了WGS84和BJ-54坐标系的转换。使用插值法进行曲线拟合实现了车辆的轨迹跟踪、比较,采用部分参考的方式实现轨迹预测。提出了使用因素加权法进行紧急状况危险度判别的方法,并建立危险因素影响表作为紧急预案的依据,进行多级查询获得解决预案,并提出建立报表的方法,对预案进行处理。

基于Web的变电站虚拟监控告警界面的实时更新

为了实现真正的无人值班变电站运行模式,必须提高自动化技术水平,建设有效和实用的监控系统。在变电站三维虚拟监控系统的设计中,监控界面的实时更新是难点之一,文中提出了一种利用Java小程序和VRML语言的EAI接口相结合的方法,介绍了JavaApplet和EAI接口,以及设计方案和相关的关键技术。这一方法成功解决了实际问题,实验证明效果良好。

ROV虚拟监控和动力定位系统软件分析与设计

在某型ROV控制系统的基础上扩展开发了一套具有虚拟监控(VMS)功能和动力定位(DP)功能的软件,此软件不仅能够仿真ROV的水下作业过程并且能实时对ROV的水下作业进行控制。介绍了此软件的开发过程并对软件中各组成部分以及它们之间的关系进行了详细的论述。

基于PLC与力控的皮带运料虚拟监控系统设计

介绍了皮带运料系统PLC控制和力控组态软件设计过程,实现仿真现场工业控制要求。虚拟监控系统由上位机、通讯接口和下位机组成。上位机用力控组态软件制作虚拟监控界面,下位机下载PLC控制程序,通过通讯接口在上位机模拟皮带运料的运行情况。设计对工业现场的调试和研究有一定的参考价值。

基于改进虚拟监控云平台的研究

采用一种改进的虚拟监控的方法,对现有的云方案进行了研究和分析,提出了一种运行于开源平台上的IVMDC保护方案,该方案通过对云的基础设施和虚拟客户机的实时监控,避免了来自于云内、外部的网络攻击,进而保证了整个区域教育教学云平台的安全运行。性能测试的结果显示IVMDC所带来的性能损失对于目前的区域云平台来说是非常有限的,可以被接受的。

多旋翼无人机教学平台虚拟监控仪器设计

为降低多旋翼无人机教学平台的研发费用,缩短调整飞控系统各项参数的操作时间,设计了一种虚拟监控仪器。根据模块化设计思想,虚拟监控仪器分为状态显示模块、姿态调整模块、控制参数修正模块和数据处理模块。首先在App Inventor软件设计界面对虚拟监控仪器的外观进行制作,然后在程序界面对数据处理和逻辑算法进行设计,最后对虚拟监控仪器进行试验验证。结果表明:虚拟监控仪器能够实现多旋翼无人机的状态显示、姿态调整和控制参数修正,操作简单易学,能够提高教学效率。

基于智能制造系统的物联网三维虚拟监控研究

文章根据智能制造系统在生产过程中数据采集、数据分析与处理、透明化与可视化监控以及上下交互等需求,思考了一种可有效融合多种数据采集技术的三维虚拟监控设计方法,从数据的采集、分析、处理、传输直至状态显示,进行了完整物联网三维虚拟监控系统的设计。经检验,系统性能良好,具有实际应用价值。

煤矿井下排水设备运行安全虚拟监控系统的研究

煤矿井下排水设备是用于将综采开采过程中的涌水排出巷道,确保井下综采作业安全的核心。排水设备运行的可靠性和稳定性直接关系到煤矿井下的综采作业安全。由于井下巷道分布广泛,透水点多,排水设备布置较为分散,为了确保排水设备的运行安全,通常采用安排专门的人员进行定时巡查的方式。随着井下排水设备的日益增加,依靠人工巡查的方式已经无法满足设备稳定运行的要求,对井下综采作业安全造成了严重的隐患。根据虚拟技术的发展,提出了一种排水设备运行安全虚拟监控系统,实现了对煤矿井下各排水设备的直观、动态监控。它不仅极大降低了井下巡查人员的工作量,而且大幅提升了井下排水系统运行安全性。目前该监控系统已得到了广泛的应用,取得了较好的应用效果。

应用虚拟现实技术实现测控目标虚拟监控的方法研究

计算机处理能力的迅速提高和计算机图形学理论与实践的发展，使虚拟现实技术在PC工作站上有了实现的可能。本文介绍了虚拟现实的一般概念和飞行器虚拟监控的需求，分析了使用虚拟现实技术实现虚拟监控的一些必要条件，提出并比较了虚拟监控实现的几种途径，最后推荐了两种可行的方法。

基于虚拟机监控技术的可信虚拟域

针对云计算中带内完整性度量方案存在的依赖操作系统安全机制、部署复杂和资源浪费等问题,提出了基于虚拟机监控技术的带外完整性度量方案,可用于为云计算基础设施即服务(Iaa S)的租户提供可信的虚拟域。该方案包括域外监控方案和域内外协同监控方案两部分。前者可对开源Linux虚拟域实现完全透明的完整性度量,同时弥补了其他基于系统调用捕获的域外方案所存在的不足。后者将实时度量与预先度量方法、域内度量与域外度量方法、细粒度的注册表度量方法和基于系统调用的域间信息传输方法相结合,可对不完全开源的Windows虚拟域实现完整性度量。实验证明了方案的度量能力是完备的、性能影响是可接受的。

三维可视化虚拟现场监控环境的设计及机理

虚拟现实作为计算机领域最新技术,正逐渐渗入到工业控制领域.针对目前工业组态软件二维的用户界面,运用虚拟现实技术,从视觉、音效、动态参数的三维可视化等方面进行虚拟现场监控环境的设计.在保证工业监控实时性的同时,丰富和发展了工业监控的交互手段,有利于提高工业监控界面的真实感和透明度.

基于虚拟机监控器的隐私透明保护

操作系统漏洞经常被攻击者利用，从而以内核权限执行任意代码（返回用户态攻击，ret2user）以及窃取用户隐私数据．使用虚拟机监控器构建了一个对操作系统及应用程序透明的内存访问审查机制，提出了一种低性能开销并且无法被绕过的内存页面使用信息实时跟踪策略；结合安全加载器，保证了动态链接库以及应用程序的代码完整性肩皂够确保即使操作系统内核被攻击，应用程序的内存隐私数据依然无法被窃取．在Linux操作系统上进行了原型实现及验证，实验结果表明，该隐私保护机制对大多数应用只带来6％～10％的性能负载．

基于可信轻量虚拟机监控器的安全架构

虚拟化技术越来越多地被用于增强商用操作系统的安全性。现有的解决方案通常将虚拟机管理软件(VMM)作为可信集,利用其作为底层架构的优势来为上层软件提供安全功能。这些方案都是基于通用虚拟机管理软件,因而存在以下问题:a)虚拟化性能上开销大;b)作为可信集相对比较庞大;c)不能提供有效的信任链证明自身可信性。针对上述问题,提出以轻量虚拟机监控器作为可信集的安全架构——Cherub架构,Cherub利用主流处理器的安全扩展指令和硬件辅助虚拟化技术在运行的操作系统中插入轻量级的虚拟机监控器,并利用该虚拟机监控器作为可信集用于实现多种安全目标。实验结果证明了该架构的有效性,并具有代码量小、动态可加载和虚拟化开销小等优点。

Trochilidae:面向众核平台的高性能轻量级虚拟机监控器

虚拟化技术在云计算中广泛应用。传统虚拟化技术对操作系统的一些操作都进行了捕捉与封装,使其越来越复杂,同时也影响了操作系统的性能。针对众核平台的发展趋势和特点,面向众核平台设计并实现了一个轻量级的高性能虚拟机监控器——蜂鸟(Trochilidae)。多操作系统可以同时运行在此虚拟机监控器之上,同时对操作系统性能无损失。在提供传统虚拟机监控器功能的基础上,蜂鸟的代码量仅4000行左右(包括汇编与C代码),降低了系统的复杂度,便于系统的维护与调试。

一种无代理虚拟机进程监控方法

针对云环境下的租户虚拟机状态监控问题,提出一种基于虚拟机内存实时在线分析的虚拟机监控技术.借助虚拟化层的高特权级,可以在虚拟机外部透明地实时获取虚拟机的物理内存.引入内存取证领域的物理内存解析机制,在虚拟化层在线地分析虚拟机内存中重要的内核数据结构,从而获取虚拟机内存语义知识,有效地解决虚拟机与虚拟化层之间的语义鸿沟问题,实现虚拟机细粒度状态信息监控.由于监控代码处于更高特权级的虚拟化层,无需在用户虚拟机中部署监控代理,因此,虚拟机内部的恶意代码无法旁路和破坏安全监控代码,提高了方法的透明性和安全性.实验表明,该方法可以在低开销下以无监控代理模式为租户提供虚拟机监控服务.

面向IaaS云服务的云系统中虚拟机监控及证据采集

基于云系统实例,分析在虚拟机监控与证据采集中,如何面向Iaa S云服务,优化设计系统功能,提升其监控及证据采集能力,降低系统成本。云系统中面向Iaa S云服务,设计实现虚拟机监控与证据采集,提升虚拟机监控能力,较之前提升21.0%,其证据采集能力也得到提高,且降低系统开发成本,节约成本费用达到38.0%。在云系统的虚拟机监控与证据采集中,应用面向Iaa S云服务,发挥积极应用价值,提升系统监控及数据采集能力,发挥积极影响。