CN105528809A - 核电站维修路径生成方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站维修路径生成方法，该方法包括：根据核电站的实际数据建立具有辐射信息的核电站三维模型；通过三维开发工具unity3d在所述核电站三维模型生成寻路导航网格；根据所述三维模型和所述辐射信息将所述寻路导航网格分为可通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域；选定出发位置和目标位置后，根据所述通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域生成维修路径。本发明公核电站维修路径生成方法可实现对维修路径的寻路，无需人员实地探索，实现了安全、有效的设备维修。此外，本发明还公开了一种核电站维修路径生成系统。

Description

核电站维修路径生成方法和系统

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站维修路径生成方法和系统。

背景技术

核电站是关系国计民生的重要基础产业和公用事业，核电站安全稳定运行和电力可靠供应直接涉及到国民经济发展和人民生命财产安全，甚至影响到国家安全和社会稳定。核电站维修不同于常规电站或其他工业部门的维修。由于其规模巨大、设备数量众多且分布广泛，加之核电站内部空间结构复杂并且大部分区域具有放射性，因此维修过程中在保障核安全和人员健康方面显得尤为重要。

一般的，核电站的维修工作都是根据维修计划进行现场踩点，维修前对所检修的设备状态及现场工作环境进行勘查，检查检修设备存在的安全隐患，然后根据勘查情况制定具体的维修计划及方案。这就要求在维修前采取适当措施，使得能接近受检设备，并使维修人员受到的辐射照射保持在合理可行尽量低的水平。目前，核电站维修动工之前必需让辐射防护人员事先对工作区域进行辐射水平测量，只有在允许辐射剂量范围内维修人员才可进入工作区域进行现场环境勘查，大部分工作主要依靠维修人员的实际经验进行现场踩点预演。

实践中发现，依靠维修人员依据实际工作经验进行维修现场的踩点预演，存在以下几个问题：1)核电站设备数量众多，就阀门而言就数以万计，且分布在厂房各个房间内。单纯依靠维员的实际经验进行设备维修存在设备管理水平低的难题。2)人力投入大，培训成本高。核电站机组功率运行时，禁止人员进入核反应堆厂房。这种情况下要求对维修人员进行长期的技术培训，使其具备过硬的技术，熟悉核电站内部环境。如何生成安全、高效的核电站维修路径，避免核电辐射，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：在核电站运行维护过程中，提供一种寻找便捷、安全可靠核电站维修路径的技术。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站维修路径生成方法，所述方法包括：

根据核电站的实际数据建立具有辐射信息的核电站三维模型；

通过三维开发工具unity3d在所述核电站三维模型生成寻路导航网格；

根据所述三维模型和所述辐射信息将所述寻路导航网格分为可通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域；

选定出发位置和目标位置后，根据所述通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域生成维修路径。

作为本发明核电站维修路径生成方法的一种改进，所述方法还包括：

生成的导航网格是由三个以上凸多变形连接组成。

作为本发明核电站维修路径生成方法的一种改进，所述方法还包括：

设定允许人员行走的地面、通道、可行区域物体为可通行区域。

作为本发明核电站维修路径生成方法的一种改进，所述方法还包括：

设定阻碍人员行走的障碍物物体、不可控制辐射区域为固定障碍区域。

作为本发明核电站维修路径生成方法的一种改进，所述方法还包括：

设定通道栏板、可控制辐射区域为动态障碍区域。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种核电站维修路径生成系统，包括：

建模模块，用于根据核电站的实际数据建立具有辐射信息的核电站三维模型；

导航网格生成模块，用于通过三维开发工具unity3d在所述核电站三维模型生成寻路导航网格；

区域划分模块，用于根据所述三维模型和所述辐射信息将所述寻路导航网格分为可通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域；

路径生成模块，用于选定出发位置和目标位置后，根据所述通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域生成维修路径。

作为本发明核电站维修路径生成系统的一种改进，所述区域划分模块包括：

第一设定单元，用于设定允许人员行走的地面、通道、可行区域物体为可通行区域。

作为本发明核电站维修路径生成系统的一种改进，所述区域划分模块包括：

第二设定单元，用于设定阻碍人员行走的障碍物物体、不可控制辐射区域为固定障碍区域。

作为本发明核电站维修路径生成系统的一种改进，所述区域划分模块包括：

第三设定单元，用于设定通道栏板、可控制辐射区域为动态障碍区域。

与现有技术相比，本发明基于核电站辐射环境下维修路径生成方法和系统具有以下有益技术效果：通过三维开发工具unity3d在核电站三维模型生成寻路导航网格，根据三维模型和辐射信息将寻路导航网格分为可通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域，在选定出发位置和目标位置后，实现对维修路径的确定。同时，方案通过将辐射信息分布与寻路导航运用于三维模型，实现对维修路径的寻路，无需人员实地探索，实现了安全、有效的设备维修。此外，由于方案可实现对核电站维修路径做到可测、可控、可视，较好地解决了单纯依靠维修人员实际经验进行设备维护导致设备管理水平低下的问题。该发明实现方法简单易行，符合国家关于核电站安全管控的要求，取得很好的技术效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站维修路径生成方法和平台进行详细说明，其中：

图1提供了本发明核电站维修路径生成方法的一个实例流程图；

图2提供了本发明核电站维修路径生成系统的一个实例示意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当强调的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明的使用场合。

Unity是由UnityTechnologies开发的一个让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具，是一个全面整合的专业游戏引擎。Unity类似于Director,Blendergameengine,Virtools或TorqueGameBuilder等利用交互的图型化开发环境为首要方式的软件其编辑器运行在Windows和MacOSX下，可发布游戏至Windows、Mac、Wii、iPhone、Windowsphone8和Android平台。Unity3d是一款可以让用户轻松创建诸如三维游戏、建筑可视化及实时三维互动内容的综合性三维开发工具，其内置的寻路导航系统可以对大范围复杂场景进行快速寻路。

请结合参看图1，图1提供了一种核电站维修路径生成方法，包括：

步骤101，根据核电站的实际数据建立具有辐射信息的核电站三维模型。

根据核电站的实际数据建立具有辐射信息的核电站三维模型。具体的，根据核电站的实际数据构建核电站三维虚拟场景。

步骤103，通过三维开发工具unity3d在所述核电站三维模型生成寻路导航网格。

通过三维开发工具unity3d在所述核电站三维模型生成寻路导航网格。具体的，在三维场景基础上通过unity3d进行优化整合生成合适的NavMesh寻路导航网格，确保了在虚拟核电站环境中进行维修路径可视化规划的基础。

步骤105，根据所述三维模型和所述辐射信息将所述寻路导航网格分为可通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域。

具体的，生成的导航网格是由多个以上凸多变形连接组成。对不同辐射热点辐射范围预先建立相应虚拟胶囊体表示其影响范围。设定允许人员行走的地面、通道、可行区域物体为可通行区域。设定阻碍人员行走的障碍物物体、不可控制辐射区域为固定障碍区域。设定通道栏板、可控制辐射区域为动态障碍区域。

步骤107，选定出发位置和目标位置后，根据所述通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域生成维修路径。

具体的，选定初始点和目标点，通过程序计算初始点到目标点最优路径所经过的凸多变形有序集合，依次存储各凸多变形几何中心为路径节点，根据所述通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域生成维修路径。

本发明实施例中，通过三维开发工具unity3d在核电站三维模型生成寻路导航网格，根据三维模型和辐射信息将寻路导航网格分为可通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域，在选定出发位置和目标位置后，实现对维修路径的确定。同时，方案通过将辐射信息分布与寻路导航运用于三维模型，实现对维修路径的寻路，无需人员实地探索，实现了安全、有效的设备维修。此外，由于方案可实现对核电站维修路径做到可测、可控、可视，较好地解决了单纯依靠维修人员实际经验进行设备维护导致设备管理水平低下的问题。

请结合参看图2，图2提供了一种核电站维修路径生成系统的示意图，该系统包括：建模模块201、导航网格生成模块203、区域划分模块205以及路径生成模块207。其中，

建模模块201，用于根据核电站的实际数据建立具有辐射信息的核电站三维模型。

具体的，建模模块201根据核电站的实际数据建立具有辐射信息的核电站三维模型。即建模模块201根据核电站的实际数据构建核电站三维虚拟场景。

导航网格生成模块203，用于通过三维开发工具unity3d在所述核电站三维模型生成寻路导航网格。

导航网格生成模块203通过三维开发工具unity3d在所述核电站三维模型生成寻路导航网格。具体的，导航网格生成模块203在三维场景基础上通过unity3d进行优化整合生成合适的NavMesh寻路导航网格，确保了在虚拟核电站环境中进行维修路径可视化规划的基础。

区域划分模块205，用于根据所述三维模型和所述辐射信息将所述寻路导航网格分为可通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域。

具体的，生成的导航网格是由多个以上凸多变形连接组成。对不同辐射热点辐射范围预先建立相应虚拟胶囊体表示其影响范围。

进一步的，区域划分模块205包括第一设定单元，用于设定允许人员行走的地面、通道、可行区域物体为可通行区域。区域划分模块205还包括第二设定单元，用于设定阻碍人员行走的障碍物物体、不可控制辐射区域为固定障碍区域。区域划分模块205还包括第三设定单元，用于设定通道栏板、可控制辐射区域为动态障碍区域。

路径生成模块207，用于选定出发位置和目标位置后，根据所述通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域生成维修路径。

具体的，选定初始点和目标点后，路径生成模块207通过程序计算初始点到目标点最优路径所经过的凸多变形有序集合，依次存储各凸多变形几何中心为路径节点，根据所述通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域生成维修路径。

本发明实施例中，通过三维开发工具unity3d在核电站三维模型生成寻路导航网格，根据三维模型和辐射信息将寻路导航网格分为可通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域，在选定出发位置和目标位置后，实现对维修路径的确定。

系统的实施方法和流程可以参见前述实施例中介绍的方法实施例，此处不再赘述。

结合以上对本发明的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明至少具有以下有益技术效果：通过三维开发工具unity3d在核电站三维模型生成寻路导航网格，根据三维模型和辐射信息将寻路导航网格分为可通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域，在选定出发位置和目标位置后，实现对维修路径的确定。同时，方案通过将辐射信息分布与寻路导航运用于三维模型，实现对维修路径的寻路，无需人员实地探索，实现了安全、有效的设备维修。此外，由于方案可实现对核电站维修路径做到可测、可控、可视，较好地解决了单纯依靠维修人员实际经验进行设备维护导致设备管理水平低下的问题。该发明实现方法简单易行，符合国家关于核电站安全管控的要求，取得很好的技术效果。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种核电站维修路径生成方法，其特征在于，所述方法包括：

根据核电站的实际数据建立具有辐射信息的核电站三维模型；

通过三维开发工具unity3d在所述核电站三维模型生成寻路导航网格；

根据所述三维模型和所述辐射信息将所述寻路导航网格分为可通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域；

选定出发位置和目标位置后，根据所述通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域生成维修路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

生成的导航网格是由三个以上凸多变形连接组成。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

设定允许人员行走的地面、通道、可行区域物体为可通行区域。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

设定阻碍人员行走的障碍物物体、不可控制辐射区域为固定障碍区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

设定通道栏板、可控制辐射区域为动态障碍区域。

6.一种核电站维修路径生成系统，其特征在于，所述系统包括：

建模模块，用于根据核电站的实际数据建立具有辐射信息的核电站三维模型；

导航网格生成模块，用于通过三维开发工具unity3d在所述核电站三维模型生成寻路导航网格；

区域划分模块，用于根据所述三维模型和所述辐射信息将所述寻路导航网格分为可通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域；

路径生成模块，用于选定出发位置和目标位置后，根据所述通行区域、固定障碍区域和动态障碍区域生成维修路径。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述区域划分模块包括：

第一设定单元，用于设定允许人员行走的地面、通道、可行区域物体为可通行区域。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述区域划分模块包括：

第二设定单元，用于设定阻碍人员行走的障碍物物体、不可控制辐射区域为固定障碍区域。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述区域划分模块包括：

第三设定单元，用于设定通道栏板、可控制辐射区域为动态障碍区域。