CN108735029A - 一种核电厂机组模拟机的可视化展示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核电厂机组模拟机的可视化展示方法，包括：从核电厂机组模拟机系统中获取关于核电厂机组动态模拟的可视化数据；将获取的可视化数据共享到中转服务器；向可视化工作站共享可视化数据；依据获取的可视化数据，进行相应的核电厂机组三维或二维可视化动态展示。本发明通过将核电厂机组模拟机系统与可视化软件二者进行结合，采用核电厂机组模拟机系统的数据驱动可视化软件进行二维及三维实时动态展示，以三维结合二维的形式展示核电厂的运行原理和特点，为核电培训增加了新的手段，有效的提升了全范围模拟机在初期对模拟机学员培训过程中的效果，并且能够有效的帮助初次参观人员对模拟机的有效理解。
Description
技术领域
本发明涉及核电厂三维虚拟现实技术领域，特别涉及一种核电厂机组模拟机的可视化展示方法。
背景技术
CPR1000机组模拟机可视化教学模型系统主要针对阳江核电首套全范围模拟机(下文简称模拟机)的扩展培训，在模拟机上课时实时展现机组设备状态，并自动记录相关影像，分析课时教员结合影像向学员进行讲解，或者对外部参观人员进行核电科普培训及展示。在现有模拟机基础上设计一套可视化系统，以确保模拟机培训更加有效地进行。
当前核电厂机组模拟机以参数化、曲线化的信息展示为主体，缺乏立体感真实感，不能完全满足核电厂所有技术人员对核电厂运行机理的培训需求。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种核电厂机组模拟机的可视化展示方法。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种核电厂机组模拟机的可视化展示方法，所述方法包括：
通过运行于核电厂机组模拟机服务器中的接口程序，从核电厂机组模拟机系统中获取关于核电厂机组动态模拟的可视化数据；
将获取的可视化数据共享到中转服务器，中转服务器与核电厂机组模拟机通信连接；
通过中转服务器中的数据中转程序，向可视化工作站共享可视化数据，可视化工作站与中转服务器通信连接；
通过运行于可视化工作站中的可视化程序，并依据获取的可视化数据，进行相应的核电厂机组三维或二维可视化动态展示。
在本发明实施例上述的可视化展示方法中，所述通过运行于核电厂机组模拟机服务器中的接口程序，从核电厂机组模拟机系统中获取关于核电厂机组动态模拟的可视化数据，包括：
通过接口程序在核电厂机组模拟机的系统动态库中获取函数指针；
根据获取的函数指针，并通过接口程序读取核电厂机组模拟机系统的第一系统参数变量；
通过接口程序创建点对点变量表，所述点对点变量表记录有核电厂机组模拟机的第一系统参数变量、可视化程序的系统第二参数变量、以及它们之间的一一对应关系；
根据获取到的第一系统参数变量，并通过接口程序对预设的点对点变量表的第一系统参数变量和相应的第二系统参数变量进行赋值，形成第一点对点变量表；
通过接口程序在核电厂机组模拟机中创建第一共享内存，并储存获取到的第一点对点变量表。
在本发明实施例上述的可视化展示方法中，所述接口程序读取核电厂机组模拟机的第一系统参数变量的频率为每秒5次-60次。
在本发明实施例上述的可视化展示方法中，所述将获取的可视化数据共享到中转服务器，中转服务器与核电厂机组模拟机通信连接，包括：
通过数据中转程序在中转服务器中创建第二共享内存，并储存从核电厂机组模拟机服务器中获取的第一点对点变量表。
在本发明实施例上述的可视化展示方法中，所述通过中转服务器中的数据中转程序，向可视化工作站共享可视化数据，包括：
根据可视化程序的需求，并通过可视化程序向中转服务器储存的第一点对点变量表中获取第二点对点变量表。
在本发明实施例上述的可视化展示方法中，所述第二点对点变量表中第二系统参数变量的数量小于或等于所述第一点对点变量表中第二系统参数变量的数量。
在本发明实施例上述的可视化展示方法中，所述通过运行于可视化工作站中的可视化程序，并依据获取的可视化数据，进行相应的核电厂机组三维或二维可视化动态展示，包括：
根据获取到的第二点对点变量表，对可视化程序的第二系统参数变量进行赋值；
根据依据赋值后的第二系统参数变量，通过可视化程序在可视化工作站，进行相应的核电厂机组三维或二维可视化动态展示。
在本发明实施例上述的可视化展示方法中，所述可视化平台中的可视化程序基于3DUnity软件设置。
在本发明实施例上述的可视化展示方法中，所述可视化平台中的二维管道流体进行预先细化，并根据管道内部不同的流体类型，采用不同的图标进行区分展示。
在本发明实施例上述的可视化展示方法中，所述可视化平台中的三维特效，采用动态粒子扩散手段进行展示。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过将核电厂机组模拟机系统与可视化软件二者进行结合，采用核电厂机组模拟机系统的数据驱动可视化软件进行二维及三维实时动态展示，以三维结合二维的形式展示核电厂的运行原理和特点，为核电培训增加了新的手段，有效的提升了全范围模拟机在初期对模拟机学员培训过程中的效果，并且能够有效的帮助初次参观人员对模拟机的有效理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种应用场景示例图；
图2是本发明实施例一提供的一种核电厂机组模拟机的可视化展示方法的流程图；
图3是本发明实施例一提供的一种点对点变量表的示例图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
为了便于阐述本发明的技术方案，先结合图1，简述一下本申请的应用场景：参见图1，在核电厂机组模拟机服务器1中加载有核电厂机组模拟机系统和接口程序，中转服务器2中加载有数据中转程序，可视化工作站3中加载有可视化程序，核电厂机组模拟机服务器1与中转服务器2通信连接(例如通过TCP/IP接口协议)，中转服务器2与至少一个可视化工作站3通信连接(例如通过TCP/IP接口协议)。
实施例一
本发明实施例提供了一种核电厂机组模拟机的可视化展示方法，适用于对核电厂机组进行动态模拟的可视化展示，参见图1，该方法可以包括：
步骤S11，通过运行于核电厂机组模拟机服务器中的接口程序，从核电厂机组模拟机系统中获取关于核电厂机组动态模拟的可视化数据。
在本实施例中，传统的核电厂机组模拟机系统以参数化、曲线化的信息展示为主体，缺乏立体感真实感，不能完全满足核电厂所有技术人员对核电厂运行机理的培训需求。而可视化软件能够形象逼真的展示核电厂机组布局、运行状态，特殊工况的发生和演变。因此，通过将核电厂机组模拟机系统与可视化软件二者进行结合，采用模拟机数据驱动可视化软件进行二维及三维实时动态展示，以三维结合二维的形式展示核电厂机组的运行原理和特点，为核电培训增加了新的手段，提高了培训效果。
具体地，上述步骤S11可以通过如下方式实现：
1，通过接口程序在核电厂机组模拟机的系统动态库中获取函数指针。
2，根据获取的函数指针，并通过接口程序读取核电厂机组模拟机系统的第一系统参数变量。
在本实施例中，核电厂机组模拟机系统的第一系统参数变量可以用来在核电厂机组模拟机中展示核电厂机组工况变化。
3，通过接口程序创建点对点变量表，点对点变量表记录有核电厂机组模拟机的第一系统参数变量、可视化程序的系统第二参数变量、以及它们之间的一一对应关系。
在本实施例中，参见图3，点对点变量表记录有核电厂机组模拟机的第一系统参数变量、可视化程序的系统第二参数变量、以及它们之间的一一对应关系，如果获取有核电厂机组模拟机的第一系统参数变量，就可以根据点对点变量表中记录的一一对应关系，来得出相应的可视化程序的系统第二参数变量。
4，根据获取到的第一系统参数变量，并通过接口程序对预设的点对点变量表的第一系统参数变量和相应的第二系统参数变量进行赋值，形成第一点对点变量表。
在本实施例中，可以根据获取到的第一系统参数变量，来对第一点对点变量表的第一系统参数变量进行赋值，然后根据点对点变量表中的一一对应关系，对相应的第二系统参数变量进行赋值，进而形成第一点对点变量表。
5，通过接口程序在核电厂机组模拟机中创建第一共享内存，并储存获取到的第一点对点变量表。
在本实施例中，将第一点对点变量表存储在第一共享内存中，便于与中转服务器进行数据共享。
进一步地，在上述步骤S11中，接口程序读取核电厂机组模拟机的第一系统参数变量的频率为每秒5次-60次。这样可以通过配置文件进行灵活的更改，从而可以根据核电厂机组模拟机系统的实时特点流畅的展示其变化状态。
步骤S12，将获取的可视化数据共享到中转服务器，中转服务器与核电厂机组模拟机通信连接。
在本实施例中，可视化软件只读取中转服务器的数据，而不直接读取核电厂机组模拟系统的数据，避免多个可视化软件高频读取核电厂机组模拟机系统的数据，对核电厂机组模拟的正常运行造成不良影响。
具体地，上述步骤S12可以通过如下方式实现：
6，通过数据中转程序在中转服务器中创建第二共享内存，并储存从核电厂机组模拟机服务器中获取的第一点对点变量表。
在本实施例中，中转服务器中储存的点对点变量表与核电厂机组模拟机服务器中的一致，均为第一点对点变量表，有助于多个可视化软件实时获取到与核电厂机组模拟机系统一致的可视化数据，便于可视化工作站与核电厂机组模拟机系统一致性表现。
步骤S13，通过中转服务器中的数据中转程序，向可视化工作站共享可视化数据，可视化工作站与中转服务器通信连接。
具体地，上述步骤S13可以通过如下方式实现：
7，根据可视化程序的需求，并通过可视化程序向中转服务器储存的第一点对点变量表中获取第二点对点变量表，其中，第二点对点变量表中第二系统参数变量的数量小于或等于第一点对点变量表中第二系统参数变量的数量。
在本实施例中，由于可以设置有多个可视化工作站，它们可以分别对核电厂机组的部分或全部情况进行可视化展示，由此可知，可视化工作站并不一定需要第一点对点变量表中的所有第二系统参数变量，而是可以根据实际需求选取一定的第二系统参数变量，形成相应的第二点对点变量表，这样有利于可视化平台快速的获取所需的第二系统参数变量，减轻系统和网络压力，提升展示效果。举例来说，参见图3，图3中X表示核电厂机组模拟机系统的第一系统参数变量，A表示可视化软件的第二系统参数变量，下标m、c、s、n均为正整数，用于表示系统参数变量(包括第一系统参数变量和第二系统参数变量)的数量，其中，m、c、s均小于或等于n。
步骤S14，通过运行于可视化工作站中的可视化程序，并依据获取的可视化数据，进行相应的核电厂机组三维或二维可视化动态展示。
在本实施例中，可视化软件能够形象逼真的展示核电厂设备布局、运行状态，特殊工况的发生和演变。通过将核电厂机组模拟机系统与可视化软件二者进行结合，采用核电厂机组模拟机系统的数据驱动可视化软件进行二维及三维实时动态展示，以三维结合二维的形式展示核电厂的运行原理和特点，为核电培训增加了新的手段，有效的提升了全范围模拟机在初期对模拟机学员培训过程中的效果，并且能够有效的帮助初次参观人员对模拟机的有效理解。此外，上述改进可以基于现有核电厂机组模拟机系统进行，改造成本低，却能够在早期模拟机培训及授课期间，形象展示主要核电厂设备的运作原理和动态模型，对学员有效理解授课内容会有较大帮助，同时有效的提高了模拟机在对外参观过程中的展示作用。
具体地，上述步骤S14可以通过如下方式实现：
8，根据获取到的第二点对点变量表，对可视化程序的第二系统参数变量进行赋值。
9，根据依据赋值后的第二系统参数变量，通过可视化程序在可视化工作站，进行相应的核电厂机组三维或二维可视化动态展示。
可选地，可视化平台中的可视化程序基于3DUnity软件设置，3DUnity软件作为优秀的三维动态特效展示软件，能够更加生动形象的展示二维和三维特效。
可选地，可视化平台中的所有的三维特效，如安全壳内部温度、安全壳内部压力、一回路破口喷射流量、堆芯温度、堆芯水位、蒸汽发生器液位、稳压器液位、控制棒位置等，都由模拟机数据进行驱动，并与核电厂机组模拟机系统呈一致性表现。
可选地，可视化平台中的所有的二维特效，如管道内部介质流动速度、管道内部介质流动方向、管道温度、阀门开度等，都由模拟机数据进行驱动，并与核电厂机组模拟机系统呈一致性表现。
可选地，可视化平台中的二维管道流体进行了细化，区分了管道内部流体类型，如水、蒸汽、空气、油，并采用不同的图标进行区分展示。
可选地，可视化平台中的三维特效，如安全壳内部温度、安全壳内部压力、堆芯燃料元件温度、管道破口水流、安全壳内部喷淋、稳压器内部喷淋、U型管破口后二回路辐射剂量等，采用了动态粒子扩散手段进行展示，能够形象生动的展示三维现象，并降低系统运行压力，提供系统流畅程度；同时动态粒子扩散特效展示方法能够方便的和模拟机参数进行关联，并呈线性(直线或曲线)关联，即实现了动态特效参数化。
此外，还可以在可视化平台中设置数据录播系统，可以回看任意系统的数据变化情况。
本发明实施例通过将核电厂机组模拟机系统与可视化软件二者进行结合，采用核电厂机组模拟机系统的数据驱动可视化软件进行二维及三维实时动态展示，以三维结合二维的形式展示核电厂的运行原理和特点，为核电培训增加了新的手段，有效的提升了全范围模拟机在初期对模拟机学员培训过程中的效果，并且能够有效的帮助初次参观人员对模拟机的有效理解。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种核电厂机组模拟机的可视化展示方法，其特征在于，所述方法包括：
通过运行于核电厂机组模拟机服务器中的接口程序，从核电厂机组模拟机系统中获取关于核电厂机组动态模拟的可视化数据；
将获取的可视化数据共享到中转服务器，中转服务器与核电厂机组模拟机通信连接；
通过中转服务器中的数据中转程序，向可视化工作站共享可视化数据，可视化工作站与中转服务器通信连接；
通过运行于可视化工作站中的可视化程序，并依据获取的可视化数据，进行相应的核电厂机组三维或二维可视化动态展示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过运行于核电厂机组模拟机服务器中的接口程序，从核电厂机组模拟机系统中获取关于核电厂机组动态模拟的可视化数据，包括：
通过接口程序在核电厂机组模拟机的系统动态库中获取函数指针；
根据获取的函数指针，并通过接口程序读取核电厂机组模拟机系统的第一系统参数变量；
通过接口程序创建点对点变量表，所述点对点变量表记录有核电厂机组模拟机的第一系统参数变量、可视化程序的系统第二参数变量、以及它们之间的一一对应关系；
根据获取到的第一系统参数变量，并通过接口程序对预设的点对点变量表的第一系统参数变量和相应的第二系统参数变量进行赋值，形成第一点对点变量表；
通过接口程序在核电厂机组模拟机中创建第一共享内存，并储存获取到的第一点对点变量表。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接口程序读取核电厂机组模拟机的第一系统参数变量的频率为每秒5次-60次。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将获取的可视化数据共享到中转服务器，中转服务器与核电厂机组模拟机通信连接，包括：
通过数据中转程序在中转服务器中创建第二共享内存，并储存从核电厂机组模拟机服务器中获取的第一点对点变量表。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过中转服务器中的数据中转程序，向可视化工作站共享可视化数据，包括：
根据可视化程序的需求，并通过可视化程序向中转服务器储存的第一点对点变量表中获取第二点对点变量表。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二点对点变量表中第二系统参数变量的数量小于或等于所述第一点对点变量表中第二系统参数变量的数量。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过运行于可视化工作站中的可视化程序，并依据获取的可视化数据，进行相应的核电厂机组三维或二维可视化动态展示，包括：
根据获取到的第二点对点变量表，对可视化程序的第二系统参数变量进行赋值；
根据依据赋值后的第二系统参数变量，通过可视化程序在可视化工作站，进行相应的核电厂机组三维或二维可视化动态展示。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可视化平台中的可视化程序基于3DUnity软件设置。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可视化平台中的二维管道流体进行预先细化，并根据管道内部不同的流体类型，采用不同的图标进行区分展示。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可视化平台中的三维特效，采用动态粒子扩散手段进行展示。
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