CN110348065B - 一种通用型核设施退役工程模拟系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种通用型核设施退役工程模拟系统及方法，属于核设施退役工程技术领域；系统包括仿真模块、智能评价及决策模块；仿真模块，用于依据核设施的虚拟模型模拟动态的退役操作流程，并对每次模拟退役操作流程中的关键数据进行收集；智能评价及决策模块，用于结合所述关键数据对每次模拟退役操作流程进行评价、并制定出最佳退役操作流程。通过设置完整模拟退役操作流程的仿真平台，以准确模拟退役操作流程，并通过对多个退役操作流程进行分析评价以制定最佳退役操作流程；有助于操作人员熟悉退役操作的工序和流程，快速进入工作状态；适用于不同核设施的退役仿真。

Description

一种通用型核设施退役工程模拟系统及方法

技术领域

本发明涉及核设施退役工程技术领域，特别涉及一种通用型核设施退役工程模拟系统及方法。

背景技术

核设施在运行了十几年乃至几十年后，需要进行退役解除其监管控制。但退役过程涉及到的开放性操作会把原来密闭的系统打开，带来大量不确定性。为保证核设施退役工程的顺利实施，一般会基于源项调查数据并参考国际国内经验编制退役方案及作业计划，但考虑到退役核设施的特性各不相同，此做法难于做到最佳匹配，也无法保证退役方案是合理可行的。核设施退役工程技术难度高，施工环境危险复杂，且退役方案数字化规划平台缺乏，技术验证需要通过建造实体模型(如1:1等比例模型)解决，不仅费时、费力、费钱、重复性差，适用范围也有限。

发明内容

本发明针对现有退役方案数字化规划平台缺乏，技术验证需要通过建造实体模型解决，不仅费时、费力、费钱、重复性差，适用范围也有限的问题，提供了一种通用型核设施退役工程模拟系统及方法。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

本发明提供了一种通用型核设施退役工程模拟系统，包括仿真模块、智能评价及决策模块；

所述仿真模块，用于依据核设施的虚拟模型模拟动态的退役操作流程，并对每次模拟退役操作流程中的关键数据进行收集；

所述智能评价及决策模块，与所述仿真模块连接，用于结合所述关键数据对每次模拟退役操作流程进行评价、并制定出最佳退役操作流程。

进一步，所述仿真模块包括模型建立单元、退役活动模拟单元和信息收集单元，

所述模型建立单元，用于建立核设施虚拟模型，以搭建虚拟场景；所述虚拟模型包括空间剂量信息、三维厂房和设备模型、虚拟人物模型、操作工器具模型和退役机器人模型；

所述退役活动模拟单元，与所述模型建立单元连接，用于对所述模型建立单元建立的各个虚拟模型的动力学参数、性能参数和/或工艺参数进行设定，以模拟动态的退役操作流程；

所述信息收集单元，与所述退役活动模拟单元连接，用于对所述退役活动模拟单元每次模拟退役操作流程中的关键数据进行收集。

进一步，还包括显示模块，与所述仿真模块连接，用于从各个视角显示所述仿真模块模拟出的退役操作流程；所述视角包括整体视角、所述虚拟人物模型视角和/或所述退役机器人模型视角。

进一步，所述显示模块通过Windows、VR和/或3D模式进行显示。

进一步，还包括评分模块，用于对考核人员在所述虚拟场景内采取的退役操作流程进行打分。

进一步：所述退役操作流程包括去污操作、切割操作、拆除操作、移出操作、及用于对所述切割操作、所述拆除操作和所述移出操作中产生的废物进行收集的收集操作。

进一步，所述关键数据包括在模拟退役操作流程中的人员剂量、人工时、及收集到的废物量。

进一步，所述智能评价及决策模块包括智能评价单元和决策单元，

所述智能评价单元，与所述仿真模块连接，用于采用层次分析法，按照总目标、各层子目标、评价标准的顺序对每次模拟退役操作流程进行评价；所述评价标准以所述仿真模块在每次模拟退役操作流程中收集的所述关键数据为数据源；

所述决策单元，与所述智能评价单元连接，用于根据所述智能评价单元的评价结果制定出最佳退役操作流程。

本发明还提供了一种通用型核设施退役工程模拟方法，包括以下步骤，

依据核设施的虚拟模型模拟动态的退役操作流程，并对每次模拟退役操作流程中的关键数据进行收集；

结合所述关键数据对对每次模拟退役操作流程进行评价、并制定出最佳退役操作流程。

进一步，所述依据核设施的虚拟模型模拟动态的退役操作流程，并对每次模拟退役操作流程中的关键数据进行收集的具体实现为：

建立核设施虚拟模型，以搭建虚拟场景；所述虚拟模型包括空间剂量信息、三维厂房和设备模型、虚拟人物模型、操作工器具模型和退役机器人模型；

对建立的各个虚拟模型的动力学参数、性能参数和/或工艺参数进行设定，以模拟动态的退役操作流程；

对每次模拟退役操作流程中的关键数据进行收集。

进一步，还包括以下步骤，

从各个视角显示模拟出的退役操作流程；所述视角包括整体视角、所述虚拟人物模型视角和/或所述退役机器人模型视角。

进一步，所述显示为通过Windows、VR和/或3D模式进行显示。

进一步，还包括以下步骤，

对考核人员在所述虚拟场景内采取的退役操作流程进行打分。

进一步：所述退役操作流程包括去污操作、切割操作、拆除操作、移出操作、及对所述切割操作、所述拆除操作和所述移出操作中产生的废物进行收集的收集操作。

进一步，所述关键数据包括在模拟退役操作流程中的人员剂量、人工时、及收集到的废物量。

进一步，所述结合所述关键数据对每次模拟退役操作流程进行评价、并制定出最佳退役操作流程的具体实现为：

采用层次分析法，按照总目标、各层子目标、评价标准的顺序对每次模拟退役操作流程进行评价；所述评价标准以每次模拟退役操作流程中收集的所述关键数据为数据源；

根据所述评价结果制定出最佳退役操作流程。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过设置完整模拟退役操作流程的仿真平台，以准确模拟退役操作流程，并通过对多个退役操作流程进行分析评价以制定最佳退役操作流程；有助于操作人员熟悉退役操作的工序和流程，快速进入工作状态；适用于不同核设施的退役仿真；且可重复验证操作技术、工序、流程，提高方案规划效率的同时省时省力省钱。

附图说明

图1是本发明实施例提供通用型核设施退役工程模拟系统的模块图；

图2是本发明实施例提供通用型核设施退役工程模拟系统的采用层次分析法来获取最佳退役操作流程的示意图；

图3是本发明实施例提供通用型核设施退役工程模拟系统的数据流程简图；

图4是本发明实施例提供通用型核设施退役工程模拟系统的登录界面图；

图5是本发明实施例提供通用型核设施退役工程模拟系统的虚拟场景界面图；

图6是本发明实施例提供通用型核设施退役工程模拟系统的任务分配界面图；

图7是本发明实施例提供通用型核设施退役工程模拟系统的操作界面图；

图8是本发明实施例提供通用型核设施退役工程模拟系统的去污界面图；

图9是本发明实施例提供通用型核设施退役工程模拟系统的评价决策界面图；

图10是本发明实施例提供通用型核设施退役工程模拟方法的流程图。

图中：1为仿真模块、11为模型建立模块、12为退役活动模拟单元、13为信息收集单元、2为智能评价及决策模块、21为智能评价单元、22为决策单元、3为显示模块、4为评分模块。

具体实施方式

为了解决现有技术中所存在的退役方案数字化规划平台缺乏，技术验证需要通过建造实体模型解决，不仅费时、费力、费钱、重复性差，适用范围也有限的问题，本发明旨在提供一种通用型核设施退役工程模拟系统及方法，其核心思想是：提出一种通用型核设施退役工程模拟系统及方法，通过设置完整模拟退役操作流程的仿真平台，以准确模拟退役操作流程，并通过对多个退役操作流程进行分析评价以制定最佳退役操作流程；有助于操作人员熟悉退役操作的工序和流程，快速进入工作状态；适用于不同核设施的退役仿真；且可重复验证操作技术、工序、流程，提高方案规划效率的同时省时省力省钱。

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。

本发明实施例1的一种通用型核设施退役工程模拟系统，参见图1，退役工程模拟系统包括仿真模块1、智能评价及决策模块2；

所述仿真模块1，用于依据核设施的虚拟模型模拟动态的退役操作流程，并对每次模拟退役操作流程中的关键数据进行收集；

参见图3，用户可以登陆服务端和客户端，分别以退役工程项目经理和退役操作人员的身份执行各自任务。其中，项目经理负责任务初始化，包括加载/存档、创建新场景(场景编辑预设、任务分配)等；操作人员用于接受任务，开始模拟退役活动，仿真过程产生的关键数据既可反馈给操作人员和项目经理，也可被收集记录，用于退役方案分析。

参见图4，项目经理在登录后，登录界面上会显示创建新场景、加载存档、切换用户、退出和确定功能按键以供项目经理操作；其中，项目经理进入创建新场景后，即可搭建虚拟场景及模拟动态的退役操作流程；进入加载存档后，即可载入之前保存的场景。

参见图6，项目经理进行任务规划和人力分配操作，以向不同操作人员分配不同的任务，实现多人同时操作，培养操作人员之间的默契。

操作人员在虚拟空间内动态模拟退役活动，逼真再现操作的整个流程；有助于操作人熟悉退役操作的工序和流程，快速进入工作状态，避免人因失误；为操作人员提供一个便捷、安全熟悉操作环境和工作内容的途径。同时可多人同时操作，培养操作人员之间的默契。

所述智能评价及决策模块2，与所述仿真模块1连接，用于结合所述关键数据对每次模拟退役操作流程进行评价、并制定出最佳退役操作流程。

本发明实施例2的一种通用型核设施退役工程模拟系统，在实施例1的基础上，所述仿真模块1包括模型建立单元11、退役活动模拟单元12和信息收集单元13，

所述模型建立单元11，用于建立核设施虚拟模型，以搭建虚拟场景；所述虚拟模型包括空间剂量信息、三维厂房和设备模型、虚拟人物模型、操作工器具模型和退役机器人模型；参见图5，项目经理可通过模型建立单元11中的系统基础模型库所搭载的结构模型、退役工具模型和机器人模型完成场景预设，同时界面上会显示小地图以供项目经理整体掌握退役设施布局。

在搭建的虚拟场景内可以进行自由漫游和自动寻径漫游，让操作人员提前熟悉操作环境，特别是空间、设备的辐射分布信息。自动寻径漫游不仅可寻找最短路径，还可规划剂量吸收最少路径。

所述退役活动模拟单元12，与所述模型建立单元11连接，用于对所述模型建立单元11建立的各个虚拟模型的动力学参数、性能参数和/或工艺参数进行设定，以模拟动态的退役操作流程；模拟过程中可自由暂停与存档，并可以在下次启动时载入之前保存的场景，仿真过程积累的关键数据随场景一同保留。可反复优化同一操作过程，载入后能在同一场景下保持操作的连贯性。系统的退役工具数据库内含有核电厂厂房和设备的3D模型，为核设施退役专门设计的退役机器人、操作工器具模型、技术参数(虚拟人物模型的行走速度和敏捷属性、操作工器具模型工作效率和质量、退役机器人模型的移动速度、旋转速度、机械臂动作灵活度等属性参数)等。

所述信息收集单元13，与所述退役活动模拟单元12连接，用于对所述退役活动模拟单元12每次模拟退役操作流程中的关键数据进行收集。参见图8，在去污操作时，界面上将显示任务进度和任务指导。同时还会显示小地图、人工时、废物量、人员剂量、任务等信息，以实现在模拟去污流程的同时对关键数据进行收集的目的。除此之外，还会显示去污剂、去污时间、工具箱和工作表等功能按键以供操作人员操作。

鉴于退役工程模拟系统将用作不同核设施的退役仿真，预先设置的模型物理参数、工艺效果和退役方案评价模型的标准权重未必完全符合工程特性，操作人员可根据需要对建立的模型、退役操作流程、模型的动力学参数、工具性能参数、工艺参数、层次分析法(AHP)评价模型权重进行自定义调整。

本发明实施例3的一种通用型核设施退役工程模拟系统，在实施例2的基础上，还包括显示模块3，与所述仿真模块1连接，用于从各个视角显示所述仿真模块1模拟出的退役操作流程；所述视角包括整体视角、所述虚拟人物模型视角和/或所述退役机器人模型视角。

通过设置在虚拟人物和退役机器人上的不同观测点，实现多维视角显示，可实现第一视角和第三视角无缝切换。系统用户还可通过控制自由摄像头，录制有价值的操作过程，用于教学和宣传。退役机器人上的不同观测点还可用于选取实际操作过程中机器人上摄像头的最佳安放位置，确保远程操作人员获取最佳观测视野。

所述显示模块3，还用于显示虚拟模型、小地图、标注信息、关键数据和评分模块4的评分，保证操作人员全面掌握退役操作流程。正常操作模式下，为提高系统沉浸感和拟真度，系统不设置操作引导，但允许用户查阅退役方案和任务说明，并提供检索和帮助。

参见图7，操作人员在系统界面上可通过多视角(因为是在控制机器人，本图中显示的是多个机器人不同挂点上的摄像头图像)获知模拟的退役操作流程信息；同时还会显示小地图、人工时、废物量、人员剂量、任务等信息。除此之外，界面上还会显示机身旋转、机械臂、工具头控制、工具头切换和照明开关等功能按键以供操作人员操作。

本发明实施例4的一种通用型核设施退役工程模拟系统，在实施例3的基础上，所述显示模块3通过Windows、VR和/或3D模式进行显示。

退役工程模拟系统包含多种呈现方式，其中，Windows版只需个人电脑便可执行所有操作，便于系统推广使用；VR版可连接虚拟设备，能模拟出真实的操作情形，尤其适用重度交互场景，沉浸感强；3D版可通过3D屏幕显示，其产生空间距离感的优点适用于多人教学和机械臂操作等对纵深感受要求高的场景。通过Windows版、VR版、3D版等多种显示方式，使实操、培训过程更加灵活真实，提升模拟效果。

本发明实施例5的一种通用型核设施退役工程模拟系统，在实施例2至4中任一实施例的基础上，还包括评分模块4，用于对考核人员在所述虚拟场景内采取的退役操作流程进行打分。

为提升操作人员培训的速度与质量，系统设置专门的培训与考核模式。培训模式下配有操作教学视频、操作说明语音、文字提示、操作引导、危险提示、错误报警等功能，针对异常工况，提供故障排除说明；考核模式下取消引导和帮助说明，由用户自行操作，系统负责打分，考核培训效果。通过考核培训功能，操作人员可切身实地学习操作流程，发现知识盲点可立即寻求帮助，随学随用，提高考核培训效果。

本发明实施例6的一种通用型核设施退役工程模拟系统，在实施例1至5中任一实施例的基础上，所述退役操作流程包括去污操作、切割操作、拆除操作、移出操作、及用于对所述切割操作、所述拆除操作和所述移出操作中产生的废物进行收集的收集操作。

操作人员在虚拟空间内动态模拟退役活动，从退役活动前的准备，到设备去污、切割、拆除再到最后的整备吊装移出，逼真再现操作的整个流程；有助于操作人熟悉退役操作的工序和流程，快速进入工作状态，避免人因失误；为操作人员提供一个便捷、安全熟悉操作环境和工作内容的途径。同时可多人同时操作，培养操作人员之间的默契。

各种退役活动按照自身的操作特点选择合适的交互方式：如，去污操作分散且流程复杂，在模拟时可将整个任务目标拆分成多个子项任务引导操作人员逐步执行；通过一系列子项任务的层层引导最终实现一回路去污的动态演示过程(调节不同泵阀的开度、动态显示一回路液位、不同去污剂和去污时间显示不同去污效果)。如，切割活动出于准确性和便捷性考量，可选择手动方式和自动方式进行，手动切割全程由用户控制，切割效果实时生成；自动切割用户选择轨迹和切割工具，由系统自动模拟，自动方式下时间流速可多倍调节，能批量处理重复性切割。

活动产生的废物直接和废物库联动，精准统计退役废物量。按照实际操作过程，在指定废物路径如反应堆物料闸门设立传送门，打包完毕的退役废物一旦吊运到传送门便自动进入废物库；同时设立废物快捷处理通道，废物产生经过切割、拆除后，可无需整备吊装而一键收纳入废物库；废物库通过多途径专门接收退役废物，并实现退役废物的储存、管理，统一记录废物的体积、质量、装箱、来源、材质、编号等信息。

本发明实施例7的一种通用型核设施退役工程模拟系统，在实施例6的基础上，所述关键数据包括在模拟退役操作流程中的人员剂量、人工时、及收集到的废物量。

所述人员剂量、人工时和废物量是在退役过程中按照内嵌算法自动统计出来的，这些数据可通过文档形式保存，供用户调用、导出。

本发明实施例8的一种通用型核设施退役工程模拟系统，在实施例1至7中任一实施例的基础上，所述智能评价及决策模块2包括智能评价单元21和决策单元22，

所述智能评价单元21，与所述仿真模块1连接，用于采用层次分析法，按照总目标、各层子目标、评价标准的顺序对每次模拟退役操作流程进行评价；所述评价标准以所述仿真模块1在每次模拟退役操作流程中收集的所述关键数据为数据源；

所述决策单元22，与所述智能评价单元21连接，用于根据所述智能评价单元21的评价结果制定出最佳退役操作流程。

退役工程模拟系统会对每个退役操作流程采用层次分析法进行多角度评价，之后协助用户优化方案，做出合理决策。用户在退役工程模拟系统内执行的任务和所耗费时间被自动记录，最终输出退役工程进度表。

参见图9，多个退役方案的关键数据、AHP方案评价、方案决策以及工程进度表等会在智能评价及决策界面显示，以供用户查看；每次用于操作流程评价的关键数据以及评价与决策结果可由用户在界面查阅并分析，此界面还可调阅历史操作记录，以对比多种退役方案优劣。

本发明实施例9的一种通用型核设施退役工程模拟系统，在实施例8的基础上，参见图2，因核设施退役是一个复杂的系统性工程，有多个评价角度来衡量退役操作流程的优劣，因此可采用层次分析法，将对退役操作流程的决策按总目标(即考虑到技术发展状况、国家法规标准要求，制定最佳的核设施退役流程)、各层子目标(环境、费用、安全、工程进度)、评价标准(细化每层子目标的评价标准，这里的评价标准的需要操作流程中收集的所述关键数据作为分析的数据源)直至具体的备选方案(操作流程A、操作流程B...)的顺序分解为不同的层次结构，然后用求解判断矩阵特征向量的办法，求得每一层次的各元素对上一层次某元素的优先权重，最后再加权和的方法递阶归并各备选操作流程对总目标的最终权重，即每次模拟退役操作流程的定量评价。此最终权重最大者即为最优方案/流程。

综上所述，本发明通过设置完整模拟退役操作流程的仿真平台，以准确模拟退役操作流程，并通过对多个退役操作流程进行分析评价以制定最佳退役操作流程；有助于操作人员熟悉退役操作的工序和流程，快速进入工作状态；适用于不同核设施的退役仿真；且可重复验证操作技术、工序、流程，提高方案规划效率的同时省时省力省钱。

本发明实施例10的一种通用型核设施退役工程模拟方法，参见图10，退役工程模拟方法，包括以下步骤，

步骤1：依据核设施的虚拟模型模拟动态的退役操作流程，并对每次模拟退役操作流程中的关键数据进行收集；

参见图3，用户可以登陆服务端和客户端，分别以退役工程项目经理和退役操作人员的身份执行各自任务。其中，项目经理负责任务初始化，包括加载/存档、创建新场景(场景编辑预设、任务分配)等；操作人员用于接受任务，开始模拟退役活动，仿真过程产生的关键数据既可反馈给操作人员和项目经理，也可被收集记录，用于退役方案分析。

参见图4，项目经理在登录后，登录界面上会显示创建新场景、加载存档、切换用户、退出和确定功能按键以供项目经理操作；其中，项目经理进入创建新场景后，即可搭建虚拟场景及模拟动态的退役操作流程；进入加载存档后，即可载入之前保存的场景。

参见图6，项目经理进行任务规划和人力分配操作，以向不同操作人员分配不同的任务，实现多人同时操作，培养操作人员之间的默契。

操作人员在虚拟空间内动态模拟退役活动，逼真再现操作的整个流程；有助于操作人熟悉退役操作的工序和流程，快速进入工作状态，避免人因失误；为操作人员提供一个便捷、安全熟悉操作环境和工作内容的途径。同时可多人同时操作，培养操作人员之间的默契。

步骤3：结合所述关键数据对每次模拟退役操作流程进行评价、并制定出最佳退役操作流程。

本发明实施例11的一种通用型核设施退役工程模拟方法，在实施例10的基础上，所述步骤1具体实现为：

步骤11：建立核设施虚拟模型，以搭建虚拟场景；所述虚拟模型包括空间剂量信息、三维厂房和设备模型、虚拟人物模型、操作工器具模型和退役机器人模型；参见图5，项目经理可通过系统基础模型库所搭载的结构模型、退役工具模型和机器人模型完成场景预设，同时界面上会显示小地图以供项目经理整体掌握退役设施布局。

在搭建的虚拟场景内可以进行自由漫游和自动寻径漫游，让操作人员提前熟悉操作环境，特别是空间、设备的辐射分布信息。自动寻径漫游不仅可寻找最短路径，还可规划剂量吸收最少路径。

步骤12：对建立的各个虚拟模型的动力学参数、性能参数和/或工艺参数进行设定，以模拟动态的退役操作流程；模拟过程中可自由暂停与存档，并可以在下次启动时载入之前保存的场景，仿真过程积累的关键数据随场景一同保留。可反复优化同一操作过程，载入后能在同一场景下保持操作的连贯性。系统的退役工具数据库内含有核电厂厂房和设备的3D模型，为核设施退役专门设计的退役机器人、操作工器具模型、技术参数(虚拟人物模型的行走速度和敏捷属性、操作工器具模型工作效率和质量、退役机器人模型的移动速度、旋转速度、机械臂动作灵活度等属性参数)等。

步骤13：对每次模拟退役操作流程中的关键数据进行收集。参见图8，在去污操作时，界面上将显示任务进度和任务指导。同时还会显示小地图、人工时、废物量、人员剂量、任务等信息，以实现在模拟去污流程的同时对关键数据进行收集的目的。除此之外，还会显示去污剂、去污时间、工具箱和工作表等功能按键以供操作人员操作。

鉴于退役工程模拟系统将用作不同核设施的退役仿真，预先设置的模型物理参数、工艺效果和退役方案评价模型的标准权重未必完全符合工程特性，操作人员可根据需要对上述属性参数进行修改。

本发明实施例12的一种通用型核设施退役工程模拟方法，在实施例11的基础上，还包括以下步骤，

步骤2：从各个视角显示模拟出的退役操作流程；所述视角包括整体视角、所述虚拟人物模型视角和/或所述退役机器人模型视角。该步骤位于步骤1和步骤3之间，除此之外，该步骤也可以与步骤1同时进行。

通过设置在虚拟人物和退役机器人上的不同观测点，实现多维视角显示，可实现第一视角和第三视角无缝切换。系统用户还可通过控制自由摄像头，录制有价值的操作过程，用于教学和宣传。退役机器人上的不同观测点还可用于选取实际操作过程中机器人上摄像头的最佳安放位置，确保远程操作人员获取最佳观测视野。

还包括显示虚拟模型、小地图、标注信息、关键数据和评分，保证操作人员全面掌握退役操作流程。正常操作模式下，为提高系统沉浸感和拟真度，系统不设置操作引导，但允许用户查阅退役方案和任务说明，并提供检索和帮助。

参见图7，操作人员在系统界面上可通过多视角(因为是在控制机器人，本图中显示的是多个机器人不同挂点上的摄像头图像)获知模拟的退役操作流程信息；同时还会显示小地图、人工时、废物量、人员剂量、任务等信息。除此之外，界面上还会显示机身旋转、机械臂、工具头控制、工具头切换和照明开关等功能按键以供操作人员操作。

本发明实施例13的一种通用型核设施退役工程模拟方法，在实施例12的基础上，所述显示为通过Windows、VR和/或3D模式进行显示。

退役工程模拟系统包含多种呈现方式，其中，Windows版只需个人电脑便可执行所有操作，便于系统推广使用；VR版可连接虚拟设备，能模拟出真实的操作情形，尤其适用重度交互场景，沉浸感强；3D版可通过3D屏幕显示，其产生空间距离感的优点适用于多人教学和机械臂操作等对纵深感受要求高的场景。通过Windows版、VR版、3D版等多种显示方式，使实操、培训过程更加灵活真实，提升模拟效果。

本发明实施例14的一种通用型核设施退役工程模拟方法，在实施例11至13中任一实施例的基础上，还包括以下步骤，

步骤4：对考核人员在所述虚拟场景内采取的退役操作流程进行打分。该步骤紧邻步骤1之后、紧邻步骤2之后或紧邻步骤3之后。

为提升操作人员培训的速度与质量，系统设置专门的培训与考核模式。培训模式下配有操作教学视频、操作说明语音、文字提示、操作引导、危险提示、错误报警等功能，针对异常工况，提供故障排除说明；考核模式下取消引导和帮助说明，由用户自行操作，系统负责打分，考核培训效果。通过考核培训功能，操作人员可切身实地学习操作流程，发现知识盲点可立即寻求帮助，随学随用，提高考核培训效果。

本发明实施例15的一种通用型核设施退役工程模拟方法，在实施例10中14中任一实施例的基础上，所述退役操作流程包括去污操作、切割操作、拆除操作、移出操作、及对所述切割操作、所述拆除操作和所述移出操作中产生的废物进行收集的收集操作。

操作人员在虚拟空间内动态模拟退役活动，从退役活动前的准备，到设备去污、切割、拆除再到最后的整备吊装移出，逼真再现操作的整个流程；有助于操作人熟悉退役操作的工序和流程，快速进入工作状态，避免人因失误；为操作人员提供一个便捷、安全熟悉操作环境和工作内容的途径。同时可多人同时操作，培养操作人员之间的默契。

各种退役活动按照自身的操作特点选择合适的交互方式：如，去污操作分散且流程复杂，在模拟时可将整个任务目标拆分成多个子项目标引导操作人员逐步执行；通过一系列子项任务的层层引导最终实现一回路去污的动态演示过程(调节不同泵阀的开度、动态显示一回路液位、不同去污剂和去污时间显示不同去污效果)。如，切割活动出于准确性和便捷性考量，可选择手动方式和自动方式进行，手动切割全程由用户控制，切割效果实时生成；自动切割用户选择轨迹和切割工具，由系统自动模拟，自动方式下时间流速可多倍调节，能批量处理重复性切割。

自活动产生的废物直接和废物库联动，精准统计退役废物量。按照实际操作过程，在指定废物路径如反应堆物料闸门设立传送门，打包完毕的退役废物一旦吊运到传送门便自动进入废物库；同时设立废物快捷处理通道，废物产生经过切割、拆除后，可无需整备吊装而一键收纳入废物库。废物库通过多途径专门接收退役废物，并实现退役废物的储存、管理，统一记录废物的体积、质量、装箱、来源、材质、编号等信息。

本发明实施例16的一种通用型核设施退役工程模拟方法，在实施例15的基础上，所述关键数据包括在模拟退役操作流程中的人员剂量、人工时、及收集到的废物量。

所述人员剂量、人工时和废物量是在退役过程中按照内嵌算法自动统计出来的，这些数据可通过文档形式保存，供用户调用、导出。

本发明实施例17的一种通用型核设施退役工程模拟方法，在实施例10至16中任一实施例的基础上，所述步骤3具体实现为：

步骤31：采用层次分析法，按照总目标、各层子目标、评价标准的顺序对每次模拟退役操作流程进行评价；所述评价标准以每次模拟退役操作流程中收集的所述关键数据为数据源；

步骤32：根据所述评价结果制定出最佳退役操作流程。

退役工程模拟系统会对每个退役操作流程采用层次分析法进行多角度评价，之后协助用户优化方案，做出合理决策。用户在退役工程模拟系统内执行的任务和所耗费时间被自动记录，最终输出退役工程进度表。

参见图9，多个退役方案的关键数据、AHP方案评价、方案决策以及工程进度表等会在智能评价及决策界面显示，以供用户查看；每次用于操作流程评价的关键数据以及评价与决策结果可由用户在界面查阅并分析，此界面还可调阅历史操作记录，以对比多种退役方案优劣。

本发明实施例18的一种通用型核设施退役工程模拟方法，在实施例17的基础上，核设施退役是一个复杂的系统性工程，有多个评价角度来衡量退役操作流程的优劣，因此可采用层次分析法，将对退役操作流程的决策按总目标(即考虑到技术发展状况、国家法规标准要求，制定最佳的核设施退役流程)、各层子目标(环境、费用、安全、工程进度)、评价标准(细化每层子目标的评价标准，这里的评价标准需要操作流程中收集的所述关键数据作为分析的数据源)直至具体的备选方案(操作流程A、操作流程B...)的顺序分解为不同的层次结构，然后用求解判断矩阵特征向量的办法，求得每一层次的各元素对上一层次某元素的优先权重，最后再加权和的方法递阶归并各备选操作流程对总目标的最终权重，即每次模拟退役操作流程的定量评价。此最终权重最大者即为最优方案/流程。

用户可以登陆服务端和客户端，分别以退役工程项目经理和退役操作人员的身份执行各自任务。项目经理负责任务初始化，包括仿真场景选择、场景编辑、任务分配等；操作人员接受任务，开始模拟退役活动，仿真过程产生的关键数据既可反馈给操作人员和项目经理，也可被收集记录，用于退役方案分析。

综上所述，通过设置完整模拟退役操作流程的仿真平台，以准确模拟退役操作流程，并通过对多个退役操作流程进行分析评价以制定最佳退役操作流程；有助于操作人员熟悉退役操作的工序和流程，快速进入工作状态；适用于不同核设施的退役仿真；且可重复验证操作技术、工序、流程，提高方案规划效率的同时省时省力省钱。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，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 (12)

1.一种通用型核设施退役工程模拟系统，其特征在于，包括仿真模块(1)、智能评价及决策模块(2)；

所述仿真模块(1)，用于依据核设施的虚拟模型模拟动态的退役操作流程，并对每次模拟退役操作流程中的关键数据进行收集；

所述智能评价及决策模块(2)，与所述仿真模块(1)连接，用于结合所述关键数据对每次模拟退役操作流程进行评价、并制定出最佳退役操作流程；

其中，所述仿真模块(1)包括模型建立单元(11)、退役活动模拟单元(12)和信息收集单元(13)，

所述模型建立单元(11)，用于建立核设施虚拟模型，以搭建虚拟场景；所述虚拟模型包括空间剂量信息、三维厂房和设备模型、虚拟人物模型、操作工器具模型和退役机器人模型；

所述退役活动模拟单元(12)，与所述模型建立单元(11)连接，用于对所述模型建立单元(11)建立的各个虚拟模型的动力学参数、性能参数和/或工艺参数进行设定，以模拟动态的退役操作流程；

所述信息收集单元(13)，与所述退役活动模拟单元(12)连接，用于对所述退役活动模拟单元(12)每次模拟退役操作流程中的关键数据进行收集；

所述系统还包括显示模块(3)，与所述仿真模块(1)连接，用于从各个视角显示所述仿真模块(1)模拟出的退役操作流程；所述视角包括整体视角、所述虚拟人物模型视角和/或所述退役机器人模型视角。

2.根据权利要求1所述通用型核设施退役工程模拟系统，其特征在于，所述显示模块(3)通过Windows、VR和/或3D模式进行显示。

3.根据权利要求1所述通用型核设施退役工程模拟系统，其特征在于，还包括评分模块(4)，用于对考核人员在所述虚拟场景内采取的退役操作流程进行打分。

4.根据权利要求1所述通用型核设施退役工程模拟系统，其特征在于，所述退役操作流程包括去污操作、切割操作、拆除操作、移出操作、及用于对所述切割操作、所述拆除操作和所述移出操作中产生的废物进行收集的收集操作。

5.根据权利要求4所述通用型核设施退役工程模拟系统，其特征在于，所述关键数据包括在模拟退役操作流程中的人员剂量、人工时、及收集到的废物量。

6.根据权利要求1至5中任一所述通用型核设施退役工程模拟系统，其特征在于，所述智能评价及决策模块(2)包括智能评价单元(21)和决策单元(22)，

所述智能评价单元(21)，与所述仿真模块(1)连接，用于采用层次分析法，按照总目标、各层子目标、评价标准的顺序对每次模拟退役操作流程进行评价；所述评价标准以所述仿真模块(1)在每次模拟退役操作流程中收集的所述关键数据为数据源；

所述决策单元(22)，与所述智能评价单元(21)连接，用于根据所述智能评价单元(21)的评价结果制定出最佳退役操作流程。

7.一种通用型核设施退役工程模拟方法，其特征在于，包括以下步骤，

依据核设施的虚拟模型模拟动态的退役操作流程，并对每次模拟退役操作流程中的关键数据进行收集；

结合所述关键数据对每次模拟退役操作流程进行评价、并制定出最佳退役操作流程；

其中，所述依据核设施的虚拟模型模拟动态的退役操作流程，并对每次模拟退役操作流程中的关键数据进行收集的具体实现为：

建立核设施虚拟模型，以搭建虚拟场景；所述虚拟模型包括空间剂量信息、三维厂房和设备模型、虚拟人物模型、操作工器具模型和退役机器人模型；

对建立的各个虚拟模型的动力学参数、性能参数和/或工艺参数进行设定，以模拟动态的退役操作流程；

对每次模拟退役操作流程中的关键数据进行收集；

所述方法还包括以下步骤，

从各个视角显示模拟出的退役操作流程；所述视角包括整体视角、所述虚拟人物模型视角和/或所述退役机器人模型视角。

8.根据权利要求7所述通用型核设施退役工程模拟方法，其特征在于，所述显示为通过Windows、VR和/或3D模式进行显示。

9.根据权利要求7所述通用型核设施退役工程模拟方法，其特征在于，还包括以下步骤，

对考核人员在所述虚拟场景内采取的退役操作流程进行打分。

10.根据权利要求7所述通用型核设施退役工程模拟方法，其特征在于，所述退役操作流程包括去污操作、切割操作、拆除操作、移出操作、及对所述切割操作、所述拆除操作和所述移出操作中产生的废物进行收集的收集操作。

11.根据权利要求10所述通用型核设施退役工程模拟方法，其特征在于，所述关键数据包括在模拟退役操作流程中的人员剂量、人工时、及收集到的废物量。

12.根据权利要求7至11中任一所述通用型核设施退役工程模拟方法，其特征在于，所述结合所述关键数据对每次模拟退役操作流程进行评价、并制定出最佳退役操作流程的具体实现为：

采用层次分析法，按照总目标、各层子目标、评价标准的顺序对每次模拟退役操作流程进行评价；所述评价标准以每次模拟退役操作流程中收集的所述关键数据为数据源；

根据所述评价结果制定出最佳退役操作流程。

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