CN113552607A - 一种基于无人机监测的智能应急辅助决策方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于无人机监测的智能应急辅助决策方法，该方法根据场外辐射监测仪表数据，以及超过设定控制值的场外辐射监测仪表的地理信息，规划无人机飞行路线，利用无人机监测核电厂场外γ辐射剂量率和核素活度浓度，辅助应急决策系统给出事故后场外防护行动建议，智能化制定事故后场外的防护行动方案，并根据场外辐射监测仪表数据和无人机实时监测数据的变化不断优化防护行动方案，减少事故后决策过程中人因失误导致的错误，提高事故后应急决策效率和可靠性。

Description

一种基于无人机监测的智能应急辅助决策方法
技术领域
本发明属于核设施事故放射性后果分析技术，具体涉及一种基于无人机监 测的智能应急辅助决策方法
背景技术
核电厂的核事故应急准备与响应是核安全纵深防御的最后一道屏障，为更 好地开展应急准备和响应工作，从而有效控制和减轻核事故后果，避免和减少 工作人员和公众所接受的剂量，核电厂应具备能够快速、可靠地进行应急决策 的能力。
为提高核应急决策的效率和可靠性，亟需构建一体化的应急辅助决策系统， 并将人工智能等先进技术引入核事故应急决策，以实现核电厂应急响应的自动 化和智能化。智能化的应急辅助决策系统可有效缩短应急指挥人员和专家的经 验判断耗时，减少决策过程中人因失误导致的错误决策，提升核应急决策的效 率和可靠性。在核电厂事故后应急过程中，可引入无人机作为应急决策过程中 的一个智能决策点的辅助工具，辅助事故后应急决策系统给出场外防护行动建 议，减少应急决策过程中的人因失误。
发明内容
本发明的目的是提供了一种基于无人机监测的智能应急辅助决策方法， 该方法可以利用无人机技术，监测核电厂场外γ辐射剂量率和核素活度浓度， 辅助应急决策系统给出事故后场外防护行动建议，智能化制定事故后场外的 撤离方案，提高事故后应急决策效率和可靠性。
本发明的技术方案如下：一种基于无人机监测的智能应急辅助决策方法， 包括如下步骤：
(1)根据核电厂场外辐射监测仪表数据，判断是否超过设定的控制值；
(2)当有场外辐射监测仪表监测的γ辐射剂量率超过设定的控制值时，无 人机准备起飞；
(3)根据场外辐射监测仪表数据，以及超过设定控制值的场外辐射监测仪 表的地理信息，规划无人机飞行路线方案；
(4)在无人机飞行过程中，实时将无人机监测的地理定位坐标对应的γ辐 射剂量率和核素活度浓度发送到无人机数据管理平台进行数据处理，然后将处 理的数据发送给应急辅助决策系统；
(5)根据场外辐射监测仪表给出的γ辐射剂量率、无人机监测到的地理定 位坐标对应的γ辐射剂量率和核素活度浓度，并将上述结果与电厂操作干预水 平的参考值进行比较，结合事故后果评价结果，判断场外公众是否需要采取撤 离防护行动；
(6)在采取撤离防护行动过程中，持续监测场外辐射监测仪表的变化趋 势，以此重新规划无人机飞行路线方案，重复步骤(4)-(5)，持续优化撤 离防护行动方案。
进一步，如上所述的基于无人机监测的智能应急辅助决策方法，步骤(1) 中，在核电厂周边监测点位设置若干场外辐射监测仪表，各场外辐射监测仪 表实时将对应监测点位的γ辐射剂量率传送至应急辅助决策系统。
进一步，如上所述的基于无人机监测的智能应急辅助决策方法，步骤(3) 中，无人机的飞行路线经过所有超过设定控制值的场外辐射监测仪表附近 500m范围内。
进一步，如上所述的基于无人机监测的智能应急辅助决策方法，步骤(4) 中，所述无人机通过其搭载的辐射监测仪器实时监测地表γ辐射剂量率和核 素活度浓度，并将数据发送到无人机数据管理平台进行数据处理，然后将处 理的数据发送给应急辅助决策系统。
进一步，如上所述的基于无人机监测的智能应急辅助决策方法，步骤(5) 中，如需采取防护行动，则根据事故后果及无人机采集的辐射场数据判断场 外公众是否需要采取撤离防护行动。
进一步，如上所述的基于无人机监测的智能应急辅助决策方法，步骤(6) 中，如果场外辐射监测仪表的监测数据超过设定范围，则再次规划无人机飞 行路线方案，重复飞行监测，并根据监测结果持续优化撤离防护行动方案； 如果场外辐射监测仪表的监测数据没有超过设定范围，无人机保持原地待命。
更进一步，所述的场外辐射监测仪表的监测数据超过设定范围包括有新 的场外辐射监测仪表监测的γ辐射剂量率超过设定的控制值和/或原γ辐射 剂量率超过设定控制值的场外辐射监测仪表的监测值进一步增大。
进一步，如上所述的基于无人机监测的智能应急辅助决策方法，其中， 所述无人机通过其搭载的相机实时航拍监测撤离路线的道路环境，并将数据 发送给应急辅助决策系统，辅助事故后撤离方案的制定。
本发明的有益效果如下：核电厂的核事故应急准备与响应作为其核安全 纵深防御的最后一道屏障，为提高核应急决策的及时性及可靠性，本发明提 出了一种基于无人机监测的智能应急辅助决策方法。该方法利用无人机在事 故后的迅速响应能力，将无人机探测到的辐射场可视化，结合事故后果评价 结果，智能化制定场外撤离方案。并在撤离过程中，根据场外监测点位参数 的变化趋势，随时对超过设定范围的监测点位一定范围内的辐射场进行监测， 优化场外撤离路线。无人机还可以在飞行过程中利用航拍功能实时监测撤离 路线的道路环境，确保撤离过程顺利畅通地实施。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于无人机监测的智能应急辅助决策方法流程图；
图2为本发明具体实施例中假设的某核电厂场外辐射监测仪表位置图；
图3为本发明具体实施例中无人机的飞行路线示意图；
图4为本发明具体实施例中某集合点的公众撤离路线示意图；
图5为本发明具体实施例中再次规划的无人机飞行路线示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的基于无人机监测的智能应急辅助决策方法中主要包括两方面 的内容，分别为：
1.无人机实时监测
无人机在按照规定路线方案飞行过程中，通过其搭载的相机、辐射监测仪 表等传感器，实时监测地表γ辐射剂量率、地表沉积人工放射性核素活度浓度， 给出地理定位坐标(GPS)对应的γ辐射剂量率和核素活度浓度，并根据现场情 况对监测数据进行分析和处理，还可以通过航拍功能，判断应急撤离路线交通 状况，辅助事故后撤离方案的制定。
2.撤离方案制定
通过对无人机采集到的厂址周边地表γ辐射剂量率、地表沉积人工放射性 核素活度浓度、应急撤离路线交通状况等现场实时监测参数，以及核电厂场外 辐射监测仪表的监测数据，结合事故后果评价结果，智能化生成多种撤离方案。
如图1所示，以某核电厂为例，在事故发生后基于无人机监测的智能应急 辅助决策方法包括如下步骤：
(1)根据核电厂场外辐射监测仪表数据，判断是否超过设定的控制值。
如图2所示，本实施例中包括了5个核电厂场外辐射监测仪表对应的监测 点位，各场外辐射监测仪表实时将对应监测点位的γ辐射剂量率发送到无人机 数据管理平台进行数据处理，然后将处理的数据传送至应急辅助决策系统。
(2)当场外辐射监测仪表监测的γ辐射剂量率超过设定的控制值时，无人 机准备起飞。
本实施例中，假设场外辐射监测仪表设定的控制值(报警阈值)为100μSv/h， 在事故发生后不久，监测点位1和监测点位3的场外辐射监测仪表的γ辐射剂 量率超过报警阈值，无人机准备起飞。
(3)根据核电厂场外辐射监测仪表数据、以及超过设定控制值的场外辐射 监测仪表的地理信息，规划无人机飞行路线方案。
无人机飞行路线根据各场外辐射监测仪表的监测数据进行规划，且无人机 的飞行路线经过所有超过控制值的场外辐射监测仪表附近500m范围内，本实施 例中，无人机从起飞点起飞，无人机的飞行路线先经过监测点位3，然后经过监 测点位1，然后飞回起飞点，如图3所示。
(4)在无人机飞行过程中，通过其搭载的辐射监测仪表等传感器实时给出 无人机监测的地理定位坐标(GPS)对应的γ辐射剂量率和核素活度浓度，并将 数据发送给应急辅助决策系统。
(5)根据核电厂场外辐射监测仪表给出的γ辐射剂量率、无人机监测到的 地理定位坐标(GPS)对应的γ辐射剂量率和核素活度浓度，并将上述结果与电 厂操作干预水平的参考值进行比较，判断得出，场外公众需要采取撤离防护行 动。接着，以无人机动态监测结果、场外辐射监测仪表监测的γ辐射剂量率以 及事故后果评价结果共同构建的辐射剂量场作为输入，求解撤离时间较短和人 员接受到的辐射剂量较小的撤离路线。某集合点处公众撤离路线示意图如图4 所示。
(6)撤离行动过程中，持续监测各监测点位对应的场外监测仪表γ辐射剂 量率的变化趋势，以此重新规划无人机飞行路线方案，持续优化防护行动方案。
本实施例撤离过程中，监测点位5的场外辐射监测仪表的监测数据超过报 警阈值，且监测点位1的场外辐射监测仪表的辐射剂量率超过了控制值的10％， 对无人机飞行路线进行重新规划，无人机从起飞点起飞，无人机的飞行路线先 经过监测点位5，然后经过监测点位1，然后飞回起飞点，如图5所示，无人机 再次起飞，重复步骤(4)-(5)，持续优化撤离防护行动方案。
对于本领域技术人员而言，显然本发明的结构不限于上述示范性实施例的 细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形 式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而 且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨 在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不 应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施 方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见， 本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经 适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于无人机监测的智能应急辅助决策方法，包括如下步骤：
(1)根据核电厂场外辐射监测仪表数据，判断是否超过设定的控制值；
(2)当有场外辐射监测仪表监测的γ辐射剂量率超过设定的控制值时，无人机准备起飞；
(3)根据场外辐射监测仪表数据，以及超过设定控制值的场外辐射监测仪表的地理信息，规划无人机飞行路线方案；
(4)在无人机飞行过程中，实时将无人机监测的地理定位坐标对应的γ辐射剂量率和核素活度浓度发送到无人机数据管理平台进行数据处理，然后将处理的数据发送给应急辅助决策系统；
(5)根据场外辐射监测仪表给出的γ辐射剂量率、无人机监测到的地理定位坐标对应的γ辐射剂量率和核素活度浓度，将上述结果与电厂操作干预水平的参考值进行比较，结合事故后果评价结果，判断场外公众是否需要采取撤离防护行动；
(6)在采取撤离防护行动过程中，持续监测场外辐射监测仪表的变化趋势，以此重新规划无人机飞行路线方案，重复步骤(4)-(5)，持续优化撤离防护行动方案。
2.如权利要求1所述的基于无人机监测的智能应急辅助决策方法，其特征在于，步骤(1)中，在核电厂周边监测点位设置若干场外辐射监测仪表，各场外辐射监测仪表实时将对应监测点位的γ辐射剂量率传送至应急辅助决策系统。
3.如权利要求1所述的基于无人机监测的智能应急辅助决策方法，其特征在于，步骤(3)中，无人机的飞行路线经过所有超过设定控制值的场外辐射监测仪表附近500m范围内。
4.如权利要求1所述的基于无人机监测的智能应急辅助决策方法，其特征在于，步骤(4)中，所述无人机通过其搭载的辐射监测仪器实时监测地表γ辐射剂量率和核素活度浓度，并将数据发送到无人机数据管理平台进行数据处理，然后将处理的数据发送给应急辅助决策系统。
5.如权利要求1所述的基于无人机监测的智能应急辅助决策方法，其特征在于，步骤(5)中，如需采取防护行动，则根据事故后果及无人机采集的辐射场数据判断场外公众是否需要采取撤离防护行动。
6.如权利要求1所述的基于无人机监测的智能应急辅助决策方法，其特征在于，步骤(6)中，如果场外辐射监测仪表的监测数据超过设定范围，则再次规划无人机飞行路线方案，重复飞行监测，并根据监测结果持续优化撤离防护行动方案；如果场外辐射监测仪表的监测数据没有超过设定范围，无人机保持原地待命。
7.如权利要求6所述的基于无人机监测的智能应急辅助决策方法，其特征在于，所述的场外辐射监测仪表的监测数据超过设定范围包括有新的场外辐射监测仪表监测的γ辐射剂量率超过设定的控制值和/或原γ辐射剂量率超过设定控制值的场外辐射监测仪表的监测值进一步增大。
8.如权利要求1所述的基于无人机监测的智能应急辅助决策方法，其特征在于，所述无人机通过其搭载的相机实时航拍监测撤离路线的道路环境，并将数据发送给应急辅助决策系统，辅助事故后撤离方案的制定。
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