CN114330761A - 一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于核电厂智能运维与事故管理领域，具体涉及一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统及其应用方法，致力于提供一种可用于核电厂正常运行、事故工况下的设备定位、导航终端系统，从而通过智能化手段辅助现场操作人员完成设备位置检索、最优路径导航、设备操作指导、事故协同处理、设备可用性及可达性判断等功能。本发明充分考虑了数字时代背景下核电厂的智能运维与事故管理，利用精确的核电厂三维布置模型、成熟的室内导航技术，通过辐射防护最优化算法得到耗时最短且可达的最优路径，辅助现场操作人员完成相应操作。通过智能辅助与人工的结合，高效、准确、安全地管理核电厂。
Description
技术领域
本发明属于核电厂智能运维与事故管理领域，涉及一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统及其应用方法。
背景技术
近年来，伴随我国经济的持续增长，能源供给也不断增长，作为能源消耗大国，如何安全、高效地开发和利用能源成为亟需解决的问题。能源供给与绿水青山的关系，奠定了核能在能源安全、经济安全、环境安全的支柱地位。数字科技与互联网技术的融合在各类工业系统中孕育了大量通过智能化软件驱动的应用服务，远到智慧港口、自动驾驶，近到智慧家居，智能、科技等元素在人们工作生活中频频出现。作为核大国，我国应聚焦核能工程数字化转型的需求和关键，积极推动核科技智能产业融合应用，将先进的信息技术与自身深化改革结合起来，获取新动能，谋求新发展，增强我国核电智能化领域的国际竞争力。
作为未来科技发展的至高点，人工智能装备是核工业智能化的重要方向。互联网、5G、智能化、大数据等基础技术产业的广泛应用，促进形成新的产业推动力和新的经济增长点，甚至为产业带来颠覆性的改革。中核集团将“数字核工业”作为重点战略任务，且以研发设计数字化、装备制造智能化、经营管理现代化为“数字核工业”建设的核心目标，提出到2030年要初步建成智慧核工业的目标。
核电厂复杂的系统与布置方式使得人为对设备精确导航与操作难上加难，以百万千瓦级压水堆核电厂为例，共有300多个系统，数百个房间，囊括上百个专业，5万余套设备，单凭现场操作人员的智慧，需要极长时间熟悉设备路径以及操作信息，尤其事故发生后慌乱的气氛和紧张的心理使得出现人员失误的可能性大大增加。在引发核电各种事故的诸多因素中，人因失效是一个重要方面。考虑到人因的特点，将智能辅助技术引入核电人因工程，可提升核电安全运行水平，减轻人员工作压力和强度，提升工作效率。本发明通过智能辅助与人类智慧的结合，极大程度地提升现场操作人员的操作准确性与工作效率，节约人员成本，高效、准确、安全地管理核电厂。
室内导航是让置身于建筑物内的人员能利用精确的定位功能确定自己的位置并能找到目标位置。目前搭载室内导航技术的机器人已广泛地应用在一些商场、写字楼、酒店中，为消费者提供便捷的导航与信息查询服务。同时，在智慧港口码头货物管理与运输、智能仓储与设备调度、自动驾驶等多个领域中，均运用到了定位、导航技术来解决工作量大、工作环境复杂等一系列实际问题。
存储设备的不断升级使得信息的“重量”和“体积”不断减小，信息的获取与传递更加方便与快捷，因此核电厂及其他复杂工业系统尝试通过电子设备存储来获取核电厂的规程、导则、设备操作所需资源等信息。
目前，并无针对核电厂开发的设备定位导航智慧终端系统，而针对商场、码头等研发的智能机器人只针对特定工业系统，不具有通用性，无法适用于核电厂。因此，有必要为特定核电厂开发一款设备定位导航智慧终端系统，将智能化融入核电厂运维管理中。
发明内容
针对现有技术中所存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统及其应用方法，通过充分利用详细的核电厂三维布置信息与成熟的室内导航技术，辅助现场操作人员完成设备位置检索、最优路径导航、设备操作指导、事故协同处理、设备可用/可达性判断等功能，能够解决数字时代的大环境与智能核电的迫切需求。
为实现此目的，本发明提供一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统，所述智慧终端系统包括：数据库模块、设备定位模块、最优路径导航模块、设备操作辅助模块、严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块；
所述数据库模块集成的内容包括核电厂的三维布置信息，核电厂各类规程和导则；为所述设备定位模块、最优路径导航模块、设备操作辅助模块、严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块提供输入；
所述设备定位模块支持通过输入关键词检索设备的详细布置信息，对设备进行精准定位；
所述最优路径导航模块根据所述数据库模块、设备定位模块的输入，结合内设算法，输出到达设备的最优路径，并提供实时导航服务；
所述设备操作辅助模块储存的信息包括核电厂各类设备的操作方法、注意事项、操作所需最小人力物力，提供各类设备的操作流程展示及提醒；
所述严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块根据设备实时状态数据判断设备可用性，依据所述最优路径所经过辐射分区情况及实时剂量监测结果综合判断设备可达性。
进一步，所述智慧终端系统还包括应急模块，所述应急模块提供应急照明、应急通信服务，是智慧终端系统在恶劣工况下完成设定功能的基础；所述应急模块通过对终端硬件的设计，依据严重事故管理导则、大范围损伤管理导则提供应对严重事故、大范围损伤情况的应急管理支持；
所述智慧终端系统的实施硬件终端为具备四防功能的工业平板电脑，所述四防功能为防尘、防震、防水、防辐射。
进一步，所述核电厂的三维布置信息包括核电厂厂房信息、房间信息、设备布置信息、辐射分区图信息、火灾分区图信息、高能管道、电缆敷设信息；
所述核电厂各类规程和导则包括但不限于设备运行维修手册、定期试验规程、总体运行规程、异常运行规程、应急运行规程、严重事故管理导则、大范围损伤管理导则；
所述设备定位模块根据所述数据库模块提供的输入，结合手动输入的关键词信息，输出所查询设备的精确位置、操作注意事项；所述设备定位模块输出的结果为最优路径导航模块、设备操作辅助模块提供输入；
所述关键词包括但不限于设备位号、系统名称、所需完成功能；所述设备的详细布置信息包括但不限于设备所在厂房、房间号、布置标高。
进一步，所述最优路径导航模块集成的信息包括核电厂辐射分区图、防火分区图、实时事故剂量监测与事故剂量预测；所述实时事故剂量监测与事故剂量预测通过与核电厂其他智慧系统平台建立进行对接的接口来获取；
通过设备定位模块对设备、房间的精准定位，结合辐射分区、实时事故剂量监测与事故剂量预测、辐射防护最优化及距离时间最优化算法，所述最优路径导航模块为现场操作人员提供最优路径，并提供实时位置导航服务，且输出的结果为设备操作辅助模块、严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块提供输入。
进一步，所述设备操作辅助模块功能的实施以数据库模块、设备定位模块、最优路径导航模块的输出为基础，设备操作辅助模块的输出直接辅助现场操作人员完成设备的准确操作；
所述操作流程展示采用直观的展示方式便于现场操作人员在各类情况下使用，所述直观的展示方式包括但不限于文字、语音、视频、动画。
进一步，所述严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块功能的实施以数据库模块、设备定位模块、最优路径导航模块的输出为基础；集成的信息包括核电厂辐射分区图、严重事故管理导则中必须或可能使用到的设备及仪表清单、大范围损伤管理导则中重要参数显示地点及就地执行事故管理，嵌入严重事故管理导则、大范围损伤管理导则中针对设备可用性、可达性的初步判断；根据设备实时状态数据反映设备及其支持系统是否可用，初步判断设备可用性；依据最优路径导航模块中路径的剂量监测结果，并结合核电厂辐射分区图的辅助，初步判断设备可达性；
所述设备实时状态数据、最优路径实时剂量监测结果通过与核电厂其他智慧系统平台建立进行对接的接口来获取；所述设备可达性的判断还需结合所述核电厂辐射分区图的辅助；
所述严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块通过虚拟在线的手段，完成嵌入严重事故管理导则、大范围损伤管理导则中针对设备可用性、可达性的初步判断时所需的设备走访，并结合严重事故管理导则、大范围损伤管理导则演习和使用，提供事故协同管理功能。
本发明还提供一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统的应用方法，所述应用方法包括如下步骤：
(1)检索待操作设备，获取最优路径：在所述设备定位模块中输入待操作设备关键词检索信息，包括待操作设备的功能、房间号、设备位号、系统名称；结合所述数据库模块的输入，为现场操作人员获取所述待操作设备所在的厂房、设备三维布置信息数据库对设备、房间的精准定位信息，并结合所述最优路径导航模块提供的核电厂辐射分区图、防火分区图、实时事故剂量监测与事故剂量预测、辐射防护最优化及距离时间最优化算法为现场操作人员提供辐射防护最优化的实时导航，利用人机协作为现场操作员快速定位并得出到达所述待操作设备的最优路径；
(2)获得待操作设备的操作规程、可用性及可达性判断结果：根据数据库模块提供的待操作设备设备运行维修手册、定期试验规程、总体运行规程、异常运行规程、应急运行规程、严重事故管理导则、大范围损伤管理导则数据库，结合最优路径导航模块提供的辐射分区、实时剂量监测结果，再结合严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块所嵌入的严重事故管理导则、大范围损伤管理导则中针对设备可用性、可达性的判断，以及实时读取的核电厂待操作设备状态，获得所述待操作设备的操作规程、可用性及可达性判断结果；
(3)获取待操作设备操作流程展示、提醒：根据设备操作辅助模块提供的待操作设备的操作流程数据库、操作方法、注意事项数据库，设备实际操作所需最少人力、物力评估结果，以文字、语音、视频、动画的直观界面展示功能，为现场操作人员提供操作流程展示、提醒。
进一步，所述应用方法还包括如下步骤：获取应对严重事故和大范围损伤情况的应急管理支持；根据应急模块提供的应急照明、应急通信服务，获取严重事故管理导则、大范围损伤管理导则应对严重事故和大范围损伤情况的应急管理支持功能，结合步骤(1)～(3)中获取的结果，以及核电厂其他智慧系统平台提供的待操作设备实时状态，实施支持严重事故管理导则、大范围损伤管理导则的虚拟在线走访与演习使用功能，提供事故协同管理功能，提升核电厂应对严重事故的能力。
进一步，所述应用方法还包括如下步骤：对进一步探索用户需求、采用空中下载技术升级终端系统软件、更新数据库以完成所述智慧终端系统的更新，从而适应核电厂设计或布置情况的更新。
进一步，所述应用方法还包括如下步骤：通过更新或修改底层数据库，使所述智慧终端系统适用于国内外不同堆型的核电厂。
本发明还提供一种执行所述核电厂设备定位、导航智慧终端系统的应用方法的智能工业机器人，将所述核电厂设备定位、导航智慧终端系统搭载在智能工业机器人上，由搭载了所述智慧终端系统的智能工业机器人来完成智能巡检、智能在线操作功能，从而替代现场操作人员进行核电厂的智慧运维。
本发明的有益效果在于，采用本发明所提供的核电厂设备定位、导航智慧终端系统及其应用方法，通过聚焦传统工业数字化转型的需求和关键，旨在推动工业互联网产业在核能工程应用方面的快速发展，完成集团公司的智能化和数字化转型；本发明首次打造我国核电机组智能运维并为智慧电站的建设做出了积极尝试，终端系统可为核电厂的智能运维提供解决方案，为核电厂现场操作人员提供智能化辅助，包括智能定位导航、操作辅助、设备可用性及可达性判断辅助等。同时，本发明所提供的智慧终端系统及其应用方法采用严重事故管理导则、大范围损伤管理导则中设备可用性、可达性的辅助判断方法，可完成事故协同处理，并配备应急照明和应急通信功能模块，提升核电厂应对严重事故的处理效率；另外，本发明通过智能辅助方式提升现场操作人员巡访、定期试验、事故管理等方面的处理效率，实现人机协作，从而减少人员投入成本。
附图说明
图1为本发明实施方式提供的核电厂设备定位导航智慧终端系统组成示意图。
图2为本发明提供的核电厂设备定位导航智慧终端系统应用方法流程图。
图3为本发明提供的核电厂设备定位导航智慧终端系统功能模块框架图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
以压水堆核电厂为例，共有300多个系统，数百个房间，囊括上百个专业，5万余套设备，单凭现场操作人员的智慧，复杂的系统与布置方式使得人为对设备精确导航与操作难上加难。在引发核电各种事故的诸多因素中，人因失效是一个重要方面。考虑到人因的特点，将智能辅助技术引入核电人因工程，增强人机协作，从而提升核电安全运行水平，减轻人员工作压力和强度。
本发明实施方式将核电厂三维布置信息、房间设备信息数据库、各类规程导则数据库、设备操作方法注意事项数据库、辐射/防火分区数据库集成在具备四防功能(防尘、防震、防水、防辐射)的工业笔记本电脑终端上。针对核电厂运维和事故管理的痛点，梳理出了亟需解决的如图3所示的四大关键功能，并通过如图1、图2所示的六大模块来实现上述功能。
如图1所示，本发明实施方式所提供的一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统，所述系统包括如下模块：数据库模块、设备定位模块、最优路径导航模块、设备操作辅助模块、严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块、应急模块。
数据库模块属于基础模块，是本发明所提供终端系统所有功能实现的前提与基础，为设备定位模块、最优路径导航模块、设备操作辅助模块、严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块提供输入，是实现本发明所提供终端系统预设功能的基础性模块。数据库模块集成了核电厂的三维布置信息，其中包括：核电厂厂房信息、房间信息、设备布置信息、辐射分区图信息、火灾分区图信息、高能管道、电缆敷设信息等；同时，数据库模块中还集成了核电厂各类规程和导则，其中包括但不限于：设备运行维修手册、定期试验规程、总体运行规程(GOP)、异常运行规程(AOP)、应急运行规程(EOP)、严重事故管理导则(SAMG)、大范围损伤管理导则(EDMG)等电子化、数字化信息。数据库模块可为设备定位模块提供精确的设备布置信息，也可为主控室操作员、现场操作员、技术支持处人员提供核电厂导则、规程文件的便利阅读体验。
设备定位模块属于功能模块，是与本发明所提供终端系统预设功能紧密相关的模块；可根据数据库模块提供的输入，结合手动输入多种关键词信息，输出所查询设备的精确位置、操作注意事项等关键信息；设备定位模块输出的结果可为最优路径导航模块、设备操作辅助模块提供输入。设备定位模块支持通过输入设备位号、系统名称、所需完成功能等多种关键词信息检索设备的详细布置信息，包括设备所在厂房、房间号、布置标高等，对设备进行精准定位。
最优路径导航模块属于功能模块，可根据数据库模块、设备定位模块的输入，根据内设算法，输出设备可达的最优路径。最优路径导航模块输出的结果为设备操作辅助模块、严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块提供输入，也可为现场操作人员提供直观、准确的路径导航服务。最优路径导航模块集成了核电厂辐射分区图、防火分区图、实时事故剂量监测结果(可与电厂数据系统建立接口来获取)等信息，通过数据库模块对设备/房间的精准定位，结合辐射防护最优化(辐射分区、实时剂量测量与事故剂量预测)、距离时间最优化算法为现场操作人员提供最优路径，并提供实时位置导航服务。
设备操作辅助模块既属于基础模块，也属于功能模块，数据库模块、设备定位模块、最优路径导航模块的输出是设备操作辅助模块功能实施的基础，设备操作辅助模块的输出可直接辅助现场操作人员完成设备的准确操作。设备操作辅助模块中储存了核电厂各类设备的操作流程、方法、注意事项等信息，为现场操作人员提供辅助，并可提供文字、语音、视频等直观的操作流程展示方式，便于现场操作人员在各类情况下使用，同时设备操作辅助模块还可提供设备操作所需的最少人力、物力提醒等，减少由于人员或设备短缺造成的无法完成设备操作的情况。
严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块属于功能模块，数据库模块、设备定位模块、最优路径导航模块的输出是严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块功能实施的基础，本模块的输出可辅助现场操作人员完成设备可用、可达性的初判。严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块集成了核电厂辐射分区图、SAMG中必须/可能使用到的设备/仪表清单、EDMG 中重要参数显示地点/就地执行等事故管理相关的重要信息，嵌入SAMG/EDMG中针对设备可用性、可达性的初步判断。根据设备及其支持系统是否可用(从电厂实时读取设备状态数据)初步判断设备可用性，依据最优路径导航模块中路径的剂量监测结果，并结合核电厂辐射分区图辅助，初步判断设备可达性。还可通过虚拟在线的手段完成SAMG/EDMG开发过程所需的设备走访，并结合SAMG/EDMG演习和使用，提供事故协同管理功能，提高工作效率。
应急模块属于基础模块，相对独立，应急模块的设定可在全厂失电或大范围损伤的情况下辅助智慧终端系统中其他功能的实现，是智慧终端系统在恶劣工况下完成设定功能的重要基础。应急模块通过对终端硬件的设计，依据SAMG、EDMG等提供应对严重事故情况、大范围损伤情况的应急管理支持，在全厂失电或其他紧急情况下为现场操作人员提供应急照明、应急通信服务。
所述智慧终端系统的实施硬件终端为具备四防功能(防尘、防震、防水、防辐射)的工业笔记本电脑或工业平板电脑。
本发明实施方式还所提供的一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统的应用方法，包括如下步骤：
(1)检索待操作设备，获取最优路径：在终端系统中输入待操作设备的功能、关键词、房间号等检索信息，结合数据库模块的输入，为现场操作人员得到待操作设备的厂房、设备三维布置信息数据库等对设备/房间的精准定位信息，并结合最优路径导航模块提供的辐射/防火分区图、实时事故剂量监测结果、辐射防护最优化(辐射分区、实时剂量测量与事故剂量预测)、距离时间最优化算法为现场操作人员提供辐射防护最优化的实时导航，利用人机协作为现场操作员快速定位并得出到达代操作设备的最优路径；
(2)获得待操作设备的操作规程、可用性及可达性判断结果：根据数据库模块提供的待操作设备设备运行维修手册、定期试验规程、GOP、AOP、EOP、SAMG、EDMG等电子化、数字化信息数据库，依据最优路径导航模块提供的辐射分区图、实时剂量监测结果，再结合严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块嵌入的SAMG/EDMG中针对设备可用性、可达性的初步判断，以及实时读取的核电厂待操作设备状态，从而获得待操作设备的操作规程、可用性及可达性判断结果；还可通过虚拟在线的手段完成SAMG/EDMG 开发过程所需的设备走访，并结合SAMG/EDMG演习和使用，提供事故协同管理功能，提高工作效率。所述智慧终端系统与核电厂其他智慧系统平台进行对接，以实时获取核电厂待操作设备状态数据。
(3)获取待操作设备操作流程展示、提醒：根据设备操作辅助模块提供的待操作设备的操作流程数据库、操作方法、注意事项数据库等信息，设备实际操作所需最少人力、物力评估结果、提醒等，文字、语音、视频等直观的界面展示功能，为现场操作人员提供操作流程展示、提醒等；
(4)获取应对严重事故和大范围损伤情况的应急管理支持：根据应急模块提供的应急照明、应急通信服务，是依据SAMG、EDMG等提供的应对严重事故和大范围损伤情况的应急管理支持功能，结合步骤(1)中获得的到达代操作设备的最优路径，步骤(2)中获得的待操作设备操作规程、可用/可达性判断结果，步骤(3)中获得的待操作设备操作规程、可用/可达性判断结果，以及核电厂其他智慧系统平台提供的待操作设备实时状态，实施支持SAMG/EDMG的虚拟在线走访与演习使用功能，提供事故协同管理功能，提升核电厂应对严重事故的能力；
(5)对用户需求进行进一步探索、采用空中下载技术(OTA)升级终端系统软件、更新数据库以完成智慧终端系统的更新，从而适应最新的核电厂设计或布置情况。也可通过更新或修改智慧终端系统中各模块的底层数据库，使所述智慧终端系统适用于国内外不同堆型的核电厂，或者用于其他复杂工业系统中。
另外，本发明实施方式还提供一种执行所述核电厂设备定位、导航智慧终端系统的应用方法的智能工业机器人，通过将所述核电厂设备定位、导航智慧终端系统搭载在智能工业机器人上，由搭载了所述智慧终端系统的智能工业机器人来完成智能巡检、智能在线操作功能，从而替代现场操作人员进行核电厂的智慧运维。
在下述几类常见的情景下，本发明实施方式所提供的核电厂设备定位、导航智慧终端系统及其应用方法可辅助现场操作人员完成核电厂智能运维、事故管理的相关安全功能：
情景一：核电厂日常巡检
辅助/受益对象为现场操作人员。由数据库模块、设备定位模块、最优路径导航模块共同实现。
在进行核电厂设备的日常巡检时，由于核电厂系统、设备数量较多、布置位置复杂等因素，巡检会在设备位置路径查询上消耗大量人力，对于不熟悉核电厂的新员工更是难上加难。本终端系统可通过关键词检索的方式，为现场操作人员得到设备的相关信息并提供辐射防护最优化的实时导航，利用人机协作为现场操作员快速定位并得出最优路径，提升操作人员工作效率。
另外，还可将本实施方式提供的所述智慧终端系统搭载在智能工业机器人上，由搭载了所述智慧终端系统的智能工业机器人来完成日常智能巡检功能，从而部分、甚至全部替代现场操作人员进行核电厂的智慧运维，实现核电厂的无人或少人值守。
情景二：核电厂设备操作、检修或定期试验
辅助/受益对象为现场操作人员。由数据库模块、设备定位模块、最优路径导航模块、设备操作辅助模块共同实现。
由于核电厂设备数量、种类巨多，涉及到多个专业、工种的交叉，因此设备的操作、检修、试验等工作是对经验不足员工的巨大的挑战。
在现场操作员对特定设备进行维修或定期试验时，本终端系统不仅可提供设备的定位与导航服务，同时还可提供便于操作人员使用的相应维修或试验规程，在操作人员使用工具或不便阅读时，终端可提供语音、视频等展示方式，便于操作人员在复杂的工作环境中使用。
在现场操作员根据主控室人员指令完成就地设备操作时，本终端可提供设备的定位与导航服务，同时可提供设备操作方法、设备操作所需最小人力物力等信息，使现场操作人员开始操作前做好充分的准备，提高工作效率。
另外，还可将本实施方式提供的智慧终端系统搭载在智能工业机器人上，由搭载了所述智慧终端系统的智能工业机器人来完成核电厂设备的智能在线操作功能，从而部分、甚至全部替代现场操作人员，做到核电厂的智慧运维，实现核电厂的无人或少人值守。
情景三：瞬态或事故发生时可辅助操作人员完成智能事故管理
辅助/受益对象为主控室、现场操作人员。由数据库模块、设备定位模块、最优路径导航模块、严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块共同实现。
随着互联网、5G、数字化、大数据等基础技术的广泛应用，发展支撑核电安全运营的智能保障平台，探索利用信息化、智能化、大数据等新技术简单、有效地预防人因失误成为了核能行业中新的推动力。因此有必要将智能元素应用在核电厂的运维与事故管理过程中。本发明可为电厂操作人员提供核电厂导则、规程文件的便利的阅读体验，并可结合SAMG/EDMG演习和使用，提供事故协同管理功能，提升电厂应对严重事故的能力。
情景四：SAMG设备可达性走访
辅助/受益对象为SAMG编制人员、现场操作人员。由数据库模块、设备定位模块、严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块共同实现。
在设计人员编制SAMG的过程中，需要对SAMG中设备的可达性进行走访，并梳理出路径和时间。但受限于施工进度与工期，常常在设计人员最需要的时候不具备走访条件。本终端可为设计人员与核电厂业主提供虚拟走访，通过对起点低选择与设备的定位，可得到多种路径和预估的到达时间，设计人员可记录此类信息，必要时可与业主一同验证重点设备的路径与到达时间情况，从而大幅降低了设计人员往返核电厂、与业主沟通等诸多的时间、经济成本，提高SAMG编制效率与准确性。
情景五：SAMG/EDMG设备仪表可用、可达性辅助判断
辅助/受益对象为主控室、现场操作人员。由数据库模块、设备定位模块、严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块、应急模块共同实现。
当核电厂发生严重事故满足SAMG入口条件时，应急总指挥宣布进入 SAMG。在执行SAMG过程中，本终端可辅助TSC人员完成对设备可用性、可达性的初步判断，从而指导操作员和现场操作人员按要求对设备进行操作。
当核电厂发生大范围损伤满足EDMG入口条件时，若出现全厂断电工况，本终端可作为应急照明设备使用，方面现场操作人员对就地仪表的参数读取与设备操作。同时，终端还可记录并分享仪表参数与设备动作日志，便于极端工况下的事故协同处理。
上述实施例只是对本发明的举例说明，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统，其特征在于，所述智慧终端系统包括：数据库模块、设备定位模块、最优路径导航模块、设备操作辅助模块、严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块；
所述数据库模块集成的内容包括核电厂的三维布置信息，核电厂各类规程和导则；为所述设备定位模块、最优路径导航模块、设备操作辅助模块、严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块提供输入；
所述设备定位模块支持通过输入关键词检索设备的详细布置信息，对设备进行精准定位；
所述最优路径导航模块根据所述数据库模块、设备定位模块的输入，结合内设算法，输出到达设备的最优路径，并提供实时导航服务；
所述设备操作辅助模块储存的信息包括核电厂各类设备的操作方法、注意事项、操作所需最小人力物力，提供各类设备的操作流程展示及提醒；
所述严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块根据设备实时状态数据判断设备可用性，依据所述最优路径所经过辐射分区情况及实时剂量监测结果综合判断设备可达性。
2.根据权利要求1所述的一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统，其特征在于，所述智慧终端系统还包括应急模块，所述应急模块提供应急照明、应急通信服务，是智慧终端系统在恶劣工况下完成设定功能的基础；所述应急模块通过对终端硬件的设计，依据严重事故管理导则、大范围损伤管理导则提供应对严重事故、大范围损伤情况的应急管理支持；
所述智慧终端系统的实施硬件终端为具备四防功能的工业平板电脑，所述四防功能为防尘、防震、防水、防辐射。
3.根据权利要求1所述的一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统，其特征在于，所述核电厂的三维布置信息包括核电厂厂房信息、房间信息、设备布置信息、辐射分区图信息、火灾分区图信息、高能管道、电缆敷设信息；
所述核电厂各类规程和导则包括但不限于设备运行维修手册、定期试验规程、总体运行规程、异常运行规程、应急运行规程、严重事故管理导则、大范围损伤管理导则；
所述设备定位模块根据所述数据库模块提供的输入，结合手动输入的关键词信息，输出所查询设备的精确位置、操作注意事项；所述设备定位模块输出的结果为最优路径导航模块、设备操作辅助模块提供输入；
所述关键词包括但不限于设备位号、系统名称、所需完成功能；所述设备的详细布置信息包括但不限于设备所在厂房、房间号、布置标高。
4.根据权利要求1所述的一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统，其特征在于，所述最优路径导航模块集成的信息包括核电厂辐射分区图、防火分区图、实时事故剂量监测与事故剂量预测；所述实时事故剂量监测与事故剂量预测通过与核电厂其他智慧系统平台建立进行对接的接口来获取；
通过设备定位模块对设备、房间的精准定位，结合辐射分区、实时事故剂量监测与事故剂量预测、辐射防护最优化及距离时间最优化算法，所述最优路径导航模块为现场操作人员提供最优路径，并提供实时位置导航服务，且输出的结果为设备操作辅助模块、严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块提供输入。
5.根据权利要求1所述的一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统，其特征在于，所述设备操作辅助模块功能的实施以数据库模块、设备定位模块、最优路径导航模块的输出为基础，设备操作辅助模块的输出直接辅助现场操作人员完成设备的准确操作；
所述操作流程展示采用直观的展示方式便于现场操作人员在各类情况下使用，所述直观的展示方式包括但不限于文字、语音、视频、动画。
6.根据权利要求1所述的一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统，其特征在于，所述严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块功能的实施以数据库模块、设备定位模块、最优路径导航模块的输出为基础；集成的信息包括核电厂辐射分区图、严重事故管理导则中必须或可能使用到的设备及仪表清单、大范围损伤管理导则中重要参数显示地点及就地执行事故管理，嵌入严重事故管理导则、大范围损伤管理导则中针对设备可用性、可达性的初步判断；根据设备实时状态数据反映设备及其支持系统是否可用，初步判断设备可用性；依据最优路径导航模块中路径的剂量监测结果，并结合核电厂辐射分区图的辅助，初步判断设备可达性；
所述设备实时状态数据、最优路径实时剂量监测结果通过与核电厂其他智慧系统平台建立进行对接的接口来获取；所述设备可达性的判断还需结合所述核电厂辐射分区图的辅助；
所述严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块通过虚拟在线的手段，完成嵌入严重事故管理导则、大范围损伤管理导则中针对设备可用性、可达性的初步判断时所需的设备走访，并结合严重事故管理导则、大范围损伤管理导则演习和使用，提供事故协同管理功能。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述核电厂设备定位、导航智慧终端系统的应用方法，其特征在于，所述应用方法包括如下步骤：
(1)检索待操作设备，获取最优路径：在所述设备定位模块中输入待操作设备关键词检索信息，包括待操作设备的功能、房间号、设备位号、系统名称；结合所述数据库模块的输入，为现场操作人员获取所述待操作设备所在的厂房、设备三维布置信息数据库对设备、房间的精准定位信息，并结合所述最优路径导航模块提供的核电厂辐射分区图、防火分区图、实时事故剂量监测与事故剂量预测、辐射防护最优化及距离时间最优化算法为现场操作人员提供辐射防护最优化的实时导航，利用人机协作为现场操作员快速定位并得出到达所述待操作设备的最优路径；
(2)获取待操作设备的操作规程、可用性及可达性判断结果：根据数据库模块提供的待操作设备设备运行维修手册、定期试验规程、总体运行规程、异常运行规程、应急运行规程、严重事故管理导则、大范围损伤管理导则数据库，结合最优路径导航模块提供的辐射分区、实时剂量监测结果，再结合严重事故情况下设备可用性及可达性判断模块所嵌入的严重事故管理导则、大范围损伤管理导则中针对设备可用性、可达性的判断，以及实时读取的核电厂待操作设备状态，获得所述待操作设备的操作规程、可用性及可达性判断结果；
(3)获取待操作设备操作流程展示、提醒：根据设备操作辅助模块提供的待操作设备的操作流程数据库、操作方法、注意事项数据库，设备实际操作所需最少人力、物力评估结果，以文字、语音、视频、动画的直观界面展示功能，为现场操作人员提供操作流程展示、提醒。
8.根据权利要求7所述的一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统的应用方法，其特征在于，所述应用方法还包括如下步骤：获取应对严重事故和大范围损伤情况的应急管理支持；根据应急模块提供的应急照明、应急通信服务，获取严重事故管理导则、大范围损伤管理导则应对严重事故和大范围损伤情况的应急管理支持功能，结合步骤(1)～(3)中获取的结果，以及核电厂其他智慧系统平台提供的待操作设备实时状态，实施支持严重事故管理导则、大范围损伤管理导则的虚拟在线走访与演习使用功能，提供事故协同管理功能，提升核电厂应对严重事故的能力。
9.根据权利要求8所述的一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统的应用方法，其特征在于，所述应用方法还包括如下步骤：进一步探索用户需求、采用空中下载技术升级终端系统软件、更新数据库以完成所述智慧终端系统的更新，从而适应核电厂设计或布置情况的更新。
10.根据权利要求8所述的一种核电厂设备定位、导航智慧终端系统的应用方法，其特征在于，所述应用方法还包括如下步骤：通过更新或修改底层数据库，使所述智慧终端系统适用于国内外不同堆型的核电厂。
11.一种执行权利要求7-10任一项所述核电厂设备定位、导航智慧终端系统的应用方法的智能工业机器人，其特征在于，将权利要求1-6任一项所述智慧终端系统搭载在智能工业机器人上，由搭载了所述智慧终端系统的智能工业机器人来完成智能巡检、智能在线操作功能，从而替代现场操作人员进行核电厂的智慧运维。
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- 2021-10-26 CN CN202111247363.1A patent/CN114330761A/zh active Pending
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