基于虚拟现实技术的核电站全范围仿真机研究

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1、基于虚拟现实技术的核电站全范围仿真机研究刘葢直鸟进識军王兵树北京广利核系统工程有限公司华北电力大学自动化系摘要：主要研宄了将虚拟现实技术（VR）应用到当前核电站仿真机的可行性及实现方法。通过介绍核电站全范围仿真机的架构、软硬件组成、设计过程，研宄了虚拟现实技术的建模过程，首次提出将虚拟现实融进全范围仿真机的实现方法。建立虚拟建模场景进而应用到核电仿真机，不仅降低成本也将大幅提高培训和管理的效率;更能直观，逼真地再现模拟过程，节省核电厂的空间布置;对人因工程的研宄意义也非常重大。关键词：虚拟现实;全范围仿真机;核电;人因工程;作者简介：刘志宾（1980-）,男，河北人，博士，高级工程师，现主要

2、从事核安全级数字化仪控系统研宄设计工作。收稿日期：2017-07-09NuclearFullScopeSimulatorStudyBasedonVirtualRealityTechnologyLiuZhibinMaJinMengQingjunWangBingshuChinaTechenergyCo.，LTD.;DepartmentofAutomationNorthChinaElectricPowerUniversity:Abstract：ThepurposeofthepaperismainlystudiedonthefeasibilityandmethodofVirtualReality(V

3、R)technologyappliedinnuclearpowerplantsimulator.Byintroducingthearchitecture，hardwareandsoftwarecompositionanddesignprocessofnuclearfullscopesimulator,themodelingprocessofvirtualrealitytechnologyisstudied.Therealizationmethodofvirtualrealityintofullscopesimulatorisissuedforthefirsttime.Thevirtualmo

4、delingsceneisappliedtothenuclearpowersimulator,whichnotonlyreducesthecost,butalsoenhancestheefficiencyoftrainingandmanagement.Moreintuitiveandvividreproductionofthesimulationprocessisappeared,nuclearpowerplantspacelayoutsavedevenofgreatsignificancetohumanfactorresearch.Keyword：virtualreality;fullsc

5、opesimulator(FSS);nuclear;humanfactorengineering;Received：2017-07-090引言苏联切尔诺贝利核事故、美国三里岛核事故及日本福岛核事故让人类记住了核电站除丫为人类提供电力的同时，必须保证核电站的安全运行。工艺可以通过不断改进来实现，但由于人本身的属性关系培训却是必须的。核电站操作人员运行水平的提高是通过训练来完成的U1，而这种训练的最重要、最直接的手段是采用核电站全范围仿真机即釆用具有i:i操纵室控制盘台并可以实时运行全范围、全工况核电站数学模型的大型电子计算机系统，进行人员培训。核电站仿真机可以使核电站操作人员以及技术人员和管理

6、人员熟练地观察、分析、判断和处理大量控制信息，掌握机组开停堆、正常运行、故障运行以及事故应急处理的技能。《HAF103，核动力厂运行安全规定》m中提出为了满足核电厂的安全运行要求,必须使用模拟机对操纵员进行培训。但是，核电站全范围仿真机的价格在国际市场上价格极其昂贵。一套系统约1000多万美元£11，尽管己经国产化，但搭建1:1的全范围仿真平台价格也比较昂贵。当前，大量核电机组的建设若找到一种既能降低成本，又能实现全范围核电仿真机的效果，并且更加直观、逼真，那么意义将是非常重大的。受此影响，模拟机的培训对象主要是反应堆操作员位1，并未包含运行中的现场操作员。当前VirtualReality(

7、VR)技术己经相当成熟。本文即是基于当前状况提出将VR技术应用到核电站全范围仿真机，将全范围仿真机的主控室VR化。这不但在成本上得到有效控制，管理上更有效率，也可以对核电站盘台的人因工程推演及验证更直观、有效。另外，虚拟现实仿真还可以在核电厂主控室MOCK-UP人因工程验证上，在公司新产品、新方案对外宣传、演示、推广等方面起到事半功倍的作用。VR技术可以节省很多现场空间，通过扩展可以培训更多的扩展空间。1全范