[发明专利]一种核电主控制室虚拟设计系统及方法

说明书

本发明提供了一种核电主控制室虚拟设计系统，包括模型建立优化模块，用于依据实际主控制室设计规范要求建立虚拟主控制室模型，并对虚拟主控制室模型进行优化处理，形成可交互的核电站主控制室虚拟场景；控制验证模块，连接所述模型建立优化模块，用于创建一虚拟角色，将所述虚拟角色植入至核电站主控制室虚拟场景中，控制所述虚拟角色根据设计规范以验证主控制室设计是否合理。本发明建立了1:1的核电站主控制室虚拟场景和一虚拟角色，利用虚拟仿真与交互技术，提供相关交互操作，通过虚拟角色，与虚拟主控制室布置设计等各操作台的关系，验证主控制室布置设计的合理性。

技术领域

本发明属于计算机虚拟现实技术领域，具体涉及到基于VR技术的核电主控制室虚拟培训技术，尤其涉及一种核电主控制室虚拟设计系统及方法。

背景技术

VR(Virtual Reality)技术已逐步应用到核电工程建设中，通过模拟再现三维场景以及嵌入仿真操作，为工程设计、施工、检修以及操作人员培训提供有利的帮助和服务。

主控制室是核电厂的核心，对核电厂进行监督、控制和操纵。主控制室的任务是：在所有运行工况下能使核电厂安全地运行；在发生事故工况和控制室设计中采用的设计基准事件后能采取措施将核电厂保持在安全状态或使其返回安全状态。在主控制室内要执行核电厂的起动、发电运行、停闭等操作，并且在出现系统或设备故障时进行事故处理操作，这都与核电厂的安全密切相关。

目前在现有的主控制室的设计验证中，通过实体模型进行验证。该方法在验证时，相关设计基本已固化。能够改进的部分已经不多。同时模型只建造一次，无法进行多次验证。

在核电站的操作员的现有培训体系中，操作员一般在培训教室在模拟机上进行操作培训。该培训方式脱离现场，无法直观的提供操作员的工作环境。且无法直接与现场设备进行互动。

目前现有的主控制室设计验证和人员培训中主要存在以下问题：成本高。在现有的设计体系中需要搭建实体的主控制室模型，需要联系外部单位施工。改进效率低。由于考虑成本因素，实体模型只搭建一次，且模型搭建时，相关设计基本已固化。能够做优化的设计部分较少。直观性差。根据模型提出的改进意见，无法直接给出改进后的效果，且无法验证。使用率低。该模型只搭建一次，只能使用一次，无法重复使用。教学无环境体验。培训在专门的培训教室进行模拟培训教室，无法再现真实的主控制室环境。

所以需寻求一种成本低、改进效率高、直观性好、使用率高的核电主控制室虚拟设计系统。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供了一种核电主控制室虚拟设计系统，解决了现有技术中核电厂主控制室设计验证成本高、改进效率低、直观性差、使用率低的技术问题。

本发明用于解决以上技术问题的技术方案为，一种核电主控制室虚拟设计系统包括：

模型建立优化模块，用于依据实际主控制室设计规范要求建立虚拟主控制室模型，并对虚拟主控制室模型进行优化处理，形成可交互的核电站主控制室虚拟场景；

控制验证模块，连接所述模型建立优化模块，用于创建一虚拟角色，将所述虚拟角色植入至核电站主控制室虚拟场景中，控制所述虚拟角色根据设计规范以验证主控制室设计是否合理。

其中，所述模型建立优化模块包括：

基础模型建立模块，用于根据实际主控制室设计的厂房设备设计图纸，现场照片和各部件的组合，建立虚拟主控制室模型；

模型优化处理模块，连接所述基础模型建立模块，用于对虚拟主控制室模型进行轻量化的优化处理，并进行模型重建和模型表面处理，形成可交互的所述核电站主控制室虚拟场景。

其中，所述基础模型建立模块包括：第一类模型建立模块、第二类模型建立模块以及第三类模型建立模块，