[發明專利]核電站主泵維修虛擬仿真平臺及其構建方法

在審

• 申請號: 202110575286.6
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113299139A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 吳文定
• 申請（專利權）人: 武漢幻威科技有限公司
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G06F30/12;G06T17/00
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 劉洪京

本發明公開了核電站主泵維修虛擬仿真平臺及其構建方法，具體涉及核電站仿真平臺開發技術領域，包括學習模塊、實訓模塊、考核模塊和成績評估四大功能模塊，所述學習模塊的功能可以讓實訓人員對主泵維修的內容進行學習。本發明通過基于相同的設計參數構造核電站仿真平臺，使得本發明以高性能圖形計算機支撐的Unreal實時畫面引擎為核心，集成激光掃描數據采集、高仿真物理環境和實時編輯培訓任務方案，全身運動捕捉和強大的后臺考核系統，使得培訓人員可以快速的得知自己的問題所在，使得本發明突破傳統培訓的設備、地域和場景局限，使得高危行業虛擬仿真平臺發揮互聯網+的作用，從而構建全新的安全生產培訓模式，可以大幅度的提高培訓效果。

技術領域

本發明涉及核電站仿真平臺開發技術領域，更具體地說，本發明涉及核電站主泵維修虛擬仿真平臺及其構建方法。

背景技術

核電在全球能源戰略中發揮著重要作用，然而由于其生產對象及生產過程的特殊性，核電站的安全問題一直備受關注，核電站的安全運行除了反應堆設計時引入的固有安全性外，操作人員的技術水平和熟練程度也是保證核電站安全的重要因素之一，但是由于核電站大多數關鍵設備存在放射性，所以受到設備、地域和場景的局限，使得待培訓人員不可能進行實地學習，因此大多數的培訓都通過仿真系統來實現，但是現有技術中的核電站維修仿真平臺僅僅只能實現在電腦設備中的仿真，難以讓待培訓人員真實的完成維修過程，而且難以在培訓人員培訓過程中自動對其評分考核，使得培訓人員難以快速的找到問題所在，使得培訓效果不夠理想。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明提供了核電站主泵維修虛擬仿真平臺及其構建方法，本發明所要解決的技術問題是：由于核電站大多數關鍵設備存在放射性，所以受到設備、地域和場景的局限，使得待培訓人員不可能進行實地學習，因此大多數的培訓都通過仿真系統來實現，但是現有技術中的核電站維修仿真平臺僅僅只能實現在電腦設備中的仿真，難以讓待培訓人員真實的完成維修過程，而且難以在培訓人員培訓過程中自動對其評分考核，使得培訓人員難以快速的找到問題所在，使得培訓效果不夠理想的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：核電站主泵維修虛擬仿真平臺，包括學習模塊、實訓模塊、考核模塊和成績評估四大功能模塊，所述學習模塊的功能可以讓實訓人員對主泵維修的內容進行學習，整個學習過程由技術工程師、維修負責人和主泵管理人員等虛擬角色帶領實訓人員到達虛擬仿真平臺中進行講解介紹并互動，同時還有詳細的參考資料和講解文本說明指導實訓人員進行學習。

所述實訓模塊的功能是讓實訓人員可以通過VR設備在建立的核電站虛擬仿真平臺中進行自由的觀察和行走，使得實訓人員可以快速的了解到核電站內部的真實環境和各個設備的分布和位置，同時還可以通過與技術工程師、維修負責人和主泵管理人員等虛擬角色進行溝通對話詢問，以便于快速的了解實訓內容，通過在虛擬環境中模擬主泵的現場和維修操作過程讓參與者生動直觀的了解主泵維修，并且將維修主泵的步驟分割成一個個任務依次完成，同時仿真平臺中具有背包系統，可以從背包中拿出所需要的工具進行拆裝操作，同時采用精確到手指動作的VR全身互動設備可以實時模仿用戶的手部姿勢狀態，并在網絡同步后可以看到其他實訓人員的手勢，從而實現使用手勢進行交流。

所述考核模塊的功能是為了考核實訓人員的學習情況，然后采用一個教員端和兩個實訓人員端的模式進行虛擬演練，使得實訓人員可以選擇相應的工具進行相應的步驟，選擇錯誤會進行扣分，這樣會更清晰明確的學習到電纜維修的步驟，同時結合自主研發的虛實結合技術體驗模塊進行VR觸覺模擬，可以體驗到真實場景中的維修觸感，所述成績評估模塊的功能是對實訓人員的操作進行評判，在培訓結束后，根據事先確定的評分規則對學員在培訓過程中的操作與事故處理自動評分。

作為本發明的進一步方案：所述學習模塊中的參考資料包括相關教材，重點知識和標準規范，同時在學習模塊學習的過程中技術工程師、維修負責人和主泵管理人員等虛擬角色會通過提問的形式檢查學生的學習情況。

作為本發明的進一步方案：所述維修主泵任務的分割步驟可以為校驗螺栓、旋擰螺絲和拆下螺栓。