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核电站虚拟检修培训技术研究 　　摘 要：文章依据核电站对于设备检修培训的需求，提出了利用虚拟仿真技术进行核电站虚拟检修培训系统的设计与开发过程。该培训系统将三维建模、虚拟装配、数据库技术等技术进行结合，并与核电站设备检修规程相配合，可进行教学和操作。文章阐述了虚拟检修培训技术的应用现状、系统结构和关键技术。 　　关键词：核电站；设备检修；虚拟现实 　　1 概述 　　随着核电站的建设，不断有新员工加入到核电运行维护中，同时原有核电站资深维修技术人员也不断稀释到各新建核电站，造成了现有和新建核电站的整体技术熟悉程度和技能水平都呈现下降的趋势，课堂的理论教学不能满足需求，而完全采用实物模拟培训的方式，受经费、场地等诸多原因的限制，也不能大面积的推广，如何找到一个适用于核电站维修人员培训的技术路线，并在此基础上建立核电培训产品用于维修人员培训，提升维修人员技能水平，成为一个迫在眉睫的问题。虚拟现实技术作为一个可视化的技术手段，无论从视觉效果、现场感受等方面都有着良好的技术优势，已成为核电站维修人员培训的一个必不可少的手段。 　　2 虚拟检修培训技术的应用现状 　　虚拟现实技术是上世纪五六十年代兴起的一门新兴技术学科，他融合了数字仿真、数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等高新技术。在上世纪九十年代，国外已经广泛应用到生产、研究、生活的各个领域、如娱乐、军事、航天、设计、生产制造、信息管理、商贸、建筑、医疗保险、危险及恶劣环境下的遥控操作、教育与培训、信息可视化以及远程通讯等。 　　2.1 医学领域 　　建立医学工具操作的虚拟训练系统，让医生，特别是新学员在电脑前模拟进行操作，熟悉各种医学设备的操作过程，可有效提高手术的安全性和效率。如内窥镜操作虚拟训练系统、腔镜操作虚拟训练系统、基础子宫镜操作虚拟训练系统、心血管操作虚拟训练系统、消化道及支气管镜操作虚拟训练系统等 　　2.2 机械设备行业 　　在机械设备行业的应用也很多，因为大型设备的拆卸、安装维修都很困难，培训新维修安装工人在实际操作中，一是费用高，二是浪费时间，采用虚拟维修安装培训系统，可以更轻松的让新的安装工人熟悉操作的流程。 　　2.3 能源勘探领域 　　矿业人员技术培训：采用虚拟现实技术创造出的矿山生产环境具有逼真、交互作用的特点，可以直观模拟采矿环境及其作业过程，供采矿工程专业的学生实习，这样既可以降低实习费用，又可缩短教学时间，让更多的人接受高等教育。 　　2.4 电力行业 　　采用虚拟现实技术建立的电力仿真系统，可以全过程仿真电力系统动态行为，可用于电力系统运行方式研究、安全稳定分析、事故重演和分析等。对运行人员进行正常操作、事故判断和处理、系统恢复的培训等；对运行人员的各种操作能力、事故判断和处理能力进行鉴定与考核；对保护定值和自动装置定值进行校验。 　　2.5 制造行业 　　虚拟制造是采用计算机仿真和虚拟现实技术分布技术环境中开展群组协同工作，支持企业实现产品异设计、制造和装配。工程和建筑领域内虚拟现实技术已被看作是唯一开发工具，目前正用它设计各种产品和设备，是整个产品制造过程。 　　2.6 教育行业 　　采用虚拟现实技术进行的虚拟实验，不但能产生视觉效果，还能够处理实时交互图形，具有图形以外的声间和触感，完全可以在虚拟世界充分感知信息，并做出选择或相应的动作。而且在不同的实验间切换，只需输入不同的处置方案即可。不需大量的置换外部元件。 　　2.7 其它 　　模拟器：广泛应用的有飞行模拟器、列车模拟器、驾驶模拟器、坦克模拟器、潜艇模拟器等，如动车组模拟器、驾照考核模拟器，采用虚拟现实技术与控制技术，对人员整个的操作过程进行培训，包括对突发事件和事故的处理。 　　在核电领域，国外也在三维设计、人员培训方面逐步进行虚拟现实应用。如欧洲原子能共同体（EURATOM）的VRIMOR项目、列宁格勒核电站的虚拟现实换料装置模拟机、韩国核电站的虚拟培训系统等。国内各核电站从本世纪初开始进行虚拟现实技术核电应用的探索与研究，主要集中在运行、培训、检修等领域。如大亚湾核电站的虚拟核岛演示项目，秦山二期的虚拟换料机培训系统、核岛设备定位系统，秦山三期的电站关键设备三维仿真系统、热交换器整体更换三维模拟系统，秦山一期电站设施三维信息化及管理系统、虚拟控制棒驱动机构、虚拟主汽阀检修及装配培训软件、虚拟主变压器解体大修仿真培训软件、虚拟停堆冷却泵结构及装配软件、堆芯核测系统机械部分维修虚拟仿真软件，田湾核电站技能培训虚拟仿真培训系统，山东核电虚拟设备检修培训系统等。国内各院校针对核专业学员也提出了建设虚拟核电培训系统的需求等。虚拟现实技术已成为核电培训产品开发的重要技术手段。 　　3 虚拟检修培训系统总体设计 　　核电站虚