​核工业正在采用虚拟现实技术来优化其运营并提高安全性

2021-08-14 12:45    核工业  VR  核燃料  核安全

虚拟现实 (VR) 可以创建与核电站相关的逼真和沉浸式的培训环境,培训操作员如何安全地执行各种任务。VR 培训允许操作员在虚拟核电站中练习各种情况,例如紧急疏散、设备操作、燃料处理、核泄漏和火灾,由于模拟环境非常逼真,因此它创造了一种高度身临其境的体验,可以教授在困难情况下应该做出的正确反应。


虽然核电站通常是非常安全可靠的,所谓一次投资建设,运行后就是名副其实的印钞机了,发一度挣一度,但由于人为错误的原因,它们仍然容易发生严重事故或生产损失。虚拟现实 (VR) 可以创建与核电站相关的逼真和沉浸式的培训环境,培训操作员如何安全地执行各种任务。VR 培训允许操作员在虚拟核电站中练习各种情况,例如紧急疏散、设备操作、燃料处理、核泄漏和火灾,由于模拟环境非常逼真,因此它创造了一种高度身临其境的体验,可以教授在困难情况下应该做出的正确反应。

 
汽轮机维修培训
 
涡轮发电机的定期检查和维护是非常重要的,然而,由于所需的时间、风险和成本的原因,在核电站涡轮机和发动机的维护方面进行实际培训可能是一项挑战,而VR可以以一种更有吸引力、更安全的方式对维护工程师进行培训,无需在培训期间使用实际设备或者占用生产设备的工作时间,从拆卸到组装涡轮机,再到维修,虚拟环境可帮助技术人员经历各个步骤的培训,在他们进入真正的工厂进行操作之前,了解所有部件以及他们如何协同工作的。
 
对控制室操作员的培训
 
对核电站控制室操作员处理关键操作的培训是至关重要的,在这方面VR 已被证明是一种行之有效的培训工具。
 
为提高用户对核反应堆原理的理解,可开发基于模拟器的虚拟现实系统来与真实的核电站场景对接交互,通过VR,核电站可以在不影响电厂安全的情况下,为操作员提供身临其境的培训体验,操作员可以模拟从基本操作到紧急处理的一切情况,加上真实的的压力,使训练非常真实。

 
核电站参观
 
进入核电站的人员数量和时间是受到限制的,而且通常不对年轻的工程师或游客开放,VR 允许工程师在虚拟核电站内自由活动,可以在不影响安全的情况下更好地了解工厂的各个方面。
 
在虚拟核电站中,用户可以参观或体验控制室,也可以潜入反应堆中,或涡轮机厂房参观。
 
核电站退役
 
为核电站的退役提供人员培训是一个相当漫长的过程,VR 让我们可以亲身感受到现实中反应堆内部的情况,VR在培训人员处理反应堆的退役操作方面发挥着关键作用。VR可以在安全、受控的环境中培训退役操作人员熟悉相关步骤,在高度逼真的环境中进行培训有助于预防事故的发生,使用 VR 进行退役操作培训的成本效益也非常明显,因为操作员需要穿戴一次性防护装备进行体能训练,这些装备还挺贵的。在一些国家,核电管理员当局也开始使用 VR 驱动的机器人退役解决方案,因为机器人工作速度更快,并且不受持续暴露于放射性元素的影响。

燃料处理
 
对核电站燃料处理系统的操作和维护人员进行培训是非常必要的,燃料组件的安全操作对于确保核电站的平稳运行非常重要。然而,由于燃料通道的配置是很复杂的,在现实场景中对燃料工程师进行培训可能很棘手,通过计算机模拟,VR 提供了一个安全且高度逼真的燃料处置环境,他们可以在不必暴露于核辐射或损害反应堆结构完整性的情况下学习如何处理燃料。
 
基于场景的应急处置培训
 
为核电站可能发生的事故和紧急情况做好应急预案是必须的,每个国家的法律都要求核运营公司为其核电站制定和维护应急处置预案,以保护公众利益。然而,规划和管理此类培训可能会占用大量时间和资源,此时,在模拟环境中进行训练就非常重要了。这些紧急情况——电力供应中断、应急发电机故障、冷却系统故障或泄漏等等——都可以在虚拟环境中重现出来,以进行培训和测试,虚拟环境允许用户测试和学习将在不同紧急情况下使用的设备、工具和程序的正确操作流程,这有助于保持应急处置人员的操作水平。
 
此外,VR还可以培训应急处置人员在紧急情况下的响应时间、沟通和决策能力。
 
大多数核工业仍然使用传统的培训方法——基于计算机的培训,和非常有限的现场培训,因此,工程师并不总是确定在现实生活或实际环境中需要做些什么。
 
VR 可以创建和模拟一个真实的核电站,让学员沉浸在虚拟电站中,感觉就好像在一个真正的核电站,在 VR 环境中,学员可以在完全安全的情况下自由浏览,也可以用VR 控制器与虚拟控制面板、涡轮机和燃料进行交互,这在现实生活中是不可能实现的。因此,VR 培训具有更高的可重复性和安全性。VR培训也具有相当好的成本效益,它可以以相对较低的成本进行多次培训,研究表明,使用了VR培训提高了核电站工作人员的整体响应能力。
 
VR在核工业的未来
 
VR最好的地方是创建了一个精确的且支持实时协作的沉浸式环境,对于核电站的组装、运行、维护和退役,VR 培训都可以在不同的阶段被使用,成本远低于其他培训方式,并且是完全安全的。核工业可以使用 VR 培训来提高操作效率,从而最大限度地提高运营效益,这是培训团队和吸引年轻工人进入这个行业的一种安全有效的方式。
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