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基于轻量化三维技术的核电厂安全及设备可视化管理平台的建设与应用

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成果主要完成人

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项目概况

实施背

长期以来,秦山核电基地的各个机组根据各自的业务需求搭建了多个独立的管理系统,对于安全风险识别与管理、设备管理等也是如此,存在基础平台和数据标准不统一、无法共用、数据连通性差,缺乏方便有效的信息展示手段等问题,各系统功能单一且独立运行,与电厂其它系统接口少、兼容性较差等一系列问题,三维软件采用国外软件平台,建设投入高,功能优化难,对于上游设计单位提供数据的接口性差,不利于数据的重复有效利用

秦山核电机组和设备众多、工作人员流动频繁,尤其是新员工和外单位的工作人员,对厂房和设备等核电机组内容都不熟悉,容易在工作期间走错机组、房间或者找错设备而对核电站的安全生产造成影响。另外对于现场工作人员而言,缺乏快速获取设备、房间等电站对象位置以及安全风险相关信息的手段,尤其是对于冷僻的设备或者零散分布的非工艺系统的设备、技术文件或者其它需要统一管理的对象,也缺乏位置提示和共享信息。设备可视化管理可为减少人因事件和安全风险推送等提供支持,对核电厂而言,是急需解决的难题,如果处理不当可能会对电站的安全稳定运行带来巨大的隐患

国内核电厂安全管理面对的风险管理评估不能量化不足、安全管理标准各异、安全管理中产生的历史数据的挖掘和利用不足,现场风险提示和安全培训方式单一等问题日益突出,随着信息化技术的发展及国家层面“两化”融合要求的不断深入推进,建立安全管理信息化平台的需求是进一步提高核电厂安全管理的水平的最优选择

通过以电厂设备、设施三维可视化模型为基础,建立标准化、可量化、可视化的核电厂数字化安全管理信息平台,并与电站日常工作结合,实现核电厂安全生产管理的规范,便于指导现场作业人员和安全监督管理人员的现场工作,保障核电厂日常运行、维护以及大修中各项工作的顺利安全开展,杜绝重大安全生产事故,提高安全管理水平

成果内

搭建轻量化三维平台,建立核电厂管理级3D模型标准,实现多个平台的核电设备、设施的三维场景浏览与展示

借助数字核电应用的试点,搭建一个开放式的、通用的核电厂三维可视化安全管理平台,覆盖电厂工作流程、安全管理等各种业务需求,并以秦三厂的三维数据和业务数据为基础进行平台开发和功能验证,后续逐步将其它机组的数据接入,形成一套用于核电安全管理的支持系统,并可推广到其他核电厂

全面识别核电厂安全风险,展示动静两相的标准化安全风险管控模

对核电厂安全风险进行辨识、分析、监控与管理的持续改进是核电站安全管理的重要环节。对核电厂涉及核安全、工业安全、辐射安全、消防、保卫、环境、职业健康、信息安全等所有安全风险进行全面识别。建立以电厂设备代码和位置区域为标准数据接口,集成静态安全风险(包含风险点、安全标识、辐射和消防分区等)和安全动态风险(辐射监测、环境监测、隐患、安全检查问题、经验反馈等)的标准化模型,并在三维可视化平台中展示

具化落地核电厂安全要求,展示全要素的可量化的安全管理指标体

将所有核电厂安全相关管理监督要求和考核目标集合在一起,参考冰山法则建立并使用标准的核电厂安全管理指标体系,结合公司大数据平台在核电厂安全管理领域的大数据分析,展示核电厂安全管理总体情况的数据看板

强化安全和工作过程关联,构筑主被动双向可视化的安全管理平

安全风险的识别和防护是安全监督管理部门和工作实施部门接口工作的重点。将安核电生产管理信息系统(EAM)工作管理的工单任务信息、安全许可证、经验反馈信息展示在三维管理平台中,工作人员通过主动查询和系统推送被动接收工单相关许可证、标准安全风险信息等来掌握现场安全状况,以便工作负责人能够掌握足够的安全风险信息,安全管理部门能够有效的实施防护并管控风险。基于工单和安全许可证的可视化展示,安全管理部门和工作实施部门可进行安全防护方案的评估和预演等,实现工作过程中安全管理的最优化

通过建立电厂设备标准模型库和照片库,实现三维模型、设备照片、设备编码和工单、历史维修数据等信息的数据贯

通过现场设备信息的采集,除了为三维建模提供素材信息,还可将设备编码作为桥梁建立照片与设备模型的对应关系。本项目共拍摄涵盖核岛、核辅助、汽轮机等厂房的设备照片1.5万+,其中建立模型对应关系的照片共计1万+。在设备管理和安全管控的实际工作中,虚拟模型和现场照片的结合,很好的解决了专工对现场设备周围环境不了解的问题,帮助现场人员提前识别周围环境风险,降低现场工作风险

结合移动端应用,形成及时有效的数字化安全管理的闭

通过移动端的工单查看、场景预览和安全风险防护预演等,工作人员可及时有效的了解和掌握安全风险,作业时提前熟悉安全防护措施,提高工作准备效率;工作过程中实时跟踪现场安全变化,提升工作安全,确保电站安全、可靠、经济运行

成果效

管理效

提升新员工培训效率。新员工采用与核电厂完全一样的场景进行培训,本系统提供的沉浸式技术将加快新员工熟悉环境的速度

提升各领域管理效益。与之前要从几十人系统中去查询数据相比,本系统提供了所有业务数据一键获取的功能,通过系统跳转的方式,实现具体业务系统与本系统之间的双向跳转。这种方式使得各领域用户在各种会议以及工作安排上,快速获得相关的信息,第一时间找到问题并做出准确的判断与决策

社会效

本系统为内部应用系统,采用了最新的三维可视化技术,为下一步进行核电厂数字孪生、核电厂全寿期管理打下基础。作为在业界属于最先试点企业,该项目的成功应用,将大大提升电厂的信息化实力,展现出更加良好的企业形象

可推广

同秦山核电一样,其他各个核电厂在运行过程中也开发了多个相互独立的业务系统,这些业务系统也迫切需要进行业务整合,通过一个入口快速进入这些系统中。本系统提供的三维可视化平台作为入口,集成了安全管理领域的所有系统,证明了多个系统集成在一起操作是可行的。因此,可以进行横向和纵向的推广:一方面,集成除了安全领域外的别的业务系统,提升了系统的深度;另一方面,可以快速推广到更多的核电站中,提升了系统应用的广度