【技術實現步驟摘要】
本申請涉及應急演習輔助系統，尤其涉及一種基于增強現實的核應急演習輔助系統及核應急演習方法。
技術介紹
1、根據《核電廠核事故應急演習管理規定》，核電站營運單位、核電廠所在地的省、市需要定期開展核應急演習。通常的演習目的以應急狀態下機組控制、人員防護、對外通報和溝通三方面為基本，具體可包括檢驗核應急預案及應急程序的適用性、檢驗應急設施設備的可用性、檢驗應急人員的應急響應能力以及應急專業組之間的協調、溝通、配合能力。現有的核應急演習情景以設計基準事故、嚴重事故等為主線事故，演習情景主要依據核電廠嚴重事故(或全范圍)模擬機來仿真主線事故，在模擬機中插入各種假設的設備故障或缺陷。現實事故情景基于電廠應急人員假想和監控參數等，真實機組仍保持正常狀態，因此，演習的情景發展嚴重依賴模擬機仿真、專業分析以及角色扮演等。
2、現有方案不能很好地模擬現實事故情景，基于假想的事故情景，應急人員在演習過程做不到沉浸式體驗，很難烘托核事故緊張氛圍，沒有現場設備狀態的反饋，不能實現好的演習效果。
技術實現思路
1、本申請旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
2、為此，本申請的第一個目的在于提出一種基于增強現實的核應急演習輔助系統，以實現演習人員在核事故演習過程中的沉浸式體驗。
3、本申請的第二個目的在于提出一種基于增強現實的核應急演習方法。
4、為達上述目的，本申請第一方面實施例提出了一種基于增強現實的核應急演習輔助系統，包括：
5、數
6、業務層，所述業務層根據所述數據層執行的數據操作，執行對應的業務邏輯；所述業務層用于部署核事故場景模型，所述核事故場景模型是根據多種現場場景還原的三維場景模型，同一個所述核事故場景模型對應一個或者多個所述業務邏輯；
7、視圖層，所述視圖層根據所述業務層執行的業務邏輯，向用戶展示核事故時核電廠模擬機的畫面信息和可交互的核事故場景模型；
8、功能層，所述功能層根據所述業務層執行的業務邏輯，提供所述核事故應急演習的核輻射環境和虛實結合環境，以使用戶能夠在現實環境中操作并從視角中沉浸式感受三維畫面的變化；
9、硬件層，所述硬件層包括服務器，所述服務器用于為所述數據層、業務層、視圖層和功能層的功能實現提供計算資源；
10、通訊層，所述通訊層用于與演習導控主機、核電廠模擬機、ar頭盔進行通訊。
11、在一些實現方式中，所述功能層包括空間定位模塊、手勢追蹤模塊、引導指引模塊、三維爆炸圖模塊、眼動追蹤模塊、監控記錄模塊、識別功能模塊和音視頻推流模塊，所述空間定位模塊用于通過高精度的空間定位技術識別真實環境的方位信息，并基于所述真實環境的方位信息實現虛擬信息與真實環境的精準疊加；所述手勢追蹤模塊用于通過傳感器追蹤用戶的手勢動作，基于所述手勢動作實現用戶與虛擬環境之間的交互；所述引導指引模塊用于根據所述業務層的業務邏輯，提供視覺和聽覺指引信息；所述三維爆炸圖模塊用于根據所述業務層的業務邏輯，通過三維圖形向用戶展示復雜設備的結構和工作原理；所述眼動追蹤模塊用于追蹤用戶的視線方向和焦點，并基于所述視線方向和焦點和提供與所述業務層的業務邏輯相應的信息和反饋；所述監控記錄模塊用于記錄演習人員視角畫面并將所述演習人員視角畫面推送至服務器；所述識別功能模塊用于通過圖像識別或者物體識別技術識別用戶操作的對象和環境，并基于所述用戶操作的對象和環境和所述所述業務層的業務邏輯提供實時反饋和評估；所述音視頻推流模塊用于將演習過程中的音視頻信息進行實時傳輸。
12、在一些實現方式中，所述業務層包括定位業務邏輯、手指指向業務邏輯、ui業務邏輯和處理服務邏輯，所述定位業務邏輯用于處理與用戶位置相關的業務邏輯，所述手指指向業務邏輯用于處理用戶通過手指或其他輸入設備指向虛擬對象的交互；所述ui業務邏輯作為所述業務層與用戶界面之間的橋梁，用于處理用戶界面相關的業務邏輯；所述處理服務邏輯用于處理軟件后端服務的邏輯和與遠程服務器的通信。
13、在一些實現方式中，所述數據層包括配置文件、步驟配置文件和服務端指令分發模塊，所述配置文件用于存儲軟件的配置信息，所述步驟配置文件用于存儲軟件操作的步驟或流程的配置信息以及定義所述核事故應急演習過程中的各階段及各階段相應的操作信息；所述服務端指令分發模塊用于接收來自服務器的指令，并根據該指令執行相應的數據操作。
14、在一些實現方式中，所述視圖層包括組件引用模塊和組件更新模塊，所述組件引用模塊用于引用各種用戶界面組件構建用戶交互界面；所述組件更新模塊用于在用戶與軟件交互或軟件狀態發生變化時，更新顯示的組件。
15、在一些實現方式中，所述通訊層包括無線局域網、有線局域網和5g網絡。
16、在一些實現方式中，所述硬件層的服務器為ai服務器。
17、為達上述目的，本申請第二方面實施例提出了一種基于增強現實的核應急演習方法，包括：
18、通過演習導控主機配置核應急演習主線和對應的核應急演習情景；
19、通過核電廠模擬機基于所述核應急演習主線生成模擬事故序列，并按照所述模擬事故序列運行所述核應急演習主線各階段的核應急演習情景中的仿真事故機組；將所述仿真事故機組的監控畫面投影至各應急人員佩戴的ar頭盔進行顯示；
20、通過ar頭盔，調用如權利要求1至7中任一項所述的基于增強現實的核應急演習輔助系統進行所述仿真事故機組的監控畫面和對應的核事故場景模型畫面的虛實結合，以讓用戶沉浸式體驗核應急過程。
21、在一些實現方式中，所述核事故場景模型畫面包括故障設備情景模型畫面、不同劑量的核輻射區域情景模型畫面、地震火災區域場景模型畫面。
22、在一些實現方式中，所述方法還包括：
23、通過所述ar頭盔回傳至所述服務器的監控錄像，對每個應急人員應急響應進行評估打分。
24、本申請提供的基于增強現實的核應急演習輔助系統及核應急演習方法，通過功能層、視圖層、業務層、數據層、硬件層和通訊層，實現增強現實ar技術，建立核電廠核事故中可能的情景模型，在以核電廠模擬機的仿真事故為主線事故的演習過程中，按照演習目的插入這些情景模型，讓應急人員看到接近真實事故的三維情景，沉浸式進行核事故演習。該系統很好的避免了眾多高危場景操作培訓所可能產生的安全風險，可以最大限度的模擬事故發生的場景，這是很多現實場景模擬無法實現的，同時也降低了搭建實際場景所需的損耗。高度還原核事故條件下存在核輻射環境氛圍，通過頭盔投影讓演習人員感受核輻射對視覺的沖擊，從而調動緊張氛圍；每個佩戴ar頭盔的角色，既能看到環境和設備的現實畫面，也能看到虛擬的3d核事故畫面。同時應急響應行動也會回傳至服務器，服務器會分析給出本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于增強現實的核應急演習輔助系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述功能層包括空間定位模塊、手勢追蹤模塊、引導指引模塊、三維爆炸圖模塊、眼動追蹤模塊、監控記錄模塊、識別功能模塊和音視頻推流模塊，所述空間定位模塊用于通過高精度的空間定位技術識別真實環境的方位信息，并基于所述真實環境的方位信息實現虛擬信息與真實環境的精準疊加；所述手勢追蹤模塊用于通過傳感器追蹤用戶的手勢動作，基于所述手勢動作實現用戶與虛擬環境之間的交互；所述引導指引模塊用于根據所述業務層的業務邏輯，提供視覺和聽覺指引信息；所述三維爆炸圖模塊用于根據所述業務層的業務邏輯，通過三維圖形向用戶展示復雜設備的結構和工作原理；所述眼動追蹤模塊用于追蹤用戶的視線方向和焦點，并基于所述視線方向和焦點和提供與所述業務層的業務邏輯相應的信息和反饋；所述監控記錄模塊用于記錄演習人員視角畫面并將所述演習人員視角畫面推送至服務器；所述識別功能模塊用于通過圖像識別或者物體識別技術識別用戶操作的對象和環境，并基于所述用戶操作的對象和環境和所述所述業務層的業務邏輯提供實時反饋和評估；所述音視頻推
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述業務層包括定位業務邏輯、手指指向業務邏輯、UI業務邏輯和處理服務邏輯，所述定位業務邏輯用于處理與用戶位置相關的業務邏輯，所述手指指向業務邏輯用于處理用戶通過手指或其他輸入設備指向虛擬對象的交互；所述UI業務邏輯作為所述業務層與用戶界面之間的橋梁，用于處理用戶界面相關的業務邏輯；所述處理服務邏輯用于處理軟件后端服務的邏輯和與遠程服務器的通信。
4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述數據層包括配置文件、步驟配置文件和服務端指令分發模塊，所述配置文件用于存儲軟件的配置信息，所述步驟配置文件用于存儲軟件操作的步驟或流程的配置信息以及定義所述核事故應急演習過程中的各階段及各階段相應的操作信息；所述服務端指令分發模塊用于接收來自服務器的指令，并根據該指令執行相應的數據操作。
5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述視圖層包括組件引用模塊和組件更新模塊，所述組件引用模塊用于引用各種用戶界面組件構建用戶交互界面；所述組件更新模塊用于在用戶與軟件交互或軟件狀態發生變化時，更新顯示的組件。
6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述通訊層包括無線局域網、有線局域網和5G網絡。
7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述硬件層的服務器為AI服務器。
8.一種基于增強現實的核應急演習方法，其特征在于，包括：
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述核事故場景模型畫面包括故障設備情景模型畫面、不同劑量的核輻射區域情景模型畫面、地震火災區域場景模型畫面。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于增強現實的核應急演習輔助系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述功能層包括空間定位模塊、手勢追蹤模塊、引導指引模塊、三維爆炸圖模塊、眼動追蹤模塊、監控記錄模塊、識別功能模塊和音視頻推流模塊，所述空間定位模塊用于通過高精度的空間定位技術識別真實環境的方位信息，并基于所述真實環境的方位信息實現虛擬信息與真實環境的精準疊加；所述手勢追蹤模塊用于通過傳感器追蹤用戶的手勢動作，基于所述手勢動作實現用戶與虛擬環境之間的交互；所述引導指引模塊用于根據所述業務層的業務邏輯，提供視覺和聽覺指引信息；所述三維爆炸圖模塊用于根據所述業務層的業務邏輯，通過三維圖形向用戶展示復雜設備的結構和工作原理；所述眼動追蹤模塊用于追蹤用戶的視線方向和焦點，并基于所述視線方向和焦點和提供與所述業務層的業務邏輯相應的信息和反饋；所述監控記錄模塊用于記錄演習人員視角畫面并將所述演習人員視角畫面推送至服務器；所述識別功能模塊用于通過圖像識別或者物體識別技術識別用戶操作的對象和環境，并基于所述用戶操作的對象和環境和所述所述業務層的業務邏輯提供實時反饋和評估；所述音視頻推流模塊用于將演習過程中的音視頻信息進行實時傳輸。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述業務層包括定位業務邏輯、手指指向業務邏輯、ui業務邏輯和處理服務邏輯，所述定位業務邏輯用于處理與用戶位置相關的業務邏輯，所述手指指向業務邏輯用于處理用戶通過手指...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐亮，蔣鋼，王姣，丁煒堃，陳綱，
申請(專利權)人：國家電投集團科學技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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