Атомные электростанции (АЭС) играют ключевую роль в производстве электроэнергии, и безопасность и надежность их работы напрямую зависят от квалификации и подготовки операторов. В последние годы использование виртуальной реальности в обучении операторов АЭС привлекает все больше внимания благодаря своей эффективности, безопасности и потенциалу улучшения процессов обучения.
В условиях постоянного развития технологий и поиска новых методов обучения и тренировки персонала, применение тренажера работы оператора атомной электростанции (АЭС) в виртуальной реальности представляет собой важную и актуальную тему. Современные технологии виртуальной реальности открывают новые возможности для создания реалистичных симуляций [1, 2] и обучения операторов АЭС без риска для реальной эксплуатации. Такой подход может улучшить процессы обучения, повысить безопасность и эффективность работы операторов и способствовать общему совершенствованию систем ядерной энергетики.
Целью работы является создание модели, отображающей внутреннее устройство реактора с демонстрацией принципа применения виртуальной реальности для создания обучающих тренажеров по сложным технологическим процессам.
Тренажер предоставляет возможность ознакомиться с теоретическим материалом по теме ядерной энергетики, проверить свои знания с помощью тестов. Также имеется возможность взаимодействовать с виртуальной моделью реактора посредством пульта управления и кнопки остановки стержней, благодаря чему можно контролировать мощность реактора.
При разработке тренажера, в первую очередь был создан сценарий действий пользователя. Это позволило определить основные функциональные требования к тренажеру и его интерфейсу. Затем началась работа над 3D моделями, необходимыми для воплощения этого сценария. В процессе разработки использовались уже готовые основы моделей, что позволило сэкономить время и ресурсы. Однако эти базовые модели требовали доработки и адаптации под конкретные потребности и требования проекта. Такой подход позволяет эффективно использовать доступные ресурсы и ускорить процесс разработки. Алгоритм работы тренажера приведен на рисунке 1.
При разработке алгоритма работы программы для тренажера, основной акцент был сделан на учете основного сценария действий пользователя, несмотря на предполагаемую свободу действий. Это стремление к структурированному и предсказуемому процессу обучения или использования тренажера сделало его более интуитивно понятным.
В самом тренажере было внедрено упрощенное подобие пульта управления, обеспечивающее пользователя разнообразными кнопками для взаимодействия. Кроме того, была предусмотрена возможность регулировки выделяемой мощности реактора и экстренной остановки с использованием движения стержней. Этот подход не только придает тренажеру дополнительную реалистичность, но и создает интерактивное взаимодействие, что повышает уровень погружения пользователя.
Рисунок 1. Алгоритм работы тренажера
Для обеспечения полного контроля и информирования оператора, текущие показатели выводятся на два отдельных монитора. Это не только повышает наглядность, но и улучшает мониторинг ключевых параметров, что критически важно в операционной среде.
В основе функционирования тренажера лежит математическая модель, которая приблизительно описывает текущее состояние определенных параметров. Эти значения подвержены небольшим колебаниям, что соответствует реальным условиям эксплуатации и дополняет тренажер дополнительным уровнем реализма.
Неотъемлемой частью разработки является интеграция логики, учитывающей действия оператора. При взаимодействии с тренажером происходит динамический перерасчет значений при взаимодействии с тренажером обеспечивает не только реакцию системы на манипуляции, но и создает возможность для оператора анализировать последствия своих действий в реальном времени. Этот аспект существенно улучшает обучающий опыт, способствует более глубокому пониманию принципов управления и развивает практические навыки пользователя, делая процесс обучения более эффективным и увлекательным.
Таким образом, разрабатываемый на основе принципа виртуальной реальности, тренажер позволяет операторам АЭС изучить работу ядерного реактора, с использованием реалистичных симуляций без риска для реальной эксплуатации.
Библиографический список
- Говорухин А.Д., Волобуева Т.Ф., Кулак С.А., Новикова А.С., Боброва Е.В., Любарский А.А. Технология автоматизированного производства образовательных тренажеров в виртуальной реальности на базе отечественного по VR Concept // International Journal of Open Information Technologies. 2023. №7.
- Дорохов Д.С., Овчинников И.И. Взаимодействие технологий информационного моделирования с возможностями виртуальной и дополненной реальности // Вестник евразийской науки. 2022. №3.