核设施场景中行走路径规划技术研究

摘要

随着核能的大规模发展以及核电技术的广泛应用，核安全与辐射防护逐步成为备受关注的问题，如何有效减少工作人员在核设施场景中活动时受到的辐射照射是辐射防护的主要内容之一。近些年来，随着路径规划在交通、人工智能等领域的应用，国内外学者也对核设施场景中路径问题进行了一些相关研究。在虚拟的核设施场景中，路径规划技术可以实现对工作人员的行走过程进行模拟和评估，从而对行走路径和工作方案的规划和优化提供科学依据，是减少职业照射的一种有效途径。本文在此背景下结合虚拟现实技术和路径规划技术，针对工作人员在核设施场景中最小辐照的行走路径问题，展开了深入的研究。主要工作如下：
　　(1)以核设施场景中工作人员行走路径为研究对象，在充分调研国际上核设施场景中路径规划方法的基础上，结合辐射防护相关理论知识以及环境建模方法，提出适合核设施场景的路网模型；分析和比较多种路径搜索算法，并根据核辐射场中的路径问题，设计了核设施场景中路径评估方法和最小辐照路径搜索方法。
　　(2)深入研究了虚拟现实技术、数据库技术、数据可视化技术，设计了基于2DMap的路径规划系统、虚拟现实系统和其他辅助系统，并且将核设施场景中路径规划方法应用于基于2DMap的路径规划系统。编写了核设施场景中路径规划程序，该仿真程序具有路径规划，数据可视化，虚拟漫游和交互演示等功能。
　　本研究结果表明所提出的核设施场景中路径规划方法是有效的，所编写的核设施场景中路径规划仿真系统不仅能够在2D场景中进行核设施场景中的路径规划，而且规划后的路径可以用于虚拟仿真场景中进行动作模拟和漫游。此外，该仿真程序具有路径的可视化和辐射剂量率可视化功能。核设施场景中路径规划仿真程序为工作人员进行辐射防护培训和减少工作人员受到的辐射照射提供一个安全、经济、有效的平台，是一次创新性的尝试，具有一定的应用前景。

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第1章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 核领域相关技术研究现状

1.3 研究目标与主要任务

1.4 研究内容与结构安排

第2章 辐射防护理论与路径规划方法

2.1 辐射防护相关理论

2.2 环境建模方法

2.3 路径搜索算法

2.4 本章小结

第3章 核设施场景中路径规划方法的设计与实现

3.1 核设施场景中路径规划思想

3.2 核设施场景的环境模型建立

3.3 核设施场景中路径问题的数学模型

3.4 核设施场景中路径规划方法的设计与实现

3.5 本章小结

第4章 核设施场景中路径规划程序的设计与实现

4.1 核设施场景中路径规划程序的总体设计

4.2 基于2DMap的路径规划系统的设计与实现

4.3 虚拟仿真系统的设计与实现

4.4 数据库管理系统的设计与实现

4.5 帮助系统

4.6 本章小结

第5章 系统的实现与测试

5.1 系统功能的测试

5.2 核设施场景中路径规划方法的测试

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢