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Virtual planning of operations in hazardous environment
Le tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la scienzaLe tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la scienza
Massimo SepielliServizio di Calcolo e Modellistica
ENEA Casaccia
Giovedì della Cultura Scientifica, Casaccia 9.7.2004
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Ambienti ostili• Campo di radiazione (intensità di dose assorbita, dose cumulata)
• Incendio (campo termico, con o senza presenza di fiamma)
• Emissioni di fumi tossici (densità e tossicità)
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Le tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la scienzaLe tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la scienza Pianificazione virtuale di operazioni in ambienti ostili
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Virtual planning
• Ridurre al minimo il rischio associato all’operazione, mediante ottimizzazione delle modalità di intervento, dei tempi, dei percorsi, del turn-over degli operatori o delle squadre.
• Si studiano diversi scenari e si quantificano i rischi per ognuno di essi
• Ad una pianificazione è associata quindi un’attività di verifica Giovedì della Cultura Scientifica, Casaccia 9.7.2004
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Tecniche tradizionali• Prescrizioni tecniche• Normative• Piani• Procedure• Regolamenti • Standards • Esperienza• Organizzazione• Documenti di supporto, archivi storici • Disegni, mappe• Lay-out fisici• Calcoli
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Tecnologie visuali• Immersione virtuale• Interazione virtuale• Visualizzare l’invisibile• Entrare in scena• Simulazione realistica • Calcolo e visualizzazione automatica degli effetti• Rapida ottimizzazione delle operazioni
• Briefing degli addetti ai lavori • Presentazione all’autorità• Informazione al pubblico• Documentazione self-explainingGiovedì della Cultura Scientifica, Casaccia 9.7.2004
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The System
Developed for radioactive hostile environment
A virtual reality application for:
Risk minimization
Work simulation
Dose-rate visualisation
Occupational dose calculation
Desktop based VR system using Java and Internet technology
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Objectives for risk minimisation
Planning and administration of the decommissioning work process under radiation environment
More accurate evaluation of dismantling labour
Visualisation of radiation and dismantling tasks
Dynamic evaluation of radiation exposure dose
Staff training before dismantling Public acceptance
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Virtual Reality (VR)
Why VR? Intuitive visualisation of the process Rapid prototyping of possible
solutions Interactive planning is possible Save time and money Available on PC now
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Smontaggio di Glove Box contaminate da Plutonio
• Cooperazione ENEA- SoGIN – IFE 2002-2003 • Modello e navigazione nella facility di smontaggio• Modello e gestione delle box• Data base degli attrezzi • Visualizzazione della Radiazione 3-D e 2D • Avatars associabili ad operatori reali• Scenari di operazione autonomi o sincronizzati• Calcolo della dose istantanea e cumulata• Ambiente Windows / Unix / SGI• Linguaggi AUTOCAD, VRML e JAVA 3D ed utilizzo del codice VR-DOSE
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Visualisation Image of Radiation Dose
Rate
Image of Scenario Editor
3D CAD Data
Editor of Work Scenario and
Radiation Dose Rate (JAVA)
3D-CAD Data (VRML2.0)
Radiation Dose Rate Data Base
Work Scenario Data Base
Calculation of Labour and
Exposure Dose
Work and Dose Rate Visualisation
Output
Concept
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User InterfacePlanning and play
back
Radiation (landscape )
Tool selectionHistory of radiation dose rate
Radiation( 2D-map
)
Scenario
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ScenariosIn order to distinguish
between workers, each gets a different colouring either on
the suit or the helmet.
In a Scenario one or more manikin workers
perform work tasks inside the NPP.
Each worker also has a name and a
description that can be edited by the user.
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Camera View and Manikin View
The user can view the scene from a virtual camera…
..or from the eyes of one of the manikins.
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Radiation Visualisation
Full 3D Visualisation2D Graduation
3D Landscape
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Scenario Creation
Scenario Screen of each worker
Task Selection
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Playback of Scenarios
On playback the manikin will walk the route as recorded, doing work or handling objects on the
markers where the user has recorded such actions.
A scenario is recorded as a set of routes with action markers. Each of these
routes or work tasks belongs to a manikin.
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The Dose-Rate of a Work Task
In the scenario recording, routes with markers of positions and duration at each position are generated.
These routes may afterwards be assigned to real life workers from the system worker database.
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Tools Selection
A bank of dismantling tools is available. These tools can be inserted into the model and used by the manikins in the scenarios.
Examples:
Band Saw Cutting Torch
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Visualisation System
In order to demonstrate the system, a projection system
Stereoscopic view is available with 4 projectors and polarisation glasses
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Usability and Evaluations
We have applied this system for a part of dismantling process.
In 2001 at the Casaccia site, a dismantling work of plutonium glove boxes.
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Current Research Application to Plutonium
plant decommissioning.
Application to Radwaste Repository Project and Public awareness
Application to Tunnel Rescue emergency operation
Augmented reality
Wearable equipment (computer, head mounted display)
Radiation (thermal) visualisation
Mobile connection (GSM) for real-time data display such as temperature, humidity, wind
Path optimisation
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