ИНЖИНИРИНГ, IT, ИННОВАЦИИ

Наши сайты

Наши ресурсы

Система Orphus

Главная  Пресс-центр  СМИ о нас

Создание as-build трехмерной модели с помощью лазерного сканирования на Ленинградской АЭС

02.07.2012

«Клуб 3D. Инновационное проектирование», Rational Enterprise Management

Виталий Кононов, Владислав Тихоновский, Николай Сальников, Дмитрий Доробин

Введение

Сегодня ОАО «Концерн Росэнергоатом» осуществляет работы по трехмерному моделированию блоков АЭС в рамках создания и совершенствования информационной базы данных подготовки и вывода из эксплуатации энергоблоков АЭС.

В то же время на большинстве АЭС зачастую отсутствует актуальная и достаточно детализированная проектная документация. Более того, такой документации по разным причинам нет и в проектных организациях. В результате имеющаяся в наличии документация не вполне соответствует текущему состоянию блока АЭС, то есть создаваемые на ее основе трехмерные модели обладают невысокой степенью точности и достоверности.

Таким образом, актуальной задачей является быстрое и качественное получение достоверной информации о текущем состоянии объекта. Один из вариантов ее решения — это проведение лазерного сканирования, создание и актуализация трехмерных моделей по его результатам.

Компания «НЕОЛАНТ» выполнила пилотный проект для ОАО «Концерн Росэнергоатом» по созданию трехмерных моделей с использованием технологии лазерного сканирования, выяснила трудоемкость и определила организационно-технические аспекты ее применения для объектов атомной энергетики.

В качестве объекта для выполнения пилотного проекта была выбрана Ленинградская АЭС (ЛАЭС), так как ранее для нее «НЕОЛАНТ» разработал информационную систему базы данных для вывода из эксплуатации (ИС БДВЭ), включающую в себя трехмерные модели главных зданий станции.

Основным назначением ИС БДВЭ блоков ЛАЭС является накопление, долговременное хранение и представление в удобном для специалистов виде информации, требуемой и/или влияющей на проведение работ по выводу из эксплуа-тации. Доступ к информации электронного архива, а также визуализация информации осуществляются с использованием проектных трехмерных моделей объектов АЭС.

Специалистами компании «НЕОЛАНТ» были созданы трехмерные модели главных зданий и площадок первой и второй очереди ЛАЭС. В процессе создания трёхмерной модели главного здания было обработано более 10 тысяч чертежей – архитектурно-строительной части здания, вспомогательных корпусов, реакторов, технологической части и других.

Рис.1 Пример «облака точек», полученного в результате лазерного сканирования промышленного объекта
Рис. 1 Пример «облака точек», полученного в результате лазерного сканирования промышленного объекта

По итогам пилотного проекта трехмерные модели объектов ЛАЭС были актуализированы в соответствии с результатами лазерного сканирования.

Технология лазерного сканирования.

Технология лазерного сканирования сегодня широко используется во всем мире, в том числе и в России, для трехмерного моделирования сложных промышленных объектов на предприятиях нефтегазовой, энергетической и других отраслей.

Лазерное сканирование позволяет получать пространственную информацию об объекте с помощью лазерного излучения. На основе полученных данных автоматически вычисляются координаты объектов, и в результате формируется «облако точек».

Современные технологии лазерного сканирования предполагают получение «облаков точек» с погрешностью, не превышающей в закрытом помещении 1 см, а на открытой площадке – 2-3 см. Существует возможность получения результатов и с более высокой точностью (до 1-5 мм), но это влечет за собой значительное увеличение стоимости работ.

Рис. 2 «Облако точек» промплощадки 1-й очереди ЛАЭС
Рис. 2 «Облако точек» промплощадки 1-й очереди ЛАЭС

Так как сканируемые «облака точек» достаточно точно соответствуют оригиналу, то и получаемые трехмерные модели независимо от уровня их детализации также будут в гораздо большей степени соответствовать реальному состоянию объектов. Добиться такой степени актуальности методом реинжиниринга данных практически невозможно.

Ход проведения лазерного сканирования

Компания «НЕОЛАНТ» выполнила лазерное сканирование главных зданий и площадок первой и второй очереди ЛАЭС.

Были отсканированы такие объекты, как фасады главных зданий, здания и сооружения, подводящие и отводящие каналы, кабельные и трубопроводные эстакады, открыто расположенное оборудование, авто-, пешеходные и железнодорожные пути, открыто расположенные на промплощадках хранилища металлолома и других отходов.

Процесс сканирования состоял из следующих этапов:

  • Устанавливались параметры сканирования, расставлялись приоритеты (определялась область съемки, расстояния до объектов, определялось необходимое разрешение, назначались фильтры данных и т.д.).
  • Производилось сканирование с соответствующими оптимальными настройками, контроль процесса осуществлялся в режиме реального времени.
  • Производилась фотосъемка фасадов зданий и отдельных участков промплощадок первой и второй очереди ЛАЭС (для уточнения деталей и создания текстур).
  • Производилась фотосъемка промплощадок первой и второй очереди ЛАЭС с целью создания сферических панорам.
  • Производился первичный анализ полученных данных (контрольные измерения, оценка полноты съемки и т.д.).
  • Сшивались данные, полученные с различных пунктов стояния сканера (ScanWorld) в единые «облака точек», описывающие здания и промплощадки ЛАЭС. Данные фильтровались и обрабатывались соответствующим образом.
  • Позиционировались результирующие интегральные «облака точек» согласно существующим трехмерным моделям зданий промплощадок первой и второй очереди ЛАЭС.
  • Формировалась база данных «облаков точек» в формате Cyclone IMP.

По итогам проведения работ по лазерному сканированию были получены результирующие интегральные «облака точек» объектов первой и второй очереди Ленинградской АЭС, которые были приведены к системе координат исходных моделей промплощадок. Данные лазерного сканирования в плане и по высоте сориентированы и приведены в соответствие с моделями зданий.

Актуализация трехмерных моделей

Рис. 3 Совмещение существующей модели с полученным «облаком точек» по зданию 402А первой очереди ЛАЭС
Рис. 3 Совмещение существующей модели с полученным «облаком точек» по зданию 402А первой очереди ЛАЭС

Компанией «НЕОЛАНТ» была проведена работа по актуализации существующей трехмерной модели здания 401 и промплощадки первой очереди, здания 601 и промплощадки второй очереди Ленинградской АЭС с учетом данных лазерного сканирования. В результате были получены трехмерные модели as-build, которые соответствуют текущему состоянию объекта на момент проведения лазерного сканирования.

На рисунке 3 показано совмещение исходной модели с данными лазерного сканирования по кабельному лотку и вентиляционной трубе промплощадки первой очереди ЛАЭС. Существующая модель промплощадки показана фиолетовым цветом, «облако точек» раскрашено по интенсивности отражения. Расхождение по вентиляционной трубе и кабельному лотку указано красными стрелочками.

При этом расхождение между исходной моделью и данными лазерного сканирования достигает нескольких метров. Для коррекции этого расхождения все объекты исходной модели были перемещены на свое фактическое местоположение.

Далее по данным лазерного сканирования был проведен анализ соответствия исходной модели промплощадки фактическому объектному составу ЛАЭС. В ходе анализа были выявлены следующие несоответствия объектного состава исходной трехмерной модели и результирующего интегрального «облака точек» промплощадки:

  • объекты, отсутствующие на исходной модели;
  • объекты, модели которых не соответствуют фактическим геометрическим параметрам;
  • объекты, фактически отсутствующие на промплощадке, но содержащиеся в трехмерной модели.

Трехмерные модели практически всех существующих объектов промплощадок первой и второй очереди ЛАЭС были актуализированы.

Заключение

Рис. 4 Актуализированная модель резервуаров, совмещенная с лазерными данными. Модель соответствует «облаку точек»
Рис. 4 Актуализированная модель резервуаров, совмещенная с лазерными данными. Модель соответствует «облаку точек»

Проведенный компанией «НЕОЛАНТ» пилотный проект подтверждает эффективность лазерного сканирования как технологии создания точных и достоверных трехмерных моделей АЭС, отражения на них актуальных компоновок оборудования, систем и конструкций. Особенно это важно в случае отсутствия актуализированной и достаточно детализированной проектно-конструкторской документации или разработки исполнительной документации.

Лазерное сканирование выгодно применять для решения задач эксплуатации, которые требуют высокой точности и актуальности модели. Технология позволяет постоянно следить за изменениями в составе и конфигурации малогабаритного оборудования и трубопроводов мелкого и среднего диаметра, которые происходят значительно чаще, чем для крупногабаритного оборудования и трубопроводов большого диаметра.

Компания «НЕОЛАНТ» получила необходимый опыт проведения работ по лазерному сканированию и созданию as-build моделей. Пилотный проект показал эффективность применения технологии лазерного сканирования для решения задач сооружения, эксплуатации и вывода из эксплуатации в атомной отрасли.


Возврат к списку

3.14zdc

НЕОЛАНТ: новости и события

Новости

В начало страницы