Q/LB.□XXXXX-XXXX核電廠防異物管理場景信息數(shù)據(jù)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了核電廠典型的防異物場景信息數(shù)據(jù)的內(nèi)容、模型分類與規(guī)格、防異物場景信息數(shù)據(jù)命名原則、建?；疽?、質(zhì)量要求、數(shù)據(jù)更新和成果提交的要求。本文件適用于建立核電廠典型的防異物場景信息數(shù)據(jù)的獲取、處理、使用，為各核電廠開展防異物管理數(shù)字化信息化工作提供參照依據(jù)。規(guī)范性引用文件本標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)范性引用文件。術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。

異物ForeignMaterial（FM）根據(jù)設(shè)計(jì)，任何不屬于系統(tǒng)或設(shè)備組成部分的物項(xiàng)，如破碎或遺失的部件、灰塵、碎屑、油料、工具、抹布、化學(xué)品、機(jī)械尾渣、研磨劑(料)、鋼絲磨光刷、扎線、溶劑、漆皮、密封補(bǔ)漏劑、個(gè)人勞保用品以及可能影響系統(tǒng)或設(shè)備正常運(yùn)行、對設(shè)備及系統(tǒng)性能造成不利影響的任何其它物項(xiàng)。[來源：T/CNEA017-2021核電防異物管理指南]

防異物ForeignMaterialExclusion（FME）采取一定的措施和方法,包括管理措施和方法以及技術(shù)措施和方法,來預(yù)防由于人為疏忽而導(dǎo)致異物進(jìn)入電廠系統(tǒng)或設(shè)備內(nèi)部。[來源:INPO07-008追求卓越的防異物(FME)導(dǎo)則]

異物管理區(qū)域ForeignMaterialExclusionArea（FMEA）在執(zhí)行維修、變更、試驗(yàn)或檢查等工作活動(dòng)中，用屏障和標(biāo)志沿工作區(qū)周圍建立起來的區(qū)域，用以控制工具設(shè)備、材料和人員等進(jìn)入開放系統(tǒng)，減小由于疏忽而將任何物項(xiàng)遺留在系統(tǒng)內(nèi)的可能性。[來源：T/CNEA017-2021核電防異物管理指南]

三維模型Three-dimensionalmodel在計(jì)算機(jī)中，反映產(chǎn)品外部幾何形態(tài)、約束要素和屬性及附屬要素的模型。[來源：CJJ/T157—2010城市三維建模技術(shù)規(guī)范]

幾何模型Geometricmodel用點(diǎn)、線、面、體等基本幾何元素描述現(xiàn)實(shí)世界，形成的建模對象的幾何形態(tài)。[來源：CJJ/T157—2010城市三維建模技術(shù)規(guī)范]

核電三維模型Three-dimensionalmodelofnuclearpower核電廠建筑與設(shè)施的計(jì)算機(jī)三維圖形表達(dá)，反映建筑與設(shè)施的空間位置、幾何形態(tài)、紋理及屬性等信息。[來源：CJJ/T157—2010城市三維建模技術(shù)規(guī)范]縮略語下列縮略語適用于本文件。BIM：建筑信息模型（BuildingInformationModeling）IFC：工業(yè)基礎(chǔ)類（IndustryFoundationClass）FBX：專有3D模型文件格式（Filmbox）OBJ：以文本形式存儲數(shù)據(jù)的3D模型文件格式（WavefrontOBJ）數(shù)據(jù)內(nèi)容概述防異物場景信息數(shù)據(jù)的內(nèi)容包括BIM模型數(shù)據(jù)和三維模型數(shù)據(jù)，如表1所示。BIM模型通過建立核電廠、廠房/機(jī)組的三維模型，運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)，為核電廠區(qū)建筑模型提供符合實(shí)際情況的建筑信息，讓人更容易了解核電廠區(qū)各廠房/機(jī)組功能與其它對象之間的相互關(guān)系。三維模型則側(cè)重表達(dá)核電廠系統(tǒng)、設(shè)備的幾何表達(dá)。模數(shù)據(jù)內(nèi)容數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)內(nèi)容數(shù)據(jù)格式BIM模型數(shù)據(jù)核電廠、防異物機(jī)組/廠房的建筑信息模型數(shù)據(jù)IFC、FBX、OBJ格式三維模型數(shù)據(jù)核電系統(tǒng)、設(shè)備模型數(shù)據(jù)FBX、OBJ格式BIM模型數(shù)據(jù)BIM模型數(shù)據(jù)以核電廠區(qū)、機(jī)組/廠房的信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，通過數(shù)字信息仿真模擬廠區(qū)、機(jī)組/廠房真實(shí)狀態(tài)，包括三維幾何形狀信息、建筑物結(jié)構(gòu)、組件、空間、設(shè)備和系統(tǒng)等各個(gè)方面的信息，這些數(shù)據(jù)可以提供一個(gè)全面、準(zhǔn)確、詳細(xì)的建筑信息模型。三維模型數(shù)據(jù)三維模型數(shù)據(jù)內(nèi)容主要包括核電系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)與設(shè)備模型數(shù)據(jù)，如表2所示。三維模型主要表達(dá)核電系統(tǒng)、設(shè)備、零件的幾何表達(dá)以及相關(guān)的屬性。三維模型數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)種類數(shù)據(jù)內(nèi)容三維模型數(shù)據(jù)核電系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)、燃料裝卸系統(tǒng)、一回路控制和儀器儀表等核電系統(tǒng)設(shè)備模型數(shù)據(jù)蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、主泵等核電設(shè)備模型分類與規(guī)定多尺度防異物場景信息模型分類防異物場景信息的模型可以分為3大類，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用可分廠區(qū)級、機(jī)組/廠房級、系統(tǒng)級，具體如表3所示。多尺度防異物場景信息模型分類多尺度劃分保真度級別數(shù)據(jù)類型廠區(qū)級中保真度建筑信息模型機(jī)組/廠房級較高保真度建筑信息模型、精細(xì)三維模型系統(tǒng)級高保真度精細(xì)三維模型設(shè)備級高保真度精細(xì)三維模型防異物場景信息模型規(guī)定不同細(xì)節(jié)層次的核電廠區(qū)模型應(yīng)符合下列規(guī)定：建筑信息模型：根據(jù)建筑基底和建筑高度生成平頂柱狀模型，建筑物基底宜以1:100、1:200、1:500等比例尺的地形圖建筑輪廓線為依據(jù):平面尺寸精度不宜低于1.5m，高度精度不宜低于1.5m，對于高層建筑的高度精度可放寬至2m。不同細(xì)節(jié)層次的核電機(jī)組/廠房模型應(yīng)符合下列規(guī)定：建筑信息模型：根據(jù)建筑基底和建筑高度生成平頂柱狀模型，建筑物基底宜以1:100、1:200、1:500等比例尺的地形圖建筑輪廓線為依據(jù):平面尺寸精度不宜低于1.5m，高度精度不宜低于1.5m，對于高層建筑的高度精度可放寬至2m。精細(xì)模型：應(yīng)精確反映房屋屋頂及外輪廓的詳細(xì)特征，平面尺寸和高度精度不宜低于0.3m。不同細(xì)節(jié)層次的核電系統(tǒng)模型應(yīng)符合下列規(guī)定：精細(xì)模型宜采用逼真的幾何模型與紋理相結(jié)合的方式對核電設(shè)備整體進(jìn)行建模，真實(shí)準(zhǔn)確地反映核電設(shè)備的形態(tài)、尺寸、分布、位置、種類及色彩等特征，核電設(shè)備尺寸與實(shí)際誤差宜在0.1m以內(nèi)。不同細(xì)節(jié)層次的核電設(shè)備模型應(yīng)符合下列規(guī)定：精細(xì)模型宜采用逼真的幾何模型與紋理相結(jié)合的方式對核電設(shè)備整體進(jìn)行建模，真實(shí)準(zhǔn)確地反映核電設(shè)備的形態(tài)、尺寸、分布、位置、種類及色彩等特征，核電設(shè)備尺寸與實(shí)際誤差宜在0.1m以內(nèi)。防異物場景信息數(shù)據(jù)命名原則命名應(yīng)包括:模型文件命名、模型命名、模型紋理命名、模型編碼命名、輔助文件命名；命名應(yīng)準(zhǔn)確、合理、簡明，便于文件的識別、管理、存儲、發(fā)布、傳遞和更改等方面的要求；命名應(yīng)便于數(shù)據(jù)的入庫存儲、分類組織和檢索的要求；命名應(yīng)便于追溯和版本(版次)的有效控制；所有模型名稱及紋理命名應(yīng)唯一；同一對象的不同類型文件名應(yīng)具有相關(guān)性，例如同一對象的模型文件名與其紋理命名應(yīng)具有相關(guān)性；命名規(guī)則應(yīng)具有可擴(kuò)充性；名稱應(yīng)使用字母、數(shù)字和下劃線表示；模型命名應(yīng)實(shí)行雙重編號，由類型碼和標(biāo)識碼兩部分組成，類型碼和標(biāo)識碼之間用下劃線“_”隔開；標(biāo)識碼由四級編碼組成，第一級編碼用于區(qū)分基礎(chǔ)模型、標(biāo)準(zhǔn)模型和精細(xì)模型，分別由B、S.P表示；第二級編碼用于標(biāo)注核電廠區(qū)，由T表示；第三級編碼應(yīng)根據(jù)機(jī)組/廠房首字母或編號進(jìn)行區(qū)分，例如1號機(jī)組由1表示，燃料廠房由R表示；第四級編碼應(yīng)參照機(jī)組堆型系統(tǒng)命名規(guī)則進(jìn)行具體命名，如表4所示。模型編碼一級編碼二級編碼三級編碼四級編碼基礎(chǔ)模型B核電廠區(qū)T1號機(jī)組1反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)RCP標(biāo)準(zhǔn)模型S汽輪機(jī)廠房Q反應(yīng)堆廠房裝卸搬運(yùn)系統(tǒng)DMK精細(xì)模型P反應(yīng)堆廠房F核燃料裝卸貯存系統(tǒng)PMC設(shè)備冷卻水系統(tǒng)RRI數(shù)據(jù)采集要求三維模型制作的數(shù)據(jù)采集要求主要包括以下幾個(gè)方面：高精度：數(shù)據(jù)采集應(yīng)盡可能達(dá)到高精度，以確保三維模型的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。這對于需要精確測量和分析的應(yīng)用非常重要。完整性：要采集到全面、完整的數(shù)據(jù)，包括物體的所有幾何特征、紋理、顏色等信息，以避免模型出現(xiàn)缺失或不完整的情況。多角度：為了獲取物體的完整形態(tài)和特征，需要從多個(gè)角度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。這可以通過使用多個(gè)攝像機(jī)或掃描儀來實(shí)現(xiàn)。高分辨率：采集的數(shù)據(jù)應(yīng)具有較高的分辨率，以便在建模過程中能夠捕捉到更多的細(xì)節(jié)和紋理信息，提高模型的質(zhì)量。一致性：在不同時(shí)間或不同位置進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集應(yīng)保持一致性，以便能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)有效地整合到一個(gè)統(tǒng)一的三維模型中。標(biāo)定和校準(zhǔn)：對于掃描儀等設(shè)備，需要進(jìn)行標(biāo)定和校準(zhǔn)，以確保采集到的數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確的尺寸和比例關(guān)系。數(shù)據(jù)格式：采集的數(shù)據(jù)應(yīng)采用合適的文件格式進(jìn)行存儲，以便于后續(xù)的處理和使用。常見的文件格式包括STL、OBJ、3MF等。元數(shù)據(jù)：除了實(shí)際的幾何數(shù)據(jù)外，還應(yīng)采集相關(guān)的元數(shù)據(jù)，如物體的名稱、分類、位置等信息，以便更好地管理和使用模型。實(shí)時(shí)性：在一些應(yīng)用場景中，如實(shí)時(shí)監(jiān)控或?qū)崟r(shí)仿真，數(shù)據(jù)采集需要具有實(shí)時(shí)性，能夠及時(shí)反映物體的狀態(tài)和變化。環(huán)境考慮：在數(shù)據(jù)采集過程中，需要考慮環(huán)境因素的影響，如光照條件、背景干擾等，并采取相應(yīng)的措施來減少這些影響。這些要求可以根據(jù)具體的應(yīng)用場景和項(xiàng)目需求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和補(bǔ)充。數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量和準(zhǔn)確性直接影響到數(shù)字孿生三維模型的質(zhì)量和應(yīng)用效果，因此在數(shù)據(jù)采集階段需要格外注意。建?；疽蠼Ｔ瓌t三維模型應(yīng)能/準(zhǔn)確表達(dá)對象的關(guān)鍵尺寸信息、主要屬性信息，具有可識別性;三維模型應(yīng)滿足健壯性要求，即模型應(yīng)具備穩(wěn)定、健壯的信息表達(dá)，具備在保證設(shè)計(jì)意圖的情況下能夠被正確更新或修改的能力。不應(yīng)有冗余元素或與建模無關(guān)的幾何元素。三維建模應(yīng)考慮數(shù)據(jù)間的鏈接和引用關(guān)系，如:模型的幾何要素、紋理要素、屬性要素、元數(shù)據(jù)和輔助文件之間的邏輯關(guān)系和引用關(guān)系，應(yīng)滿足模型各類信息實(shí)時(shí)更新的需要。由模型表現(xiàn)的幾何要素應(yīng)采用1:1比例建模。三維模型應(yīng)以“毫米”為標(biāo)準(zhǔn)單位。對核電站5厘米以上事物進(jìn)行建模。對于無需紋理的模型，其表達(dá)的對象材質(zhì)相同時(shí)應(yīng)采用同一色值。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或大型關(guān)鍵設(shè)備，可考慮模型分解的需求，按照裝配組件建立其設(shè)備模型。BIM信息數(shù)據(jù)需要確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和一致性。幾何要求三維模型幾何是指構(gòu)成模型的邊形的集合，幾何應(yīng)根據(jù)模型類別展現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)際的外觀或細(xì)節(jié)。每個(gè)設(shè)備部件模型應(yīng)為獨(dú)立的幾何體。幾何體應(yīng)展現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備設(shè)施的外觀和細(xì)節(jié)。幾何體內(nèi)相鄰的點(diǎn)應(yīng)合并。在確保三維模型完整性及精確性的情況下，應(yīng)減少三維模型的點(diǎn)、線、面。不應(yīng)采用鏡像和縮放的方式建模。不應(yīng)有漏面、漏縫、反面、共面、閃爍面和廢點(diǎn)等現(xiàn)象。模型誤差要求模型尺寸、定位、傾斜程度應(yīng)滿足模型誤差要求。精細(xì)模型應(yīng)能提供已配準(zhǔn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以校驗(yàn)其誤差。誤差的校驗(yàn)應(yīng)從設(shè)備內(nèi)部件尺寸、相對位置，設(shè)備間相對位置，設(shè)備與地面的貼合程度三方面進(jìn)行。場景模型優(yōu)化質(zhì)量要求模型簡化：通過減少模型的面數(shù)和點(diǎn)數(shù)，降低模型的復(fù)雜度，提高渲染效率。紋理優(yōu)化：合理使用紋理大小和壓縮技術(shù)，減少紋理數(shù)據(jù)的大小，同時(shí)保證模型的視覺質(zhì)量。法線和切線：正確生成和應(yīng)用法線和切線，以提高光照效果和表面細(xì)節(jié)。LOD（層次細(xì)節(jié)）技術(shù)：根據(jù)不同的距離和視角，使用不同精度的模型，提高渲染性能。模型裝配：對模型進(jìn)行合理的裝配和組織，減少不必要的重疊和交叉，提高模型的可讀性和可維護(hù)性。碰撞檢測：如果需要，為模型添加碰撞檢測功能，確保模型在交互中的正確性和穩(wěn)定性。動(dòng)畫優(yōu)化：對于有動(dòng)畫需求的模型，優(yōu)化動(dòng)畫關(guān)鍵幀、骨骼結(jié)構(gòu)和權(quán)重等，以提高動(dòng)畫的流暢性。數(shù)據(jù)壓縮：采用合適的數(shù)據(jù)壓縮算法，減小模型文件的大小，便于存儲和傳輸。實(shí)時(shí)反射：對于需要實(shí)時(shí)反射的場景，使用適當(dāng)?shù)姆瓷浼夹g(shù)，如屏幕空間反射（SSR）或?qū)崟r(shí)反射探針，提高反射效果的真實(shí)性和性能。性能測試和優(yōu)化：通過性能測試工具和分析方法，評估模型的性能，并針對性地進(jìn)行優(yōu)化。多平臺適應(yīng)性：確保模型在不同的硬件平臺和軟件環(huán)境下都能良好運(yùn)行，進(jìn)行跨平臺的優(yōu)化?？梢暬Ч簝?yōu)化模型的可視化效果，使其更真實(shí)、更清晰，提高用戶體驗(yàn)。

這些優(yōu)化技術(shù)要求可以幫助提高數(shù)字孿生三維模型的性能、質(zhì)量和可維護(hù)性，從而更好地滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。具體的優(yōu)化方法和技術(shù)選擇會根據(jù)項(xiàng)目的具體情況和目標(biāo)而有所不同。質(zhì)量要求完整性要求三維模型構(gòu)成要素?zé)o缺項(xiàng)。各要素不應(yīng)有遺漏，不同類型、不同比例尺數(shù)據(jù)的集成關(guān)系應(yīng)完整正確。三維模型數(shù)據(jù)無冗余。幾何數(shù)據(jù)要求三維數(shù)字模型數(shù)據(jù)的坐楊值(X，Y，Z)應(yīng)與實(shí)際測量值保持一致。模型數(shù)據(jù)各組成部分的相對位置應(yīng)真實(shí)準(zhǔn)確，無錯(cuò)位。屬性數(shù)據(jù)要求三維模型的數(shù)字屬性應(yīng)根據(jù)不同模型類別設(shè)置不同的屬性字段。三維模型屬性中定性的屬性數(shù)據(jù)應(yīng)采用字符、符號表示，定量的屬性數(shù)據(jù)應(yīng)采用數(shù)字形式表示。三維數(shù)字模型的屬性信息描述應(yīng)準(zhǔn)確清晰。時(shí)間數(shù)據(jù)要求應(yīng)按需求定期或及時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，保持?jǐn)?shù)據(jù)的實(shí)效性。元數(shù)據(jù)或要素屬性中應(yīng)包含時(shí)間標(biāo)識，并與模型數(shù)據(jù)保持同步。邏輯一致性要求三維數(shù)字模型數(shù)據(jù)在遵循的概念模式規(guī)則上應(yīng)具有一致性。三維數(shù)字模型數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)格式應(yīng)具有一致性。三維數(shù)字模型數(shù)據(jù)空間位置應(yīng)具有拓?fù)湟恢滦?。?shù)據(jù)更新應(yīng)制定防異物場景數(shù)據(jù)更新機(jī)制，當(dāng)要素發(fā)生變化時(shí)，及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。根據(jù)數(shù)據(jù)源不同，可基于工程測量、激光掃描等技術(shù)方法進(jìn)行各專項(xiàng)數(shù)據(jù)更新。在數(shù)據(jù)更新過程中，應(yīng)保持場景數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)的一致性，并做好歷史數(shù)據(jù)的備份工作，數(shù)據(jù)更新要求如下：場景數(shù)據(jù)更新。當(dāng)采用要素更新時(shí)，應(yīng)保證更新后的數(shù)據(jù)與周邊數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系正確；當(dāng)采用區(qū)域更新時(shí)，應(yīng)保證更新后的數(shù)據(jù)與周邊數(shù)據(jù)的無縫接邊。屬性數(shù)據(jù)更新。可依據(jù)變化及時(shí)修改、刪除或添加變化的數(shù)據(jù)項(xiàng)，更新屬性數(shù)據(jù)庫。元數(shù)據(jù)更新。應(yīng)與模型數(shù)據(jù)更新同步進(jìn)行（元數(shù)據(jù)指的是描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，主要是描述數(shù)據(jù)屬性的信息，用來支持如指示存儲位置、歷史數(shù)據(jù)、文件記錄等功能。）。數(shù)據(jù)更新同步移交的資料宜采用通用性較好的格式，建議采用的格式如表5所示。模型移交文件格式文件文件可用格式資