Virtual planning of operations in hazardous environment

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Le tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la sci Le tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la sci enza enza Virtual planning of operations in hazardous environment Massimo Sepielli Servizio di Calcolo e Modellistica ENEA Casaccia [email protected] Giovedì della Cultura Scientifica, Casaccia 9.7.2004

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Le tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la sciLe tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la scienzaenza

Virtual planning of operations in hazardous environment

Massimo SepielliServizio di Calcolo e Modellistica

ENEA Casaccia

[email protected]

Giovedì della Cultura Scientifica, Casaccia 9.7.2004

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Le tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la sciLe tecnologie visuali: uno strumento per la ricerca e per la scienzaenzaPianificazione virtuale di operazioni in ambienti ostili

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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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

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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-explaining

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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 minimisationPlanning and administration of the decommissioning work process under radiation environmentMore accurate evaluation of dismantling labourVisualisation of radiation and dismantling tasksDynamic evaluation of radiation exposure doseStaff training before dismantlingPublic acceptance

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Virtual Reality (VR)

Why VR?Intuitive visualisation of the processRapid prototyping of possible solutionsInteractive 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-DOSEGiovedì della Cultura Scientifica, Casaccia 9.7.2004

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Concept3D CAD Data Visualisation Image

of Radiation Dose Rate

Image of Scenario Editor

Calculation of Labour and

Exposure Dose

Work and Dose Rate Visualisation

3D-CAD Data(VRML2.0)

Editor of Work Scenario and

Radiation Dose Rate (JAVA)

Radiation Dose Rate Data Base

Work Scenario Data Base

Output

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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 SelectionGiovedì della Cultura Scientifica, Casaccia 9.7.2004

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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 tasksbelongs to a manikin.

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The Dose-Rate of a Work Task

In the scenario recording, routeswith markers of positions and duration at each position aregenerated.

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 TorchGiovedì della Cultura Scientifica, Casaccia 9.7.2004

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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 EvaluationsWe 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 ResearchApplication to Plutonium plant decommissioning.

Application to RadwasteRepository Project and Public awareness

Application to Tunnel Rescue emergency operation

Augmented realityWearable equipment (computer, head mounted display)Radiation (thermal) visualisationMobile connection (GSM) for real-time data display such as

temperature, humidity, windPath optimisation

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