关键词：4D可视化理论；核电站；管道安装；应用
引言
核电站的安装工程是一个复杂的、综合性很强的系统工程，具有工艺系统多、施工技术复杂、质量控制严、安全等级高、检查和实验手段特殊、核级设备和大件吊装多等特点。核电安装工艺系统多体现在包括机械、管道、电气、仪表、通风、保温等专业。其中管道专业涉及到核级和非核级的不同规格管道、阀门、在线部件和管道支架的现场安装。将4D可视化技术与传统的核电管道安装管理要素相结合，建立可视化的核电管道安装管理平台具有重大深远的意义。
14D可视化理论概念界定
4D可视化理论是基于4Dimension(简称4D)模型的计算机辅助设计技术。这里所讲的4D可视化是在3D模型概念的基础之上、通过融入时间因素，将模型实体的形成过程以动态的3D方式表现出来。4D模型不仅是一种可视的媒介，使用户看到模型实体变化过程的图形模拟，而且能够对整个模型变化过程进行优化和控制。4D技术的研究与发展为工程项目的可视化管理从技术层面提供了新的方法和手段，是构建建筑工程可视化项目管理系统的技术基础。4D-CAD作为一种动态的可视化技术，最早是由斯坦福大学C工FE(Centerfo:工ntegratedFacilityEngineering)研究中心于一九九六年提出的。4D可视化技术在为用户提供可视媒介的同时，能够提供一种对工程项目全寿命周期的进度、成本、资源、安全以及运维等进行优化和控制的直观可视的方法。
2核电管道安装的特点分析
在核电建设工程中的管道安装工程具有周期长、系统复杂、环境清洁度要求高、安装精度要求高、核电标准高特征，因此，相对而言比较复杂，因而在管理方面，也相应会有更高的要求；因而通过对可视化理论的实际应用，就要可以使工程实体中的设备、构筑物、支架等在施工方面，通过三维模型清晰展现，并且通过将这些基础性的资源与材料、设备运用于设计、采购、施工、调试、运维的流程之中，这种将工程实体的使用者、工程实体进行结合后的立体模型显示，能够让设计目标、设计流程、安装过程，统一于一个总的管理目标之下，通过这个体系化的可视化、数据化、图像化，达到对安装工程的施工前评估，以及施工中的管理、监督、控制等。具体来看，根据管道安装的特点，在其安装管理设计中，实现可视化就需要建立设计信息流程，如图纸文件登记与分发，文件接收与图纸信息采集，主任工程师-图纸审核，材料预留；若在审核中不符合要求，则需要进行重新设计；在信息采集方面，包括信息录入、删除、预制图生成安装图；在审核方面，要对等轴图进行重点审核，完成后需要进行优化升版、信息复制与统计，以及焊缝纠错处理等；待一切完成后，只需要按部就班的做好施工准备就可以进行具体施工。可视化理论在核电站管道安装中的具体应用，将复杂的安装工程通过信息化的处理手段，使其可以在施工的各个阶段，能够精准、明确的开展各项工作，并且能够满足周期长的施工管理要求，尤其是针对其各方面的高标准，可以实现每个细节的监督、指标检测与控制，因此，提升了管道安装的整体水准。
3核电管道安装的特殊性
核电站的管道安装与施工行业其它领域的管道安装有很大的不同，从行业来看，核电站对管道材质、压力、保温、防腐等方面的要求要高于其它建筑施工行业。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆就管材而言，核反应堆使用的核燃料带有很强的辐射性，核泄漏一旦发生，将会对当地的生态环境产生毁灭性的打击。因此核电站对核岛有着严格的安全要求。核电站所使用的管道的材质，根据安全等级划分为核级与非核级，核级材料又划分为核一级、核二级和核三级。另外，在生产制造过程中也有严格的质保要求。通常情况下，核岛一回路管道为核级材料，其中用于一回路冷却系统的所有承压边界设备和管道均属于核一级材料，部分蒸汽输送管道为核二级和核三级材料;常规岛的二回路系统管道均为非核级材料。核电站主管道是连接反应堆压力容器和蒸汽发生器的大型厚壁管道，是核电蒸汽供应系统输出堆芯热能的“大动脉”，是核电站的一级关键部件之一。
4基于4D可视化理论的核电站管道安装管理系统的总体框架
设计时将兼顾工程管理与决策的实际需要和4D系统软件平台本身的结构特点，采用层次模型法进行开发，将模型分为4个层次，即应用层、任务层、功能层和物理层具体如下：（1）应用层:这一层主要面向用户，包括用户界面、问题的表达及问题的求解过程；（2）任务层:接受用户的要求，执行一定的操作并向用户输出结果，包括问题推理层和适应层，用户可以通过菜单在任务层上与系统交互；（3）功能层:显示为实现任务层应有的功能性子系统，包括对话系统、数据库及其管理系统，模型库及其管理系统；（4）物理层:指的是计算机技术，主要为系统硬件与软件。例如，为实现可视化管理系统部分功能所需要的硬件配置。
5可视化带来效益
（1）通过可视化的理论应用，形成了新型的管理安装管理系统，通过对数据信息的采集，实现了一体化、智能化的管理；通过该系统的构建，在实际的施工管理中，从管理模式、方法、形式上有了很大的改善；比如，对众多管道进行了信息标准化处理之后，在类型、指标、对应的安装位置、检查等可实现全面管理；再如，在管理安装中的各流程中，都有对应的数据指标，形成了两个路径，一个属于仿真性的模拟，一个属于实际安装，通过比对，能够提高安装水平，为整体工程提供重要保障；另一方面，在这种信息化的管理系统中，管理者的职能更为明确，任何一个环节出现问题，都可以及时的反馈，而且，能够在预防为主的原则下，进行提前评估，减少了安装风险。（2）在安全、利润得到提高的同时，降低了核泄露的风险，带来了社会效益；也更好地为核电运行打下了坚实基础，从而达到了技术革新、管理完善的目标，成就了核电管道安装的智能化，将其带入了一个全新的领域；另一方面，在管道安装安全施工技术控制要点方面，可以为设备的安全检查、定期保养，从而有效的减少因为设备安装错误问题、保养不到位问题等造成的核泄露事故；另一方面，在具体的施工中，在选择型号对应的设备、管道型号、安装方法、配套部件等各个方面，能够对施工环境有一个整体上的认识、分析，从而在开展施工中，充分考虑环境的实际情况，增强了施工的针对性，能够采用有效的防患措施，以减少潜在的安全隐患，避免安装中的安全事故的发生。
结语
管道安装在核电站安装施工中至关重要，4D可视化技术为核电站安装施工管理插上技术腾飞的翅膀，极大地提高了核电站安装施工的信息化、标准化、规范化水平，极大地提升了核电建设安装企业的核心竞争力。
参考文献
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[5]李鹏.4D可视化理论在核电站管道安装中的应用研究[D].南华大学，2016.
论文作者:刘道军
论文发表刊物:《中国电业》2019年17期
论文发表时间:2019/12/17
标签：核电论文; 核电站论文; 管道论文; 管道安装论文; 管理系统论文; 模型论文; 系统论文; 《中国电业》2019年17期论文;