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基于生物启发神经网络的核辐射场区全覆盖路径规划
被引量：
1
1
作者
罗昭锦
刘程峰
+6 位作者
贾文宝
单卿
史潮
张建东
黑大千
张晓军
凌永生
《辐射研究与辐射工艺学报》
CAS
CSCD
2024年第1期85-98,共14页
核辐射场区全覆盖路径规划对于辐射环境下区域作业者的辐射安全有重要意义。本研究基于生物启发神经网络算法,提出一种进行辐射剂量最优控制的全覆盖路径规划算法。首先,利用福岛核电站部分地形以及蒙特卡罗粒子输运程序分别构建模拟核...
核辐射场区全覆盖路径规划对于辐射环境下区域作业者的辐射安全有重要意义。本研究基于生物启发神经网络算法,提出一种进行辐射剂量最优控制的全覆盖路径规划算法。首先,利用福岛核电站部分地形以及蒙特卡罗粒子输运程序分别构建模拟核辐射场区的障碍物分布和辐射剂量场,然后,采用Python语言进行算法仿真试验,模拟核辐射场区的每一个栅格定义为一个神经元,建立起生物启发神经网络,将栅格剂量率与神经元活性耦合实现路径规划的辐射剂量最优控制,分别采用单个、4个和8个移动单元进行仿真试验。结果表明:单个移动单元的规划路径在实现100%覆盖率,4%覆盖重复率的同时,能够优先覆盖低剂量区,延后覆盖高剂量区,实现了过程剂量和累积剂量的最优控制。为提高全覆盖的时间效率和获得更低的单体累积剂量,对算法进行多单元协同搜索的改进,结果表明:4单元和8单元仿真的覆盖重复率分别为5.72%和6.29%,1单元、4单元和8单元仿真完成全覆盖时间分别为30 min、9 min和4 min,时间效率成倍提高;最大单体累积剂量分别为4.11×10^(-3)mSv、1.28×10^(-3)mSv和0.85×10^(-3)mSv,也在显著降低。本文提出的算法能实现过程剂量和累积剂量最优控制的全覆盖路径规划,另外算法可以协同规划多单元路径,显著降低单体累积剂量,对辐射环境下区域作业的辐射防护有重要意义。
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关键词
生物启发神经网络
核辐射场区
全覆盖路径规划
多单元协同
剂量控制
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职称材料
题名
基于生物启发神经网络的核辐射场区全覆盖路径规划
被引量：
1
1
作者
罗昭锦
刘程峰
贾文宝
单卿
史潮
张建东
黑大千
张晓军
凌永生
机构
南京航空航天大学核分析技术研究所
江苏省高校放射医学协同创新中心
兰州大学核科学与技术学院
苏州冠锐信息科技有限公司
出处
《辐射研究与辐射工艺学报》
CAS
CSCD
2024年第1期85-98,共14页
基金
南京航空航天大学研究生科研与实践创新计划(xcxjh20230620)
江苏高校优势学科建设工程项目(苏政办发[2014]37号)。
文摘
核辐射场区全覆盖路径规划对于辐射环境下区域作业者的辐射安全有重要意义。本研究基于生物启发神经网络算法,提出一种进行辐射剂量最优控制的全覆盖路径规划算法。首先,利用福岛核电站部分地形以及蒙特卡罗粒子输运程序分别构建模拟核辐射场区的障碍物分布和辐射剂量场,然后,采用Python语言进行算法仿真试验,模拟核辐射场区的每一个栅格定义为一个神经元,建立起生物启发神经网络,将栅格剂量率与神经元活性耦合实现路径规划的辐射剂量最优控制,分别采用单个、4个和8个移动单元进行仿真试验。结果表明:单个移动单元的规划路径在实现100%覆盖率,4%覆盖重复率的同时,能够优先覆盖低剂量区,延后覆盖高剂量区,实现了过程剂量和累积剂量的最优控制。为提高全覆盖的时间效率和获得更低的单体累积剂量,对算法进行多单元协同搜索的改进,结果表明:4单元和8单元仿真的覆盖重复率分别为5.72%和6.29%,1单元、4单元和8单元仿真完成全覆盖时间分别为30 min、9 min和4 min,时间效率成倍提高;最大单体累积剂量分别为4.11×10^(-3)mSv、1.28×10^(-3)mSv和0.85×10^(-3)mSv,也在显著降低。本文提出的算法能实现过程剂量和累积剂量最优控制的全覆盖路径规划,另外算法可以协同规划多单元路径,显著降低单体累积剂量,对辐射环境下区域作业的辐射防护有重要意义。
关键词
生物启发神经网络
核辐射场区
全覆盖路径规划
多单元协同
剂量控制
Keywords
Bio-inspired neural network
Nuclear radiation field
Complete coverage path planning
Multi-unit collaboration
Dose control
分类号
TL7 [核科学技术—辐射防护及环境保护]
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于生物启发神经网络的核辐射场区全覆盖路径规划
罗昭锦
刘程峰
贾文宝
单卿
史潮
张建东
黑大千
张晓军
凌永生
《辐射研究与辐射工艺学报》
CAS
CSCD
2024
1
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