核电站计算机应急辅助决策系统设计

时间:2010-07-28来源:网络

(3)应急任务单发放
应急决策系统为每个应急人员设定用户名和权限,当发生报警并进入应急状态时,系统根据应急行动计划的规定自动或手工给每个应急人员发送任务单。相应的应急人员使用自己的用户名登录系统自动获取任务单。当应急状态变化时,应急指令也应相应地变化。
(4)应急资料查询
应急人员可以通过系统快速查询到所需的机组画面、应急指南等各种资料,从而根据这些资料和程序进行有效的响应;给每个应急指挥人员作一个简洁的应急响应指南,以便于在最短的时间内查询相关的资料和文件,做出快速有效的指挥和响应。
(5)应急文件流转
应急系统的一个重要作用就是要实现应急过程报告、报表的电子化,提高应急过程的工作效率。
文件的发起人指定了流转顺序,每一个处于流转环节的应急人员分别处理自己的部分,在加盖电子签章后,流转到下一部分或退回给上一个环节,每个人员可以随时查看文件当前所处位置、处理状态以及各个历时版本,最大限度地保证文档处理及时、准确。
(6)电子签名功能
系统集成电子签名功能。在核应急情况下,有些专业组与应急指挥室不在同一物理地点,报告由网络传递,通过电子签名功能可以实现报告的起草、审核、批准的流转传递,并确保文件不被修改。
(7)文件拟制签字功能
应急决策系统根据不同的事件依据应急计划预先制定相关的应急报告和文件,系统通过Microsoft Excel实现相关的应急报告,应急人员在需要的时候可以登录系统,手动调出相应的报告和文件(如初始通知、后续通知),通过指定时间系统可以自动地在报告中添加该时间机组、气象、环境等参数数值,方便应急人员快速准确地生成报告。系统集成文件电子签名功能,电子签名与手写签名有同样的法律效力和不可更改功能。
系统配备专门的动态数据定义组态平台,将实时/历史数据库获得数据转移到 Excel中,从而利用 Excel 强大的分析和数据处理能力。报表打印包括自动打印和请求打印两种。自动打印是由报表组态工具定义报表格式和事件触发功能块定义报表打印时间的报表,可以按周期触发或按事件触发来启动自动打印;请求打印则由应急人员触发打印功能。
(8)应急信息显示、绘图功能
应急辅助决策系统提供数字地图、应急计划区、主要应急设施、各应急集合点、应急撤离路线、气象与环境监测设施、医疗救护设施、消防设施等应急相关图纸的查询和显示。
系统提供交互式电子白板,计算机画面(地图)内容通过投影机投影在白板上,计算机与电子白板通过网线建立连接,应急人员在电子白板上手绘应急撤离路线等内容,会自动体现到计算机相应的文件中,实现系统的绘图功能。
1.4 应急演习功能
在核电站实际运行过程中,可能直到退役也不会出现真的事故,而应急人员应当可以随时熟悉应急流程,以便在事故情况下快速实施,因此,应急演习功能就是应急系统最重要的功能之一。
为了达到高仿真,应急系统要求能够接收机组模拟数据,并且可以自定义气象、环境、KKK、辐射监测等信息,并通过对模拟数据的判断,启动相应的应急响应流程,同时系统还应该在没有模拟数据的情况下,直接启动应急响应演习,以方便应急人员练习。
系统提供事故工况画面和演习工况画面,在事故工况下系统显示数据为真实的机组工况数据、气象数据、厂区出入监督系统数据、控制区出入检测系统数据;在模拟工况下(应急演习)系统显示的机组数据从模拟机获取,气象数据、厂区出入监督系统数据、控制区出入检测系统数据根据应急情景编制,通过文本文件输入到应急决策系统。
2 系统技术分析
由于各种原因,国内现役及在建的核电站所用仪控系统各有不同,甚至同一电站不同机组所用的仪控系统也不相同,再加上种类繁多的专家系统,应急系统与其进行数据交换时,往往需要同时面对Modbus、TCP、OPC以及各种自定义的通信协议,而对外部传输的参数也可能随着情况而变化,这就要求数据通信功能在保证稳定性、准确性的同时,还要具有最大的兼容性。
系统提供的辅助决策功能同样不能太过僵化。当机组传入的参数发生变化时,系统应该能够通过简单的修改即可支持这种变化,同样,当要监视的报警信息增加或者减少时,系统也应当只需进行简单修改。
应急响应支持的功能平时并不运行,只是在演习或者事故发生时才启用,因此,其关注的重点应当是在易用性上,对稳定性的要求则没有数据通信功能高。
此外,上述3个功能都应当支持应急演习功能,也就是既要能保证演习数据与真实数据的处理方式相同,同时还要将两者在记录时加以区分,以保证查询时不会混淆。3个功能的特点分析如表1所示。


综上可以看出,由于使用人员以及运行情况的不同,数据通信和辅助判断部分更强调稳定性和准确性,而应急响应支持部分则更偏重易用性,应急演习功能则贯穿于整个系统。
3 设计方案
3.1 体系结构

应急系统在核电站中往往部署在专网中,以保证事故情况下应急系统能够独立运行。系统如果采用单一的C/S或者B/S结构,很可能为了满足某一部分的功能而造成大幅增加软件复杂度的情况。因此,这里采用C/S和B/S的混合结构来实现系统,从而合理利用两种方式的优点[4]。
应急系统体系结构如图2所示,系统中共部署3台服务器,其中1台为C/S结构中的通信服务器,1台是B/S结构中的Web服务器,还有1台作为数据服务器,里面安装有微软SQL2005数据库,用于存储通信服务器以及Web服务器的数据。通信服务器和Web服务器通过数据服务器进行数据交换。

系统中的设备通过核心交换机连接。应急系统客户端可以部署在厂区的各个位置,如果需要实时监视数据,并且对过程进行控制,则需要安装C/S的客户端,否则直接通过浏览器访问Web服务器即可实现浏览功能。
系统通过网关与外部通信系统相连接。各种不同格式的数据在经过网关处理后,转换为通信服务器能够识别的格式,并传入通信服务器,通信服务器对其进行分析,如果有报警或者应急状态的变化,则通过HMI部分显示出来。并实时地将数据存入数据服务器,供Web服务器和专家系统使用。
各个专家系统通过交换机直接连接数据服务器,获取各自所需要的数据,经过分析处理后,再将结果保存到数据服务器,供客户端查看。
最后,应急系统通过防火墙和路由器,定时将数据传输到外部的应急中心。
3.2 软件结构设计
如图3所示,应急决策系统软件体系结构分为数据接入、数据处理层、数据应用3个层次,该系统适用于数据采集显示、数据存储、工艺流程模拟、趋势分析,应急辅助判断、应急资料查询、应急演习数据模拟等功能。

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关键词: 核电站 辅助决策 计算机 系统设计

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