核電站計算機應急輔助決策系統設計
(3)應急任務單發(fā)放
應急決策系統為每個應急人員設定用戶名和權限,當發(fā)生報警并進入應急狀態(tài)時,系統根據應急行動計劃的規(guī)定自動或手工給每個應急人員發(fā)送任務單。相應的應急人員使用自己的用戶名登錄系統自動獲取任務單。當應急狀態(tài)變化時,應急指令也應相應地變化。
(4)應急資料查詢
應急人員可以通過系統快速查詢到所需的機組畫面、應急指南等各種資料,從而根據這些資料和程序進行有效的響應;給每個應急指揮人員作一個簡潔的應急響應指南,以便于在最短的時間內查詢相關的資料和文件,做出快速有效的指揮和響應。
(5)應急文件流轉
應急系統的一個重要作用就是要實現應急過程報告、報表的電子化,提高應急過程的工作效率。
文件的發(fā)起人指定了流轉順序,每一個處于流轉環(huán)節(jié)的應急人員分別處理自己的部分,在加蓋電子簽章后,流轉到下一部分或退回給上一個環(huán)節(jié),每個人員可以隨時查看文件當前所處位置、處理狀態(tài)以及各個歷時版本,最大限度地保證文檔處理及時、準確。
(6)電子簽名功能
系統集成電子簽名功能。在核應急情況下,有些專業(yè)組與應急指揮室不在同一物理地點,報告由網絡傳遞,通過電子簽名功能可以實現報告的起草、審核、批準的流轉傳遞,并確保文件不被修改。
(7)文件擬制簽字功能
應急決策系統根據不同的事件依據應急計劃預先制定相關的應急報告和文件,系統通過Microsoft Excel實現相關的應急報告,應急人員在需要的時候可以登錄系統,手動調出相應的報告和文件(如初始通知、后續(xù)通知),通過指定時間系統可以自動地在報告中添加該時間機組、氣象、環(huán)境等參數數值,方便應急人員快速準確地生成報告。系統集成文件電子簽名功能,電子簽名與手寫簽名有同樣的法律效力和不可更改功能。
系統配備專門的動態(tài)數據定義組態(tài)平臺,將實時/歷史數據庫獲得數據轉移到 Excel中,從而利用 Excel 強大的分析和數據處理能力。報表打印包括自動打印和請求打印兩種。自動打印是由報表組態(tài)工具定義報表格式和事件觸發(fā)功能塊定義報表打印時間的報表,可以按周期觸發(fā)或按事件觸發(fā)來啟動自動打?。徽埱蟠蛴t由應急人員觸發(fā)打印功能。
(8)應急信息顯示、繪圖功能
應急輔助決策系統提供數字地圖、應急計劃區(qū)、主要應急設施、各應急集合點、應急撤離路線、氣象與環(huán)境監(jiān)測設施、醫(yī)療救護設施、消防設施等應急相關圖紙的查詢和顯示。
系統提供交互式電子白板,計算機畫面(地圖)內容通過投影機投影在白板上,計算機與電子白板通過網線建立連接,應急人員在電子白板上手繪應急撤離路線等內容,會自動體現到計算機相應的文件中,實現系統的繪圖功能。
1.4 應急演習功能
在核電站實際運行過程中,可能直到退役也不會出現真的事故,而應急人員應當可以隨時熟悉應急流程,以便在事故情況下快速實施,因此,應急演習功能就是應急系統最重要的功能之一。
為了達到高仿真,應急系統要求能夠接收機組模擬數據,并且可以自定義氣象、環(huán)境、KKK、輻射監(jiān)測等信息,并通過對模擬數據的判斷,啟動相應的應急響應流程,同時系統還應該在沒有模擬數據的情況下,直接啟動應急響應演習,以方便應急人員練習。
系統提供事故工況畫面和演習工況畫面,在事故工況下系統顯示數據為真實的機組工況數據、氣象數據、廠區(qū)出入監(jiān)督系統數據、控制區(qū)出入檢測系統數據;在模擬工況下(應急演習)系統顯示的機組數據從模擬機獲取,氣象數據、廠區(qū)出入監(jiān)督系統數據、控制區(qū)出入檢測系統數據根據應急情景編制,通過文本文件輸入到應急決策系統。
2 系統技術分析
由于各種原因,國內現役及在建的核電站所用儀控系統各有不同,甚至同一電站不同機組所用的儀控系統也不相同,再加上種類繁多的專家系統,應急系統與其進行數據交換時,往往需要同時面對Modbus、TCP、OPC以及各種自定義的通信協議,而對外部傳輸的參數也可能隨著情況而變化,這就要求數據通信功能在保證穩(wěn)定性、準確性的同時,還要具有最大的兼容性。
系統提供的輔助決策功能同樣不能太過僵化。當機組傳入的參數發(fā)生變化時,系統應該能夠通過簡單的修改即可支持這種變化,同樣,當要監(jiān)視的報警信息增加或者減少時,系統也應當只需進行簡單修改。
應急響應支持的功能平時并不運行,只是在演習或者事故發(fā)生時才啟用,因此,其關注的重點應當是在易用性上,對穩(wěn)定性的要求則沒有數據通信功能高。
此外,上述3個功能都應當支持應急演習功能,也就是既要能保證演習數據與真實數據的處理方式相同,同時還要將兩者在記錄時加以區(qū)分,以保證查詢時不會混淆。3個功能的特點分析如表1所示。本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202524.htm
綜上可以看出,由于使用人員以及運行情況的不同,數據通信和輔助判斷部分更強調穩(wěn)定性和準確性,而應急響應支持部分則更偏重易用性,應急演習功能則貫穿于整個系統。
3 設計方案
3.1 體系結構
應急系統在核電站中往往部署在專網中,以保證事故情況下應急系統能夠獨立運行。系統如果采用單一的C/S或者B/S結構,很可能為了滿足某一部分的功能而造成大幅增加軟件復雜度的情況。因此,這里采用C/S和B/S的混合結構來實現系統,從而合理利用兩種方式的優(yōu)點[4]。
應急系統體系結構如圖2所示,系統中共部署3臺服務器,其中1臺為C/S結構中的通信服務器,1臺是B/S結構中的Web服務器,還有1臺作為數據服務器,里面安裝有微軟SQL2005數據庫,用于存儲通信服務器以及Web服務器的數據。通信服務器和Web服務器通過數據服務器進行數據交換。
系統中的設備通過核心交換機連接。應急系統客戶端可以部署在廠區(qū)的各個位置,如果需要實時監(jiān)視數據,并且對過程進行控制,則需要安裝C/S的客戶端,否則直接通過瀏覽器訪問Web服務器即可實現瀏覽功能。
系統通過網關與外部通信系統相連接。各種不同格式的數據在經過網關處理后,轉換為通信服務器能夠識別的格式,并傳入通信服務器,通信服務器對其進行分析,如果有報警或者應急狀態(tài)的變化,則通過HMI部分顯示出來。并實時地將數據存入數據服務器,供Web服務器和專家系統使用。
各個專家系統通過交換機直接連接數據服務器,獲取各自所需要的數據,經過分析處理后,再將結果保存到數據服務器,供客戶端查看。
最后,應急系統通過防火墻和路由器,定時將數據傳輸到外部的應急中心。
3.2 軟件結構設計
如圖3所示,應急決策系統軟件體系結構分為數據接入、數據處理層、數據應用3個層次,該系統適用于數據采集顯示、數據存儲、工藝流程模擬、趨勢分析,應急輔助判斷、應急資料查詢、應急演習數據模擬等功能。
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