一种基于云架构的核电厂风险监测系统及监测方法

摘要

本发明公开了一种基于云架构的核电厂风险监测系统及监测方法，该系统包含八大功能模块。系统基于云平台进行架构，将核电厂的闲置物理机通过互联网构建虚拟机集群，该系统可以进行故障节点的自动迁移，从而确保其可靠稳定连续运行；同时又可以利用云计算和分布式计算结合的优点，可以解决使用风险监测系统的维修计划管理模块进行大规模维修计划时根据维修计划的状态点数目动态分配计算资源，从而在解决计算速度过慢不能满足实际生产管理需求的问题同时最大程度节约计算资源。

主权项

一种基于云架构的核电厂风险监测系统，其特征在于系统由以下模块组成:配置状态信息维护模块、维修计划管理模块、离线风险分析模块、系统配置管理模块、风险信息查询模块、实时风险计算引擎模块、计算资源管理模块、风险监测系统数据库；根据不同的模块对计算资源的需求不同分配不同性能的虚拟机；配置状态信息维护模块：管理核电厂当前配置状态，计算该配置状态下核电厂的风险水平、设备重要度和允许配置时间，为核电厂的运行管理提供指导；所有核电厂配置状态信息由运行人员输入该模块，包括环境因子变化、运行备用列切换和设备停役复役；经过解析配置状态信息后，按照<时间值，状态信息>键值对以一对多的映射方式保存至风险监测系统数据库中，同时将这些信息转换为概率安全评价(PSA)计算所需要的信息后，调用实时风险计算引擎进行计算得到堆芯损伤频率值、设备重要度以及人因始发的贡献份额信息，并以文本和图形的方式输出至用户界面；维修计划管理模块：管理电厂的维修计划，评估维修计划的风险水平，支持多个维修计划的比较、规避维修时风险阈值的出现；由计划人员通过此模块制定维修计划，也可以直接由核电厂的维修计划管理系统导入计划，将维修计划以<名称，状态点>键值对以一对多的映射方式保存至风险监测系统数据库中，将状态点以<状态点，核电厂配置>键值对以一对多的映射方式保存至风险监测系统数据库中，获取维修计划各状态点的配置信息转换为PSA计算所需要的信息，调用实时风险计算引擎计算各状态点的风险值信息；离线风险分析模块：供风险分析人员进行假定电厂状态下的风险试算，提供风险准则设置功能；PSA专业分析人员向该模块输入假定核电厂配置状态，选择计算方法，将假定的核电厂配置状态转换为PSA计算所需要的信息，根据选择的计算方法调用实时风险计算引擎计算假定核电厂配置状态下的风险值信息；系统配置管理模块：供系统管理员管理用户角色、权限，系统日志；此模块不需要高性能虚拟机；该模块将用户信息和权限保存至风险监测系统数据库中，用户在登录系统时根据其拥有的权限自动挂载功能模块；风险信息查询模块：提供对电厂运行日志、风险水平和未来风险变化趋势查询；此模块不需要高性能虚拟机；该模块从风险监测系统数据库中获取核电厂历史运行状态和风险信息用于显示其运行日志与风险日志，获取发布的维修计划及其风险信息用于指示未来风险变化趋势；计算资源管理模块：支持云平台下的硬件计算资源管理，云平台资源管理与调度，云平台性能监控；用户登录系统时，根据其请求功能，由该模块为其提供虚拟机作为服务器进行计算；风险监测系统数据库，接收来自配置状态信息维护模块、维修计划管理模块的数据，用于存储核电厂的PSA模型，核电厂配置状态信息与PSA信息间的对应关系，核电厂运行历史及风险信息，当前配置状态信息以及核电厂的维修计划信息；所述实时风险计算引擎模块的具体实现过程如下：(1)割集法计算引擎步骤11.通过房形事件取值查找到对应的割集方程文件；步骤12.查找割集文件是否存在，若存在则进行下一步，不存在则调用重解法计算核心，生成此状态下割集文件；步骤13.读入割集文件中的割集和基本事件及其概率，生成ZBDD结构；步骤14.导入停役部件对应的基本事件，并根据停役事件对ZBDD树进行删除、化简与吸收操作；步骤15.将ZBDD树转换为最小割集；步骤16.根据最小割集及概率值计算CDF值；(2)重解法计算引擎步骤21.导入故障树结构，对故障树进行规范化处理，将非规范逻辑门或事件等效变换为规范化的逻辑门或事件，此时故障树结构中仅含“与”“或”“非”三种逻辑门、基本事件和结果事件；步骤22.对故障树进行化简、模块化、删除停役事件处理，以减小故障树规模；步骤23.将处理完的故障树结构根据零压缩二元决策图运算规则转换为ZBDD结构；步骤24.将ZBDD结构按照布尔代数规则进行化简和吸收操作，形成最简ZBDD结构；步骤25.将ZBDD结构转换为最小割集，至此对该故障树的定性分析完成；步骤26.将最小割集按照互斥恢复规则进行处理，在最小割集中添加进一步的事故缓解措施失效的基本事件以及排除核电站实际状态中不可能出现的割集；步骤27.基于处理后的最小割集，计算顶事件失效概率；步骤28.将最小割集及顶事件失效概率保存至结构文件中，完成计算。