CN103400050A - 一种多人协同的核反应堆风险确定方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多人协同的核反应堆风险确定方法及系统，通过客户端获取多个用户的身份标识以及待协同构建的故障树部分，根据这些信息获取设定权限的许可证，根据这些许可证对所述待协同构建的故障树部分进行操作处理，处理完毕后求解故障树的最小割集和顶事件失效概率，即核反应堆系统的失效模式和失效概率。实现该方法的系统包括：故障树分解模块、信息获取模块、许可证模块、操作执行模块、故障树合成模块、故障树分析模块。本发明通过减少了协同建模过程中的数据传输量，提高了多个用户之间的协同效率；基于许可证的访问控制机制，最大程度提高了用户协同的并发度并保障了数据的一致性，提高了协同的安全性。

Description

一种多人协同的核反应堆风险确定方法及系统

技术领域

本发明涉及核反应堆系统安全与可靠性分析领域，特别涉及一种多人协同的核反应堆风险确定方法及系统。

背景技术

故障树分析是进行核反应堆安全与可靠性分析的最主要方法之一，核反应堆系统故障树建模是故障树分析的基础。

传统的核反应堆故障树建模方法是手工建模，包括建模、校对、调试等工作。由于核反应堆系统一般都非常复杂，其故障树模型往往不是一个人能够完成的，不同的系统需要精通该领域专业的专家独立完成建模，不同专家建立的模型在后期集成过程中往往会出现很多原来独立建模过程中没有考虑到的问题，需要花费大量时间在后期的模型校验过程中。此外，故障树建模人员的高强度劳动还可能影响建模的准确性，进而影响系统安全与可靠性分析的精度甚至正确性。通常情况下，完成一个完整核反应堆系统的故障树建模，至少需要3～5年的时间。

在计算机辅助建模技术出现之后，尽管工作效率有所提升，但是目前国内外常用的故障树建模软件大多是单机版，难以实现多用户对同一个系统进行协同建模。这是由于：第一，故障树是一个有向无环图，逻辑门的输入事件是构成其输出事件的原因，这种特点使得父亲节点与孩子节点之间存在强关联性，不便于拆分成独立单元，寻找一种适用于故障树结构的协同模式是一个难点问题；第二，核反应堆系统的复杂性要求很多不同领域专家协同工作，这些由不同领域专家所建模型在合并过程中很容易出现逻辑不一致甚至冲突的情况，一种安全的协同访问控制机制是另一个难点问题。上述难点问题阻碍了计算机协同建模与仿真技术在故障树建模中的应用，目前也没有相应的成熟技术能够很好的解决这些问题。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有单人串行的核反应堆系统安全分析技术的不足，发明了一种多人协同的核反应堆风险确定方法及系统，提高了大型复杂的核反应堆系统故障树的构建速度，从而缩短了核反应堆系统风险确定的周期，能够在较短的时间内帮助提高核反应堆系统的安全性与可靠性。

本发明的技术方案如下：一种多人协同的核反应堆风险确定方法，实现步骤如下：

(1)将一颗核反应堆系统故障树分解成一组故障树原子结构，从而便于将用户对故障树的操作映射为对相应的故障树原子结构的操作，分解过程从故障树顶门开始，将顶门的输入及输出作为第一个原子结构，再获取该原子结构的所有下层原子结构，依此类推，直到无法继续获取下层原子结构为止；

(2)通过客户端获取多个用户的身份标识以及待协同构建的核反应堆系统故障树部分，首先记录用户登录系统时使用的身份标识，包括用户名、密码、客户端IP地址；然后将该用户对故障树的操作映射为对相应的故障树原子结构的操作，并记录操作时间；最后将第一步获取的用户的身份标识和第二步获取的对故障树原子结构的操作从客户端传送到服务器端；

(3)根据信息获取模块所获得的多个用户标识以及各用户对故障树原子结构的操作列表、操作时间进行合法性检查和排序，确定操作的合法性和优先级，根据操作的合法性和优先级生成许可证，每个操作对应一个许可证，不合法的操作不颁发许可证，许可证具体包括以下字段：用户名、用户所在客户端IP地址、用户操作列表，其中用户操作列表包括操作类型和操作的原子结构对象，操作类别决定操作优先级的原则是新增原子结构优于删除原子结构，删除原子结构优于编辑原子结构中节点的名称，编辑原子结构中节点的名称优于编辑原子结构中节点的非名称属性，对于同类操作按照操作时间的先后进行排序，操作时间早的优先级高，不合法操作包括：新增一个已经存在的节点、删除或编辑一个不存在的节点；将许可证按照优先级放入许可证队列，并按批次发送指定数目的许可证到操作执行模块，当操作执行模块空闲时再发送下一批许可证，直到所有许可证发送完毕；

(4)根据这些许可证，连接到服务器后对所述待协同构建的故障树部分进行操作处理，首先从许可证队列中获取指定数目的许可证，根据许可证的操作列表对故障树原子结构进行操作，操作完毕后重新存储到服务器端数据库中，再获取下一批相同数目的许可证进行相同操作，直到许可证队列为空为止，然后根据许可证中登记的用户名及其所在客户端IP地址，将修改后的故障树结构及其节点属性等相关信息再次呈现到该客户端；

(5)对故障树原子结构操作完毕后，将这组故障树原子结构合成为一颗故障树，合成过程从故障树顶门的下级原子结构开始，根据该原子结构的输入信息寻找其所有下层原子结构，将这些下层原子结构的输出作为其上层原子结构的输入，再根据这些下层原子结构的输入信息寻找这些下层原子结构的下层原子结构，依此类推，直到无法继续找到下层原子结构为止；

(6)求解故障树的最小割集和顶事件失效概率，即该核反应堆系统的失效模式和失效概率，首先对故障树进行预处理，包括故障树的化简、去除房形事件、去除复杂门、模块化等操作；然后求故障树的最小割集，通过将故障树转化为一种零压缩二元决策图，再解析零压缩二元决策图得到该故障树的最小割集；最后求故障树的顶事件发生概率、每个最小割集的发生概率占顶事件发生概率的百分比以及各个底事件的概率重要度、结构重要度；

所述的故障树原子结构定义如下：将逻辑门及其输入输出记为故障树原子结构，以公式Unit(O)=<O,K,{I₁,I₂,...I_n},C>表示，其中，O代表逻辑门输出，I₁，I₂,...I_n代表逻辑门的输入，n代表逻辑门输入的个数，K代表逻辑门的类型，C代表逻辑门的协同标识；所述的下级原子结构、上级原子结构定义如下：称原子结构Unit(O)为O的下级原子结构，为I_i(i=1,2,...n)的上级原子结构。

一种多人协同的核反应堆风险确定系统，包括：故障树分解模块、信息获取模块、许可证模块、操作执行模块、故障树合成模块和故障树分析模块，其中：

故障树分解模块，用于将一颗故障树分解成一组故障树原子结构，辅助信息获取模块将用户对故障树的操作映射为对相应的故障树原子结构的操作；

信息获取模块，用于从客户端获取多个用户的身份标识和所述多个用户之间的待协同构建的故障树部分，及对该部分故障树的操作列表及操作时间；

许可证模块，用于根据所述的多个用户的身份标识和所述的待协同构建的故障树部分及对该部分故障树的操作列表及操作时间获取设定权限的许可证；

操作执行模块，用于根据所述设定权限的许可证，连接到服务器后对所述待协同构建的故障树部分进行操作处理；

故障树合成模块，用于将一组故障树原子结构合成为一颗故障树，辅助操作执行模块对所述待协同构建的故障树部分进行操作处理；

故障树分析模块，用于求解故障树的最小割集和顶事件失效概率，即该核反应堆系统的失效模式和失效概率。

所述的将该用户对故障树的操作映射为对相应的故障树原子结构的操作具体包括：

(1)顶门映射单元：将编辑故障树顶门属性的操作映射为修改该顶门下级子结构的输出；

(2)逻辑门映射单元1：将编辑故障树逻辑门属性但不包括顶门的操作映射为修改该逻辑门上级原子结构的输入和修改该逻辑门下级原子结构的输出；

(3)逻辑门映射单元2：将删除故障树逻辑门但不包括顶门的操作映射为修改该逻辑门的上级原子结构和删除该逻辑门的下级原子结构；

(4)逻辑门映射单元3：将增加故障树逻辑门但不包括顶门的操作映射为修改该逻辑门的上级原子结构和增加该逻辑门的下级原子结构；

(5)基本事件映射单元：将增加、删除、编辑故障树基本事件属性的操作映射为修改该基本事件上级原子结构的输入。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明通过对反应堆故障树原子结构的标准化设计，将强关联的故障树结构有效的转换为系列独立单元的集合，减少了协同建模过程中的数据传输量，提高了多个用户之间的协同效率；基于许可证的访问控制机制，最大程度提高了用户协同的并发度并保障了数据的一致性，提高了协同的安全性。

附图说明

图1是本发明的系统结构图；

图2是本发明的系统总体流程图；

图3是本发明的故障树分解模块工作流程图；

图4是本发明的信息获取模块工作流程图；

图5是本发明的许可证模块工作流程图；

图6是本发明的操作执行模块的工作流程图；

图7是本发明的故障树合成模块工作流程图；

图8是本发明的故障树分析模块工作流程图；

图9是本发明的一个具体应用实例的故障树模型图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

为了更好的说明本发明的技术方案，先给出一些基本名词术语的定义。将逻辑门及其输入输出记为故障树原子结构，以公式Unit(O)=<O,K,{I₁,I₂,...I_n},C>表示，其中，O代表逻辑门输出，I₁，I₂,...I_n代表逻辑门的输入，n代表逻辑门输入的个数，K代表逻辑门的类型，C代表逻辑门的协同标识。称原子结构Unit(O)为O的下级原子结构，为I_i(i=1,2,...n)的上级原子结构。若原子结构Unit(O)=<O,K,{I₁,I₂,...I_n},C>的输入I_i是另一个原子结构Unit(P)的输出，那么称Unit(O)为Unit(P)的上层原子结构，Unit(P)为Unit(O)的下层原子结构。

如图１所示，本发明所述一种多人协同的核反应堆故障树建模系统包括信息获取模块、许可证模块、操作执行模块、故障树分解模块、故障树合成模块5大模块。

如图2所示，本系统的总体工作流程如下：

(1)故障树分解模块将一颗故障树分解成一组故障树原子结构，辅助信息获取模块将用户对故障树的操作映射为对相应的故障树原子结构的操作；

(2)通过客户端获取多个用户的身份标识和该多个用户之间的待协同构建的故障树部分，以及对该部分故障树的操作列表和操作时间；

(3)根据所述的多个用户的身份标识和所述的待协同构建的故障树部分获取设定权限的许可证；

(4)在获取到所述设定权限的许可证后，则根据所述设定权限的许可证对所述待协同构建的故障树部分进行操作处理。

(5)故障树合成模块将一组故障树原子结构合成为一颗故障树，辅助操作执行模块对所述待协同构建的故障树部分进行操作处理。

上述各模块的具体实现过程如下：

1.故障树分解模块

故障树分解模块的实现流程如图3所示：

(1)从故障树顶门开始，将顶门作为第一个原子结构的逻辑门，将顶门的输入作为第一个原子结构逻辑门的输入，将顶门的输出作为第一个原子结构逻辑门的输出；

(2)对顶门的所有输入进行遍历，如果该输入是一个基本事件，不进行操作，如果该输入是一个逻辑门，按照第(1)步的方式进行操作，即将它作为下一个原子结构的逻辑门，将它的输入作为这个原子结构逻辑门的输入，将它的输出作为这个原子结构逻辑门的输出；

(3)依此类推，直到无法继续获取下层原子结构为止。

2.信息获取模块

信息获取模块的实现流程如图4所示：

(1)第一步：记录用户登录系统时使用的身份标识，包括用户名、密码、客户端IP地址；

(2)第二步，将该用户对故障树的操作映射为对相应的故障树原子结构的操作，并记录操作时间；

(3)第三步，将第一步获取的用户的身份标识和第二步获取的对故障树原子结构的操作从客户端传送到服务器端；

多个用户通过其唯一的身份标识从客户端登陆到系统后进行故障树建模工作，当多个用户从客户端的用户界面同时提交建模操作时，该模块将这些用户的身份标识记录下来，具体包括：用户名、密码、客户端IP地址，同时该模块还将不同用户进行操作的类型和协同建模的故障树部分记录下来，具体包括：操作类型、该操作涉及的所有故障树原子结构，其中操作类型有新增、编辑、删除，编辑又分为两大类：一类是原子结构中逻辑门输入输出的名称，另一类是原子结构中逻辑门输入输出的非名称属性，故障树原子结构是通过故障树分解模块获取的。用户在客户端对故障树的操作是通过该模块中的诸多映射单元转换为对故障树原子结构的操作，具体包括：

(1)顶门映射单元：将编辑故障树顶门属性映射为修改该顶门下级子结构的输出；

(2)逻辑门映射单元1：将编辑故障树逻辑门(不包括顶门)属性映射为修改该逻辑门上级原子结构的输入和修改该逻辑门下级原子结构的输出；

(3)逻辑门映射单元2：将删除故障树逻辑门(不包括顶门)映射为修改该逻辑门的上级原子结构和删除该逻辑门的下级原子结构；

(4)逻辑门映射单元3：将增加故障树逻辑门(不包括顶门)映射为修改该逻辑门的上级原子结构和增加该逻辑门的下级原子结构；

(5)基本事件映射单元：将增加、删除、编辑故障树基本事件属性映射为修改该基本事件上级原子结构的输入。

3.许可证模块

许可证模块的实现流程如图5所示：

(1)根据信息获取模块所获得的多个用户标识以及各用户对故障树原子结构的操作列表、操作时间进行合法性检查和排序，确定操作的合法性和优先级；

(2)根据操作的合法性和优先级生成许可证，每个操作对应一个许可证，不合法的操作不颁发许可证，许可证具体包括以下字段：用户名、用户所在客户端IP地址、用户操作列表，其中用户操作列表包括操作类型和操作的原子结构对象，操作类别决定操作优先级的顺序如下：新增、删除、编辑名称、编辑非名称属性，对于同类操作按照操作时间的先后进行排序，操作时间早的优先级高，不合法操作包括：新增一个已经存在的节点、删除或编辑一个不存在的节点；

(3)将许可证按照优先级放入许可证队列，并按批次发送指定数目的许可证到操作执行模块，当操作执行模块空闲时再发送下一批许可证，直到所有许可证发送完毕。

4.操作执行模块

操作执行模块的实现流程如图6所示：

(1)从许可证队列中获取指定数目的许可证，根据许可证的操作列表对故障树原子结构进行操作，操作完毕后重新存储到服务器端数据库中；

(2)如果许可证队列不为空，重复第（1）步的操作，否则将本批次操作执行完毕；

(3)根据许可证中登记的用户名及其所在客户端IP地址，将修改后的故障树结构及其节点属性等相关信息再次呈现到该客户端，其中所呈现的故障树是经过故障树合成模块处理过的。

5.故障树合成模块

故障树合成模块的实现流程如图7所示：

(1)从故障树顶门的下级原子结构开始，根据该原子结构的输入信息寻找其所有下层原子结构，将这些下层原子结构的输出作为故障树顶门的输入；

(2)对顶门的所有输入进行遍历，如果该输入是一个基本事件，不进行操作，如果该输入是一个逻辑门，找到与该逻辑门一一对应的原子结构，再按照第(1)步的方式进行操作，即根据该原子结构的输入信息寻找其所有下层原子结构，并将这些下层原子结构的输出作为该原子结构一一对应的逻辑门的输入；

(3)依此类推，直到无法继续找到下层原子结构为止。

6.故障树分析模块

故障树分析模块的实现流程如图8所示：

(1)对故障树进行预处理，包括故障树的化简、去除房形事件、去除复杂门、模块化等操作；

(2)求故障树的最小割集，通过将故障树转化为一种零压缩二元决策图，再解析零压缩二元决策图得到该故障树的最小割集；

(3)求故障树的顶事件发生概率、每个最小割集的发生概率占顶事件发生概率的百分比以及各个底事件的概率重要度、结构重要度。

下面以中科院战略性先导科技专项——中国铅基反应堆CLEAR的非能动余热排出系统为例子进行详细说明，图9是该系统的故障树模型，为了方便说明，对该系统的故障树模型没有完全展开，用基本事件E1～E8分4别代表4组不同的换热管二次侧故障和换热管故障，当四组换热管中出现两组未能正常排热时，该系统失效。每组换热管排热失效是在换热管二次侧故障和换热管故障同时发生的情况下发生的。按照4类不同的场景，以两个用户之间的协同操作为例说明其故障树构建的过程。

场景一：用户A操作的故障树部分与用户B操作的故障树部分之间无相同原子结构。当前系统模型中第一组、第二组和第三组换热管失效的子故障树均已建好，用户A编辑换热管二次侧故障1的描述信息，用户B新建第四组换热管失效的故障树，即增加逻辑门G5及其输入E7、E8。

信息获取模块获取到了用户A、B的用户名、密码、客户端IP及其操作后，并将这些操作映射为对原子结构的操作。故障树分解模块将当前系统模型分解为如下原子结构集合：<G1,2,{G2,G3,G4}>,<G2,2,{E1,E2}>,<G3,2,{E3,E4}>,<G4,2{E5,E6}>；信息获取模块将用户A的操作映射为修改原子结构<G2,2,{E1,E2}>中输入E1的描述信息，将用户B的操作映射为将G5增加到原子结构<G1,2,{G2,G3,G4}>的输入列表和新增原子结构<G5,2,{E7,E8}>。

许可证模块根据信息获取模块传递过来的上述信息，判断3个操作均合法，因此生成3个许可证，许可证1包括：用户A的用户名、密码、IP地址、修改原子结构<G2,2,{E1,E2}>中输入E1的描述信息，许可证2包括：用户B的用户名、密码、IP地址、增加G5到原子结构<G1,2,{G2,G3,G4}>的输入列表，许可证3包括：用户B的用户名、密码、IP地址、新增原子结构<G5,2,{E7,E8}>。根据操作类型和操作时间确定上述3个许可证的优先级从高到低依次为：许可证3、许可证2、许可证1。

操作执行模块根据上述3个许可证，按照其优先级依次进行操作，根据许可证3操作的结果是新增了原子结构<G5,2,{E7,E8}>，根据许可证2操作的结果是将原子结构<G1,2,{G2,G3,G4}>改成了<G1,2,{G2,G3,G4,G5}>，根据许可证1操作的结果是修改了原子结构<G2,2,{E1,E2}>中输入E1的描述信息，操作完毕后故障树合成模块将最新的原子结构集合合成为如图8所示的故障树模型，并将该模型呈现到用户A、用户B的客户端。

场景二：用户A操作的故障树部分与用户B操作的故障树部分之间有相同原子结构，但是操作类型均不涉及对故障树结构的变化，即修改原子结构输入或输出的非名称属性。当前系统模型中第一组、第二组、第三组和第四组换热管失效的子故障树均已建好，用户A编辑非能动余热排除系统失效逻辑门的描述信息，用户B也编辑非能动余热排除系统失效逻辑门的描述信息，且用户A操作时间先于用户B。

信息获取模块获取到了用户A、B的用户名、密码、客户端IP及其操作后，并将这些操作映射为对原子结构的操作。故障树分解模块将当前系统模型分解为如下原子结构集合：<G1,2,{G2,G3,G4,G5}>,<G2,2,{E1,E2}>,<G3,2,{E3,E4}>,<G4,2{E5,E6}>,<G5,2{E7,E8}>；信息获取模块将用户A的操作映射为修改原子结构<G1,2,{G2,G3,G4}>中逻辑门G1的描述信息，将用户B的操作映射为修改原子结构<G1,2,{G2,G3,G4}>中逻辑门G1的描述信息。

许可证模块根据信息获取模块传递过来的上述信息，判断2个操作均合法，因此生成2个许可证，许可证1包括：用户A的用户名、密码、IP地址、修改原子结构<G1,2,{G2,G3,G4,G5}>中逻辑门G1的描述信息，许可证2包括：用户B的用户名、密码、IP地址、修改原子结构<G1,2,{G2,G3,G4,G5}>中逻辑门G1的描述信息。根据操作类型和操作时间确定上述2个许可证的优先级从高到低一次为：许可证1、许可证2。

操作执行模块根据上述2个许可证，按照其优先级一次进行操作，根据许可证1操作的结果是修改了原子结构<G1,2,{G2,G3,G4,G5}>中逻辑门G1的描述信息，根据许可证2操作的结果是修改了原子结构<G1,2,{G2,G3,G4,G5}>中逻辑门G1的描述信息，操作完毕后故障树合成模块将最新的原子结构集合合成为如图8所示的故障树模型，并将该模型呈现到用户A、用户B的客户端。

场景三：用户A操作的故障树部分与用户B操作的故障树部分之间有相同原子结构，但是用户A的操作类型不涉及对故障树结构的变化，而B的操作类型涉及对故障树结构的变化。当前系统模型中第一组、第二组和第三组换热管失效的子故障树均已建好，用户A编辑非能动余热排除系统失效逻辑门的描述信息，用户B新建第四组换热管失效的故障树，即增加逻辑门G5及其输入E7、E8。

信息获取模块获取到了用户A、B的用户名、密码、客户端IP及其操作后，并将这些操作映射为对原子结构的操作。故障树分解模块将当前系统模型分解为如下原子结构集合：<G1,2,{G2,G3,G4}>,<G2,2,{E1,E2}>,<G3,2,{E3,E4}>,<G4,2{E5,E6}>；信息获取模块将用户A的操作映射为修改原子结构<G1,2,{G2,G3,G4}>中逻辑门G1的描述信息，将用户B的操作映射为将G5增加到原子结构<G1,2,{G2,G3,G4}>的输入列表和新增原子结构<G5,2,{E7,E8}>。

许可证模块根据信息获取模块传递过来的上述信息，判断3个操作均合法，因此生成3个许可证，许可证1包括：用户A的用户名、密码、IP地址、修改原子结构<G1,2,{G2,G3,G4}>中逻辑门G1的描述信息，许可证2包括：用户B的用户名、密码、IP地址、增加G5到原子结构<G1,2,{G2,G3,G4}>的输入列表，许可证3包括：用户B的用户名、密码、IP地址、新增原子结构<G5,2,{E7,E8}>。根据操作类型和操作时间确定上述3个许可证的优先级从高到低依次为：许可证3、许可证2、许可证1。

操作执行模块根据上述3个许可证，按照其优先级依次进行操作，根据许可证3操作的结果是新增了原子结构<G5,2,{E7,E8}>，根据许可证2操作的结果是将原子结构<G1,2,{G2,G3,G4}>改成了<G1,2,{G2,G3,G4,G5}>，根据许可证1操作的结果是修改了原子结构<G1,2,{G2,G3,G4,G5}>中逻辑门G1的描述信息，操作完毕后故障树合成模块将最新的原子结构集合合成为如图8所示的故障树模型，并将该模型呈现到用户A、用户B的客户端。

场景四：用户A操作的故障树部分与用户B操作的故障树部分之间有相同原子结构，且操作类型均涉及对故障树结构的变化。当前系统模型中第一组换热管和第二组换热管失效的子故障树已经建好，用户A新建第三组换热管失效的故障树，即增加逻辑门G4及其输入E5、E6，用户B新建第四组换热管失效的故障树，即增加逻辑门G5及其输入E7、E8。

信息获取模块获取到了用户A、B的用户名、密码、客户端IP及其操作后，并将这些操作映射为对原子结构的操作。故障树分解模块将当前系统模型分解为如下原子结构集合：<G1,2,{G2,G3}>,<G2,2,{E1,E2}>,<G3,2,{E3,E4}>；信息获取模块将用户A的操作映射为将G4增加到原子结构<G1,2,{G2,G3}>的输入列表和新增原子结构<G4,2,{E5,E6}>，将用户B的操作映射为将G5增加到原子结构<G1,2,{G2,G3}>的输入列表和新增原子结构<G5,2,{E7,E8}>。

许可证模块根据信息获取模块传递过来的上述信息，判断4个操作均合法，因此生成4个许可证，许可证1包括：用户A的用户名、密码、IP地址、增加G4到原子结构<G1,2,{G2,G3}>的输入列表，许可证2包括：用户A的用户名、密码、IP地址、新增原子结构<G4,2,{E5,E6}>，许可证3包括：用户B的用户名、密码、IP地址、增加G5到原子结构<G1,2,{G2,G3}>的输入列表，许可证4包括：用户B的用户名、密码、IP地址、新增原子结构<G5,2,{E7,E8}>。根据操作类型和操作时间确定上述4个许可证的优先级从高到低依次为：许可证2、许可证4、许可证1、许可证3。

操作执行模块根据上述4个许可证，按照其优先级依次进行操作，根据许可证2操作的结果是新增了原子结构<G4,2,{E5,E6}>，根据许可证4操作的结果是新增了原子结构<G5,2,{E7,E8}>，根据许可证1操作的结果是将原子结构<G1,2,{G2,G3}>改成了<G1,2,{G2,G3,G4}>，根据许可证3操作的结果是将原子结构<G1,2,{G2,G3,G4}>改成了<G1,2,{G2,G3,G4,G5}>，操作完毕后故障树合成模块将最新的原子结构集合合成为如图8所示的故障树模型，并将该模型呈现到用户A、用户B的客户端。

通过上述的多人协同构建故障树的过程，可以快速得到非能动余热排除系统故障树，进而能够缩短对该系统的安全分析周期。故障树构建完毕之后，对该系统故障树进行定性分析，可以求得系统有如下6种失效模式：{E1,E2,E3,E4},{E1,E2,E5,E6},{E1,E2,E7,E8},{E3,E4,E5,E6},{E3,E4,E7,E8},{E5,E6,E7,E8}。其中每种失效模式的物理意义是指当这些设备同时发生故障时，整个非能动余热排除系统失效，比如失效模式{E1,E2,E3,E4}代表第一组换热管、第一组换热管二次侧、第二组换热管、第二组换热管二次侧同时发生故障。对该系统故障树进行定量计算，在已知每个设备（即E1～E8）的失效概率的情况下可以求得整个系统的失效概率和每个割集的失效概率及其百分比，每个设备的重要度等量化信息，通过这些信息可以改进系统的设计方案，从而可以帮助提高该系统的安全性和可靠性。

本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。

以上所述，仅为本发明部分具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种多人协同的核反应堆风险确定方法，其特征在于实现步骤如下：

(1)将一颗核反应堆系统故障树分解成一组故障树原子结构，从而便于将用户对故障树的操作映射为对相应的故障树原子结构的操作，分解过程从故障树顶门开始，将顶门的输入及输出作为第一个原子结构，再获取该原子结构的所有下层原子结构，依此类推，直到无法继续获取下层原子结构为止；

(2)通过客户端获取多个用户的身份标识以及待协同构建的核反应堆系统故障树部分，首先记录用户登录系统时使用的身份标识，包括用户名、密码、客户端IP地址；然后将该用户对故障树的操作映射为对相应的故障树原子结构的操作，并记录操作时间；最后将第一步获取的用户的身份标识和第二步获取的对故障树原子结构的操作从客户端传送到服务器端；

(3)根据信息获取模块所获得的多个用户标识以及各用户对故障树原子结构的操作列表、操作时间进行合法性检查和排序，确定操作的合法性和优先级，根据操作的合法性和优先级生成许可证，每个操作对应一个许可证，不合法的操作不颁发许可证，许可证具体包括以下字段：用户名、用户所在客户端IP地址、用户操作列表，其中用户操作列表包括操作类型和操作的原子结构对象，操作类别决定操作优先级的原则是新增原子结构优于删除原子结构，删除原子结构优于编辑原子结构中节点的名称，编辑原子结构中节点的名称优于编辑原子结构中节点的非名称属性，对于同类操作按照操作时间的先后进行排序，操作时间早的优先级高，不合法操作包括：新增一个已经存在的节点、删除或编辑一个不存在的节点；将许可证按照优先级放入许可证队列，并按批次发送指定数目的许可证到操作执行模块，当操作执行模块空闲时再发送下一批许可证，直到所有许可证发送完毕；

(4)根据这些许可证，连接到服务器后对所述待协同构建的故障树部分进行操作处理，首先从许可证队列中获取指定数目的许可证，根据许可证的操作列表对故障树原子结构进行操作，操作完毕后重新存储到服务器端数据库中，再获取下一批相同数目的许可证进行相同操作，直到许可证队列为空为止，然后根据许可证中登记的用户名及其所在客户端IP地址，将修改后的故障树结构及其节点属性等相关信息再次呈现到该客户端；

(5)对故障树原子结构操作完毕后，将这组故障树原子结构合成为一颗故障树，合成过程从故障树顶门的下级原子结构开始，根据该原子结构的输入信息寻找其所有下层原子结构，将这些下层原子结构的输出作为其上层原子结构的输入，再根据这些下层原子结构的输入信息寻找这些下层原子结构的下层原子结构，依此类推，直到无法继续找到下层原子结构为止；

(6)求解故障树的最小割集和顶事件失效概率，即该核反应堆系统的失效模式和失效概率，首先对故障树进行预处理，包括故障树的化简、去除房形事件、去除复杂门、模块化等操作；然后求故障树的最小割集，通过将故障树转化为一种零压缩二元决策图，再解析零压缩二元决策图得到该故障树的最小割集；最后求故障树的顶事件发生概率、每个最小割集的发生概率占顶事件发生概率的百分比以及各个底事件的概率重要度、结构重要度；

所述的故障树原子结构定义如下：将逻辑门及其输入输出记为故障树原子结构，以公式Unit(O)=<O,K,{I₁,I₂,...I_n},C>表示，其中，O代表逻辑门输出，I₁，I₂,...I_n代表逻辑门的输入，n代表逻辑门输入的个数，K代表逻辑门的类型，C代表逻辑门的协同标识；所述的下级原子结构、上级原子结构定义如下：称原子结构Unit(O)为O的下级原子结构，为I_i(i=1,2,...n)的上级原子结构。

2.用于实现权利要求1所述方法的一种多人协同的核反应堆风险确定系统，其特征在于包括：故障树分解模块、信息获取模块、许可证模块、操作执行模块、故障树合成模块和故障树分析模块，其中：

故障树分解模块，用于将一颗故障树分解成一组故障树原子结构，辅助信息获取模块将用户对故障树的操作映射为对相应的故障树原子结构的操作；

信息获取模块，用于从客户端获取多个用户的身份标识和所述多个用户之间的待协同构建的故障树部分，及对该部分故障树的操作列表及操作时间；

许可证模块，用于根据所述的多个用户的身份标识和所述的待协同构建的故障树部分及对该部分故障树的操作列表及操作时间获取设定权限的许可证；

操作执行模块，用于根据所述设定权限的许可证，连接到服务器后对所述待协同构建的故障树部分进行操作处理；

故障树合成模块，用于将一组故障树原子结构合成为一颗故障树，辅助操作执行模块对所述待协同构建的故障树部分进行操作处理；

故障树分析模块，用于求解故障树的最小割集和顶事件失效概率，即该核反应堆系统的失效模式和失效概率。

3.根据权利要求2所述的一种多人协同的核反应堆风险确定系统，其特征在于：所述的将该用户对故障树的操作映射为对相应的故障树原子结构的操作具体包括：

(1)顶门映射单元：将编辑故障树顶门属性的操作映射为修改该顶门下级子结构的输出；

(2)逻辑门映射单元1：将编辑故障树逻辑门属性但不包括顶门的操作映射为修改该逻辑门上级原子结构的输入和修改该逻辑门下级原子结构的输出；

(3)逻辑门映射单元2：将删除故障树逻辑门但不包括顶门的操作映射为修改该逻辑门的上级原子结构和删除该逻辑门的下级原子结构；

(4)逻辑门映射单元3：将增加故障树逻辑门但不包括顶门的操作映射为修改该逻辑门的上级原子结构和增加该逻辑门的下级原子结构；

(5)基本事件映射单元：将增加、删除、编辑故障树基本事件属性的操作映射为修改该基本事件上级原子结构的输入。

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