CN104240781B - 核电厂数字化仪控系统的信号分配方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核电厂数字化仪控系统的信号分配方法及系统，所述方法包括以下步骤：获取核电厂仪控功能控制需求列表；将核电厂的仪控功能控制需求列表中的仪控系统/设备按照主功能划分为若干个功能组；将若干个所述功能组中的每一个功能组分配为若干个功能单元；将每个功能单元内产生的信号按照功能分配到不同功能单元机柜的不同卡件上；按照预设分配规则，对信号分配结果进行检测，以获得初步分配方式；对初步分配方式进行可靠性检测，并根据检测结果对信号分配结果进行优化调整。本发明核电厂数字化仪控系统的信号分配方法及系统可降低功能信号间的相关性影响，降低核电厂数字化仪控系统(DCS)潜在失效/故障引起核电厂安全的风险度。
Description
技术领域
本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电厂数字化仪控系统的信号分配方法及系统。
背景技术
核电厂的仪表和控制系统是核电站的重要组成部分，机组的安全可靠、经济运行在很大程度上取决于仪表控制系统的性能水平。目前应用的核电厂数字化仪控系统(DCS)综合应用了计算机、通讯、显示和控制等技术，作为电厂的“神经中枢”提供了先进的控制和管理手段，以确保核电厂安全可靠运行。
核电厂DSC从设计到制造需满足可靠性、安全性和经济性等要求，且具有分散控制的基本特点，但若过于强化分散控制功能会直接导致信号处理及驱动机柜等硬件数量增加，不利于经济性。因此，在实际核电厂DCS工程中，需要依据信号的功能特性，例如安全分级、冗余性、外部灾害防护、纵深防御与多样性要求、防误驱动、供电等，以及机柜等硬件自身的特殊要求，例如CPU负荷等，在有限数量的机柜等硬件中进行合理的信号功能分配/分组，使其整个DCS能够满足分散控制、集中管理、经济可靠的要求。
目前，一种现有的核电厂DCS信号分配方法中，先根据工艺系统功能需求进行主功能分配，将仪控功能直接分配到仪控系统的不同处理单元，并需要将具体的信号按功能单元在不同处理器机柜和不同IO卡上进行分配，在DCS信号分配后，采用定性评估的方式按照信号的功能特性需求进行验证，以便进行信号分配的改进，上述现有的DCS信号分配方法具有如下缺陷：
(1)在DCS信号分配/分组设计过程中，多采用定性评估的方式，强调其分配过程与定性原则的相符合程度，无法客观全面地评价整个DCS的可靠性、安全性和经济性。
(2)无法识别潜在的信号间相关性问题，可能面临某卡件/机柜失效，导致多个具有相关性的重要信号同时失效。
(3)无法确定因不同信号功能分配给DCS设备的重要度带来的影响，可能面临某DCS设备的风险度较为集中，导致潜在系统性风险加大。
(4)无法给出不同信号功能分配/分组方案带给整个DCS系统及整个核电厂潜在风险大小的影响，无法评价设计方案的优劣。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的上述核电厂DCS信号分配/分组方式，无法客观全面的评价整个DCS的可靠性、安全性和经济性，也无法评价DCS可靠性对核电厂潜在风险的影响的缺陷，提供一种核电厂数字化仪控系统的信号分配方法及系统。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，包括以下步骤：
S0、获取核电厂仪控功能控制需求列表；
S1、将核电厂的仪控功能控制需求列表中的仪控系统/设备按照主功能划分为若干个功能组；
S2、将所述若干个功能组中的每一个功能组划分为若干个功能单元；
S3、将每个功能单元内产生的信号按照功能分配到不同功能单元机柜的不同卡件；
S4、按照预设分配规则，对信号分配结果进行检测，以获得初步分配方式；
S5、对初步分配方式进行可靠性检测，并根据检测结果对信号分配结果进行优化调整。
优选的，所述步骤S5包括以下子步骤：
S5-1、根据信号的初步分配方式进行可靠性建模；
S5-2、根据可靠性模型建立当前分配方案的概率安全分析模型，并设定目标验证工况；根据概率安全分析模型获取所述目标验证工况的第一事故/事件序列，并获取所述第一事故/事件序列中每一子事故/事件的概率；
S5-3、将概率超过第一预设值的子事故/事件作为关键事故/事件，并获取关键事故/事件的第二事故/事件序列；
S5-4、获取第二事故/事件序列中每一子事故/事件的概率，将概率超过第二预设值的子事故/事件作为待分析事故/事件，并获取所述待分析事故/事件的相关信号；
S5-5、判断所述待分析事故/事件的多个信号间是否存在相关性，以及判断相关性高的信号是否被集中分配；
S5-6、将相关性高且分配集中的信号进行优化调整，获取改进后的信号分配方案，并判断改进后的信号分配方案的堆芯融化或大量释放概率是否符合预设的目标值，若符合，则按照改进后的信号分配方案对核电厂数字化仪控系统信号进行分配，否则，执行子步骤S5-2。
优选的，所述步骤子S5-2中的目标验证工况包括功能分散验证工况、核电厂设计基准事故/事件、超设计基准事故。
优选的，所述子步骤S5-2中所述第一事故/事件序列为触发目标验证工况的事故/事件的集合。
优选的，所述子步骤S5-3中所述第二事故/事件序列为触发所述关键事故/事件信号失效的事故/事件的集合。
优选的，所述子步骤S5-5中，所述判断待分析事故/事件的信号间是否存在相关性的方法是判断信号的功能是否相同，若信号的功能相同，则信号间相关性高；
所述判断相关性高的信号是否被集中分配是判断信号是否被分配到相同的机柜的卡件，若信号被分配到相同的机柜的卡件则被集中分配。
优选的，所述子步骤S5-6中，所述将相关性高且分配集中的信号进行优化调整是将相关性高且分配集中的信号分散分配到不同机柜的不同卡件。
优选的，所述步骤S4中的所述预设分配规则是根据预期设计原则要求设立的规则；
所述对信号分配结果进行检测是根据预设分配规则，采用定性评价对信号分配结果进行检测。
优选的，所述步骤S3中所述功能单元产生的信号包括控制信号和监测信号。
为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种核电厂数字化仪控系统的信号分配系统，包括：
获取模块，用于获取核电厂仪控功能控制需求列表；
功能组划分模块，用于将核电厂的仪控功能控制需求列表中的仪控系统/设备按照主功能划分为若干个功能组；
功能单元划分模块，用于将所述若干个功能组中的每一个功能组划分为若干个功能单元；
分配模块，用于将每个功能单元内产生的信号按照功能分配到不同功能单元机柜的不同卡件；
检测模块，用于按照预设分配规则，对信号分配结果进行检测，以获得初步分配方式；
调整模块，用于对初步分配方式进行可靠性检测，并根据检测结果对信号分配结果进行优化调整。
优选的，所述调整模块包括：
建模单元，用于根据信号的初步分配方式进行可靠性建模；
概率获取单元，用于根据可靠性模型建立当前分配方案的概率安全分析模型，并设定目标验证工况；并用于根据概率安全分析模型获取所述目标验证工况的第一事故/事件序列，并获取所述第一事故/事件序列中每一子事故/事件的概率；
事故/事件获取单元，用于将概率超过第一预设值的子事故/事件作为关键事故/事件，并获取关键事故/事件的第二事故/事件序列；
相关信号获取单元，用于获取第二事故/事件序列中每一子事故/事件的概率，将概率超过第二预设值的子事故/事件作为待分析事故/事件，并获取所述待分析事故/事件的相关信号；
判断单元，用于判断所述待分析事故/事件的多个信号间是否存在相关性，以及判断相关性高的信号是否被集中分配；
调整判断单元，将相关性高且分配集中的信号进行优化调整，获取改进后的信号分配方案，并判断改进后的信号分配方案的堆芯融化或大量释放概率是否符合预设的目标值，若符合，则按照改进后的信号分配方案对核电厂数字化仪控系统信号进行分配。
优选的，所述目标验证工况包括功能分散验证工况、核电厂设计基准事故/事件、超设计基准事故。
优选的，所述第一事故/事件序列为触发目标验证工况的事故/事件的集合。
优选的，所述第二事故/事件序列为触发所述关键事故/事件信号失效的事故/事件的集合。
优选的，所述判断待分析事故/事件的信号间是否存在相关性的方法是判断信号的功能是否相同，若信号的功能相同，则信号间相关性高；
所述判断相关性高的信号是否被集中分配是判断信号是否被分配到相同的机柜的卡件，若信号被分配到相同的机柜的卡件则被集中分配。
优选的，所述将相关性高且分配集中的信号进行优化调整是将相关性高且分配集中的信号分散分配到不同机柜的不同卡件。
优选的，所述预设分配规则是根据预期设计原则要求设立的规则；
所述对信号分配结果进行检测是根据预设分配规则，采用定性评价对信号分配结果进行检测。
优选的，所述功能单元产生的信号包括控制信号和监测信号。
本发明实施例的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法及系统，可识别数字化仪控系统级功能间相关信号的潜在相关性，优化信号在机柜及卡件上的功能分配，降低功能信号间的相关性影响；识别数字化仪控系统设备重要度影响，降低重要信号在该设备上过于集中的分配现状，降低核电厂数字化仪控系统潜在失效/故障引起核电厂安全的风险度；针对多种满足数字化仪控系统可靠性指标要求的信号功能分配方案进行评价，以便选择最优设计方案，使核电厂的潜在风险被最小化。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法的流程图；
图2是本发明实施例的将信号分配到不同机柜的不同卡件的示意图；
图3是图1所示的本发明实施例的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法中步骤S5的流程图；
图4是本发明实施例的核电厂数字化仪控系统的初步分配方式中反应堆停堆保护信号的可靠性建模方法的流程图；
图5是反应堆停堆保护信号的数字化仪控系统拓扑结构图；
图6是反应堆停堆的故障树原理图；
图7是本发明实施例中目标验证工况为堆芯损坏信号时，关键事故为丧失厂外电时的事件树示意图；
图8是本发明实施例的核电厂数字化仪控系统信号分配流程示意图；
图9是本发明实施例的核电厂数字化仪控系统的信号分配系统的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明实施例的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，在定性评估方式的基础上，引入基于概率风险定量评价的可靠性技术对核电厂数字化仪控系统信号分配/分组进行检测，以指导数字化仪控系统分散控制和功能分配的设计，降低因分配/分组不合理而导致增加核电厂发生堆芯熔化(CDF)和大量放射性泄漏(LRF)事故风险的概率，降低因设备故障而导致系统性风险增加的危害。同时，本发明实施例的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法完善了核电厂数字化仪控系统的信号分配/分组流程，通过对信号分配流程进行优化，强化了数字化仪控系统可靠性指标对核电厂概率风险评价的影响。
参见图1为本发明实施例的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法的流程图，包括以下步骤：
步骤S0、获取核电厂仪控功能控制需求列表。
核电厂仪控功能控制需求列表是依据核电厂工艺系统流程及工艺控制功能需求得出的。
步骤S1、将核电厂的仪控功能控制需求列表中的仪控设备按照主功能划分为若干个功能组。
该步骤中是根据工艺系统功能需求对核电厂进行功能分组。工艺系统功能需求具体包括：安全分级、冗余性、外部灾害防护、纵深防御与多样性要求、防误驱动、供电等。例如，按照安全分级，可将核电厂分为以下功能组：1E级仪控功能组、SR级仪控开关量功能组、SR级模拟量功能组、NC+仪控功能组(如火灾保护等)、非安全级仪控功能组。
步骤S2、将所述若干个功能组中的每一个功能组划分为若干个功能单元。
划分为若干个功能单元是指将每个功能组划分为不同的处理单元，每个处理单元即为一个功能单元。在每一功能组中，执行相同仪控功能的设备被分配到同一个功能单元，以完成所要求的整体性能和目标。在核电厂数字化仪控系统(DSC)中的反应堆保护机柜(Reactor Protection Cabinet，RPC)、安全专设驱动机柜(ESFAC)、安全逻辑控制柜(SLC)等均为功能单元。
将功能组分配为功能单元时需要考虑每个功能单元的安全分级、抗震分级、冗余配置要求等。例如：对于冗余配置要求，RPC保护组信号可通过4个冗余的保护组通道采集和处理；而ESFAC可配置两个冗余的序列Train A和Train B进行采集处理。
步骤S3、将每个功能单元内产生的信号按照功能分配到不同功能单元机柜的不同卡件。
在完成功能单元分配过程后，需要将功能单元产生的具体信号按功能在不同处理器机柜的不同卡件(IO板卡)上进行分配。功能单元产生的信号包括控制信号和监测信号。信号分配中，信号功能需与功能单元相匹配，且还需满足负荷分配、功能独立、防误驱等原则。参见图2为本发明实施例的将信号分配到不同机柜的不同卡件的示意图。图2中首先判断信号功能是否属于1E级功能，若属于则判断信号功能是否为模拟量处理，若是则将信号分配到RPC(反应堆保护机柜)。应理解，图2中将信号分配到其他机柜的卡件的过程和将信号分配到RPC的过程相同，在此不再对其他的判断过程进行描述。通过图2的分配，可将信号都分配到具体的机柜的卡件。
步骤S4、按照预设分配规则，对信号分配结果进行检测，以获得初步分配方式。
在该步骤中，预设分配规则是根据预期设计原则要求设立的规则。对信号分配结果进行检测是根据预设分配规则，采用定性评价对信号分配结果进行检测。其中定性评价的方法可采用现有技术的定性评价方法。
步骤S5、对初步分配方式进行可靠性检测，并根据检测结果对信号分配结果进行优化调整。
在该步骤中，针对数字化仪控系统信号在功能单元、机柜以及卡件的通道、子组中的信号分配进行可靠性检测，根据可靠性检测的结果对信号分配进行调整优化。
参见图3，本发明实施例的步骤S5包括以下子步骤：
S5-1、根据信号的初步分配方式进行可靠性建模。
在本发明的实施例中，可靠性建模为卡件级的可靠性模型，即可靠性考虑到了卡件级。在本发明的实施例中，对初步分配方式中的各个信号的可靠性建模的方法可参照图4所示的反应堆停堆保护信号的可靠性建模方法进行。参见图4，为本发明实施例的核电厂数字化仪控系统的初步分配方式中反应堆停堆保护信号的可靠性建模方法的流程图，包括：
101、确定触发反应堆停堆保护信号的触发信号。
102、根据触发信号的执行逻辑获取该触发信号的数字化仪控系统拓扑结构图。
参见图5为反应堆停堆保护信号的数字化仪控系统拓扑结构图。在核电厂数字化仪控系统中，反应堆停堆信号涉及的设备包括数据采集部分和逻辑处理部分。数据采集部分包括测量仪表、处理单元、通信卡等。逻辑处理部分包括逻辑处理单元和输出单元。图5中，测量仪表可为压力传感器，用于测量稳压器水位压力信息。处理单元由CPU充当，用于对测量仪表测量的信号进行采集和处理。IP、IIP、IIIP和IVP表示四路采集信号。每路采集信号中的CPU可包括两个子组：第一子组和第二子组。每个子组中冗余设置两个CPU，以实现对测量信号的处理。逻辑处理单元为4取3逻辑表决，即当IP、IIP、IIIP和IVP四路采集信号中有三路信号有效时，输出单元就输出停堆信号。图5中所示的触发反应堆停堆保护信号的原理为：正常运行时，测量仪表测得的信号送入处理单元，经运算处理后通过通信卡送入逻辑处理单元，经逻辑表决后通过输出单元输出到停堆断路器使节点闭合通路，当出现停堆工况时信号翻转，控制棒失电，以实现反应堆停堆。
应理解，图5中所示的仅为反应堆停堆保护信号的的数字化仪控系统拓扑结构图。依此原理和流程，可以得出数字化仪控系统中其他信号的触发信号的数字化仪控系统拓扑结构图。
103、根据拓扑结构图确定数字化仪控系统中引起该控制或监测信号的设备，并进行故障模式与影响分析。
104、根据故障模式与影响分析的结果，并依据故障树方法建立故障树模型，故障树模型的顶事件为所确定的控制或监测信号失效(如：反应堆停堆保护信号失效、某专设安全设施驱动信号失效、用于操作员规程提示性操作的重要监测信号失效)；根据拓扑结构图，从顶事件起，逐级找出直接原因的事件，可按触发信号失效的逻辑关系，画出故障树。
本发明的实施例中，将反应堆不能正常停堆(即反应堆停堆保护信号失效)作为顶事件。参见图6，为反应堆停堆的故障树原理图。
应当理解的是，在进行具体系统分析时，故障源需深入到传感器故障、输入卡故障、处理器故障等，同时考虑共因故障、设备维修或试验造成的系统不可用等情况。
105、根据故障树模型计算所确定的控制或监测信号的可靠性。
应当理解的是，在本发明的实施例中，以某反应堆停堆信号可靠性模型为例，其核电厂数字化仪控系统中的其他信号的可靠性模型的建立也可按照步骤101-105进行。
S5-2、根据可靠性模型建立当前分配方案的概率安全分析模型，并设定目标验证工况；根据概率安全分析模型获取所述目标验证工况的第一事故/事件序列，并获取所述第一事故/事件序列中每一子事故/事件的概率。
在本发明的实施例中，目标验证工况可为设计基准事故/事件。此外，目标验证工况也可根据需求自定义，例如，可将防止二回路排热丧失、防止电站发生扰动或防止堆芯冷却和二回路排热同时丧失功能等设定为目标验证工况，这种自定义工况的目的是明确系统功能间的分散性，因此自定义工况称之为“功能分散验证工况”。根据需求自定义目标验证工况(即，功能分散验证工况)可针对功能的分散度进行验证，查找潜在的功能相关性。以设计基准事故作为目标验证工况则直接针对安全性。
根据步骤S5-1建立的可靠性模型，可获知引起各个触发信号的设备、卡件等，并根据各设备、卡件的可靠性概率可获得第一事故/事件序列中每一子事故/事件失效的概率。
在核电厂中，目标验证工况是由于各个触发信号的设备、卡件等引起的，可将这些触发信号的设备、卡件称为事故/事件序列。第一事故/事件序列为触发目标验证工况的事故/事件的集合。获取到第一事故/事件序列以后就能获取到第一事故/事件序列中每一子事故/事件概率。
参见表1，为根据上述方法得到的当目标验证工况为堆芯损坏工况信号时，导致堆芯损坏事故序列中各子事故的概率。表中的概率a1、a2、a3、a4……a14依次减小。
表1
S5-3、将概率超过第一预设值的子事故/事件作为关键事故，并获取关键事故/事件的第二事故序列。
参见表1，当目标验证工况为堆芯损坏工况时，可将第一预设值设为概率大于或等于a6，则从表1中可得关键事故包括：ATWS、主蒸汽管道破口、小LOCA、丧失给水、丧失热阱和丧失厂外电。获得关键事故后，根据工艺系统设计和运行规程，建立关键事故的事件树。
参见图7为关键事故为丧失厂外电时的事件树。图7中，控制棒下落、应急柴油发电电机、二次侧冷却、稳压器安全阀回座、执行事故操作规程对一回路实充排、稳压器安全阀组打开、高压安注直接注入、高压安全冷段在循环和安全壳喷淋在循环为导致丧失厂外电的第二事故序列。
S5-4、获取第二事故/事件序列中每一子事故的概率/事件，将概率超过第二预设值的子事故/事件作为待分析事故/事件，获取所述待分析事故/事件的相关信号。
例如，在如图7所示丧失厂外电为例的第二事故序列中，若概率超过第二预设值的事故为二次侧冷却和充排操作(执行事故操作规程对一回路实施充排)，则将二次侧冷却和充排操作作为待分析事故，其二次侧冷却和充排操作的信号如表2所示。
表2
应当理解的是，在本发明的实施例中，各子事故/事件的信号是从信号的初步分配方式中获取到的。
S5-5、判断所述待分析事故/事件的多个信号间是否存在相关性，以及判断相关性高的信号是否被集中分配。
该步骤中，首先要确定待分析事故的信号分配情况。如表3所示为表2中的信号的分配情况。应理解，信号的分配情况从信号的初步分配方式中获取。
表3
表3中，P1C2代表：信号通过I通道(即IP通道)采集，CPU为第二子组的CPU。P2C2代表：信号通过II(即IPP通道)通道，CPU为第二子组的CPU。应理解，表3中的P3C2、P4C2等的含义和P1C2、P2C2相同。
在本发明的实施例中，判断信号间是否存在相关性的标准为：判断信号的功能是否相同，若信号的功能相同则相关性高。其中，信号的功能是否相同可从信号的初步分配方式中查询得到，而信号是否分配集中可根据如表3所述的信号的分配情况获得。
由表2和表3可知，GCTa调节信号与安注再循环信号之间存在较大相关性。因为，一方面，GCTa调节信号和安注再循环信号的功能均属于排热信号；另一方面，GCTa调节信号被分配由P2C2、P3C2、P4C2执行，而安注再循环信号被分配由P1C2、P2C2、P3C2、P4C2执行，两者的分配集中。
通过步骤S5-5，可识别核电厂数字化仪控系统级功能间相关信号的潜在相关性。
S5-6、将相关性高且分配集中的信号进行优化调整，获取改进后的信号分配方案，并判断改进后的信号分配方案的堆芯融化或大量释放概率是否符合预设的目标值，若符合，则按照改进后的信号分配方案对核电厂数字化仪控系统信号进行分配，否则，执行子步骤S5-2。
在该步骤中，将相关性高且分配集中的信号进行优化调整，使得各信号的重要度在合理范围内，以获取改进后的信号分配方案。
优化重新分配即将相关性高且分配集中的信号分散分配到不同机柜的不同卡件。例如，可将表4中的GCTa调节信号与安注再循环信号按照表4进行重新分配，将GCTa调节信号分配至P2C1、P3C1、P4C1，降低与安注再循环信号在C2子组内集中分配。
表4
通过步骤S5-6可优化信号在机柜的卡件上的分配/分组，降低信号相关性影响。
参见图8，为本发明实施例的核电厂数字化仪控系统信号分配流程，其中，始发事件分析即对应步骤S5-3，事故序列分析即对应步骤S5-4，信号分析、建模计算和结果分析对即对应步骤S5-6，结果分析后对信号分配调整后又重新进行信号分析、建模计算和结果分析的步骤，以使得信号分配符合设定的标准。
当信号分配符合设定的标准后，验证和确认信号分配是否很好的避免安全相关信号过度集中，且明显降低了DCS系统的失效概率，提升了整个电站的安全性。验证和确认可通过核电厂专用验证平台进行。
参见图9为本发明实施例的核电厂数字化仪控系统的信号分配系统的结构示意图，该系统包括：
获取模块901，用于获取核电厂仪控功能控制需求列表。
功能组划分模块902，用于将核电厂的仪控功能控制需求列表中的仪控系统/设备按照主功能划分为若干个功能组。
功能单元划分模块903，用于将所述若干个功能组中的每一个功能组划分为若干个功能单元。
分配模块904，用于将每个功能单元内产生的信号按照功能分配到不同功能单元机柜的不同卡件。具体的，功能单元产生的信号包括控制信号和监测信号。
检测模块905，用于按照预设分配规则，对信号分配结果进行检测，以获得初步分配方式。具体的，预设分配规则是根据预期设计原则要求设立的规则；对信号分配结果进行检测是根据预设分配规则，采用定性评价对信号分配结果进行检测。
调整模块906，用于对初步分配方式进行可靠性检测，并根据检测结果对信号分配结果进行优化调整。
进一步地，调整模块906包括：
建模单元，用于根据信号的初步分配方式进行可靠性建模。
概率获取单元，用于根据可靠性模型建立当前分配方案的概率安全分析模型，并设定目标验证工况；并用于根据概率安全分析模型获取所述目标验证工况的第一事故/事件序列，并获取所述第一事故/事件序列中每一子事故/事件的概率。
事故/事件获取单元，用于将概率超过第一预设值的子事故/事件作为关键事故/事件，并获取关键事故/事件的第二事故/事件序列。
相关信号获取单元，用于获取第二事故/事件序列中每一子事故/事件的概率，将概率超过第二预设值的子事故/事件作为待分析事故/事件，并获取所述待分析事故/事件的相关信号。
判断单元，用于判断所述待分析事故/事件的多个信号间是否存在相关性，以及判断相关性高的信号是否被集中分配。具体的，判断待分析事故/事件的信号间是否存在相关性的方法是判断信号的功能是否相同，若信号的功能相同，则信号间相关性高；判断相关性高的信号是否被集中分配是判断信号是否被分配到相同的机柜的卡件，若信号被分配到相同的机柜的卡件则被集中分配。将相关性高且分配集中的信号进行优化调整是将相关性高且分配集中的信号分散分配到不同机柜的不同卡件。
调整判断单元，将相关性高且分配集中的信号进行优化调整，获取改进后的信号分配方案，并判断改进后的信号分配方案的堆芯融化或大量释放概率是否符合预设的目标值，若符合，则按照改进后的信号分配方案对核电厂数字化仪控系统信号进行分配。
在本发明实施例提供的核电厂数字化仪控系统的信号分配系统中，目标验证工况包括功能分散验证工况、核电厂设计基准事故/事件、超设计基准事故。事故/事件获取单元中的第一事故/事件序列为触发目标验证工况的事故/事件的集合。第二事故/事件序列为触发所述关键事故/事件信号失效的事故/事件的集合。
应当理解的是，本发明实施例的核电厂数字化仪控系统的信号分配系统与本发明实施例的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法是相对应的。
在本发明的核电厂数字化仪控系统信号分配方法及系统中，对于多个在设计过程中的信号能分配或分组方案，可以通过基于概率安全分析可靠性技术的定量评价，以判定那种设计方案更为可靠，能够带个核电站的潜在风险影响最小；识别系统级功能间相关信号的潜在相关性，优化信号在具体机柜的卡件上的功能分配或分组，降低信号相关性影响。
本发明实施例的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法及系统可降低重要信号在某一机柜的卡件上过于集中的分配现状；若核电厂数字化仪控系统潜在风险度过高，则可通过更进一步优化分配方案以降低该核电厂数字化仪控系统潜在的风险度。
本发明实施例的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法及系统应用于核电厂数字化仪控系统中，可针对多种满足核电厂数字化仪控系统的可靠性指标要求的信号进行分配/分组检测，以便选择最优设计方案，将核电厂潜在风险的影响最小化。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (16)
1.一种核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S0、获取核电厂仪控功能控制需求列表；
S1、将所述仪控功能控制需求列表中的仪控系统/设备按照主功能划分为若干个功能组；
S2、将所述若干个功能组中的每个功能组划分为若干个功能单元；
S3、将每个功能单元产生的信号按照功能分配给不同功能单元机柜的不同卡件；
S4、按照预设分配规则，对信号分配结果进行检测，以获得初步分配方式；
S5、对所述初步分配方式进行可靠性检测，并根据检测结果对信号分配结果进行调整；
所述步骤S5包括：
S5-1、根据信号的初步分配方式进行可靠性建模；
S5-2、建立当前分配方式的概率安全分析模型，并设定目标验证工况；根据概率安全分析模型获取所述目标验证工况的第一事故/事件序列，并获取所述第一事故/事件序列中每一子事故/事件的概率；
S5-3、将概率超过第一预设值的子事故/事件作为关键事故/事件，并获取关键事故/事件的第二事故/事件序列；
S5-4、获取第二事故/事件序列中每一子事故/事件的概率，将概率超过第二预设值的子事故/事件作为待分析事故/事件，并获取所述待分析事故/事件的相关信号；
S5-5、判断所述待分析事故/事件的多个信号间是否存在相关性，以及判断相关性高的信号是否被集中分配；
S5-6、将相关性高且分配集中的信号进行调整，获取改进后的信号分配方案，并判断改进后的信号分配方案的堆芯融化或大量释放概率是否符合预设的目标值，若符合，则按照改进后的信号分配方案对核电厂数字化仪控系统信号进行分配，否则，执行子步骤S5-2。
2.根据权利要求1所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，所述步骤S5-2中的目标验证工况包括功能分散验证工况、核电厂设计基准事故/事件、超设计基准事故。
3.根据权利要求1所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，所述步骤S5-2中所述第一事故/事件序列为触发目标验证工况的事故/事件的集合。
4.根据权利要求1所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，所述步骤S5-3中所述第二事故/事件序列为触发所述关键事故/事件信号失效的事故/事件的集合。
5.根据权利要求1所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，所述步骤S5-5中，所述判断待分析事故/事件的信号间是否存在相关性的方法具体为：
判断信号的功能是否相同，若信号的功能相同，则信号间相关性高；
所述判断相关性高的信号是否被集中分配具体为：
判断信号是否被分配到相同的机柜的卡件，若信号被分配到相同的机柜的卡件则被集中分配。
6.根据权利要求1所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，所述步骤S5-6中，所述将相关性高且分配集中的信号进行调整具体为：将相关性高且分配集中的信号分散分配到不同机柜的不同卡件。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，所述步骤S4中的所述预设分配规则是根据预期设计原则要求设立的规则；
所述对信号分配结果进行检测是根据预设分配规则，采用定性评价对信号分配结果进行检测。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配方法，其特征在于，所述步骤S3中所述功能单元产生的信号包括控制信号和监测信号。
9.一种核电厂数字化仪控系统的信号分配系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取核电厂仪控功能控制需求列表；
功能组划分模块，用于将核电厂的仪控功能控制需求列表中的仪控系统/设备按照主功能划分为若干个功能组；
功能单元划分模块，用于将所述若干个功能组中的每一个功能组划分为若干个功能单元；
分配模块，用于将每个功能单元内产生的信号按照功能分配到不同功能单元机柜的不同卡件；
检测模块，用于按照预设分配规则，对信号分配结果进行检测，以获得初步分配方式；
调整模块，用于对初步分配方式进行可靠性检测，并根据检测结果对信号分配结果进行调整；
所述调整模块包括：
建模单元，用于根据信号的初步分配方式进行可靠性建模；
概率获取单元，用于根据可靠性模型建立当前分配方案的概率安全分析模型，并设定目标验证工况；并用于根据概率安全分析模型获取所述目标验证工况的第一事故/事件序列，并获取所述第一事故/事件序列中每一子事故/事件的概率；
事故/事件获取单元，用于将概率超过第一预设值的子事故/事件作为关键事故/事件，并获取关键事故/事件的第二事故/事件序列；
相关信号获取单元，用于获取第二事故/事件序列中每一子事故/事件的概率，将概率超过第二预设值的子事故/事件作为待分析事故/事件，并获取所述待分析事故/事件的相关信号；
判断单元，用于判断所述待分析事故/事件的多个信号间是否存在相关性，以及判断相关性高的信号是否被集中分配；
调整判断单元，将相关性高且分配集中的信号进行优化调整，获取改进后的信号分配方案，并判断改进后的信号分配方案的堆芯融化或大量释放概率是否符合预设的目标值，若符合，则按照改进后的信号分配方案对核电厂数字化仪控系统信号进行分配。
10.根据权利要求9所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配系统，其特征在于，所述目标验证工况包括功能分散验证工况、核电厂设计基准事故/事件、超设计基准事故。
11.根据权利要求9所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配系统，其特征在于，所述第一事故/事件序列为触发目标验证工况的事故/事件的集合。
12.根据权利要求9所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配系统，其特征在于，所述第二事故/事件序列为触发所述关键事故/事件信号失效的事故/事件的集合。
13.根据权利要求9所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配系统，其特征在于，所述判断待分析事故/事件的信号间是否存在相关性的方法是判断信号的功能是否相同，若信号的功能相同，则信号间相关性高；
所述判断相关性高的信号是否被集中分配是判断信号是否被分配到相同的机柜的卡件，若信号被分配到相同的机柜的卡件则被集中分配。
14.根据权利要求9所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配系统，其特征在于，所述将相关性高且分配集中的信号进行优化调整是将相关性高且分配集中的信号分散分配到不同机柜的不同卡件。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配系统，其特征在于，所述预设分配规则是根据预期设计原则要求设立的规则；
所述对信号分配结果进行检测是根据预设分配规则，采用定性评价对信号分配结果进行检测。
16.根据权利要求9-14中任一项所述的核电厂数字化仪控系统的信号分配系统，其特征在于，所述功能单元产生的信号包括控制信号和监测信号。
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