CN104637555A - 基于核电站机组智能监控方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于核电站机组智能监控方法，该方法包括：获取监控场所中核电站机组运行的基础信息；将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息并进行显示；判断所述可辅助运行任务执行信息是否包含两个以上的报警信息；若是，则根据预先定义的报警优先级设置将所述报警信息向主控室发送。实现了基于核电站机组智能、高效的监控技术。此外，本发明还公开了一种基于核电站机组智能监控系统。

Description

基于核电站机组智能监控方法和系统

技术领域

本发明属于核电技术领域，具体涉及一种基于核电站机组智能监控方法和系统。

背景技术

随着数字化控制系统(Digital Control System,DCS)在核电站的大规模应用，基于计算机屏幕的数字化人机界面正取代基于硬盘台的传统人机界面。而目前核电站所采用的DCS产品基本都是上个世纪90年代左右开发的，受当时的计算机硬件和软件技术的制约，其DCS的人机界面设计都比较简单，无法完成一些复杂的计算和智能化显示。

基于核电站的特殊性，一旦发生安全事故将造成较大的损失，且会对人体和周围环境造成很大影响，故对其安全性的要求相对较高，事故的预警机制显得尤为重要，因此需要在第一时间内对核电站各种设备状态实时监测。现有核电站的人机交互系统基于DCS平台开发实现，是核电站的监视与控制中心，满足在核电站各种运行工况下，向操纵员提供有效的监视与控制手段，支持操纵员完成核电站运行任务，确保核电站安全、经济运行。核电站的人机交互系统采用基于运行任务导向的数字化运行原则，建立数字化运行理念和运行方法，并配以常规辅助控制盘完成多样性控制路径的要求。参见图1，在主控室中，主要的运行任务是规程处理(正常规程与事故规程)和报警处理，通过视听元素提醒操纵员执行相关的运行任务。在任务执行过程中，需要遵守报警卡或操作规程的运行指导、不断监视电站状态，辅助信息和安全重要信息、根据程序指导和信息所反馈的电站状态完成控制功能、同时监视手/自动控制命令作用的反馈。

虽然现有核电站人机交互的数字化显示画面相对于常规控制方式，虽然有较大的改进，但画面数量多达上千幅副，信息密度大，利用率较低，较少对底层信息进行综合处理和智能化显示。显示元素形式单一结构简单，操纵员运行的监视和操控工作负荷较大。随着核电机组容量的增大，需要监视的测点不断增多，操作内容也越来越多，在监测过程中发现多个报警信息，无法根据报警信息的轻重缓急进行个性化处理，操纵员在处理事故规程时往往仅仅被动对报警信息进行处理。

发明内容

本发明的目的在于：在核电站机组运行过程中，提供一种智能、高效的运行工况监测技术。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种基于核电站机组智能监控方法，所述方法包括：

获取监控场所中核电站机组运行的基础信息；

将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息并进行显示；

判断所述可辅助运行任务执行信息是否包含两个以上的报警信息；

若是，则根据预先定义的报警优先级设置将所述报警信息向主控室发送。

作为本发明基于核电站机组智能监控方法的一种改进，所述获取监控场所中核电站机组运行的基础信息，还包括：

获取监控场所中核电站机组设备的三维动态图符信息。

作为本发明基于核电站机组智能监控方法的一种改进，所述获取监控场所中核电站机组设备的三维动态图符信息，包括：

获取监控场所中核电站机组容器类设备的液位、温度以及压力模拟量信号信息。

作为本发明基于核电站机组智能监控方法的一种改进，所述获取监控场所中核电站机组设备的三维动态图符信息，包括：

获取监控场所中核电站机组泵类设备的启停指令、转速信号以及出口/入口流量模拟量信号信息。

作为本发明基于核电站机组智能监控方法的一种改进，所述将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息并进行显示，包括：

将所述核电站机组容器类设备的液位、温度以及压力模拟量信号信息转化为表征核电站机组容器类设备内介质的状态信息。

作为本发明基于核电站机组智能监控方法的一种改进，所述将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息并进行显示，包括：

将核电站机组泵类设备的启停指令、转速信号以及出口/入口流量模拟量信号信息转化为表征核电站机组泵类设备启停和运行状态信息。

作为本发明基于核电站机组智能监控方法的一种改进，所述将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息并进行显示，包括：

将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息，并通过“画中画”形式进行显示。

作为本发明基于核电站机组智能监控方法的一种改进，所述方法还包括：

若判断所述核电机组为非正常运行，自动显示决策类信息供操作员选择。

作为本发明基于核电站机组智能监控方法的一种改进，所述方法还包括：

根据所述报警信息按预先设定的顺序进行控制操作。

作为本发明基于核电站机组智能监控方法的一种改进，所述方法还包括：

根据核电站工况变化通过显示屏画面中的提醒按预先设定的顺序进行控制操作。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种基于核电站机组智能监控系统，系统包括：

采集模块，用于获取监控场所中核电站机组运行的基础信息；

处理模块，用于将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息；

判断模块，用于判断所述可辅助运行任务执行信息是否包含两个以上的报警信息；

发送模块，用于若所述判断模块判断所述可辅助运行任务执行信息包含两个以上的报警信息，则根据预先定义的报警优先级设置将所述报警信息向主控室发送。

作为本发明基于核电站机组智能监控系统的一种改进，所述采集模块还用于：

获取监控场所中核电站机组设备的三维动态图符信息。

作为本发明基于核电站机组智能监控系统的一种改进，所述采集模块还用于：

获取监控场所中核电站机组容器类设备的液位、温度以及压力模拟量信号信息。

作为本发明基于核电站机组智能监控系统的一种改进，所述采集模块还用于：

获取监控场所中核电站机组泵类设备的启停指令、转速信号以及出口/入口流量模拟量信号信息。

作为本发明基于核电站机组智能监控系统的一种改进，所述处理模块还用于：

将所述核电站机组容器类设备的液位、温度以及压力模拟量信号信息转化为表征核电站机组容器类设备内介质的状态信息。

作为本发明基于核电站机组智能监控系统的一种改进，所述处理模块还用于：

将核电站机组泵类设备的启停指令、转速信号以及出口/入口流量模拟量信号信息转化为表征核电站机组泵类设备启停和运行状态信息。

作为本发明基于核电站机组智能监控系统的一种改进，所述系统还包括：

显示模块，用于将可辅助运行任务执行信息通过“画中画”形式进行显示。

作为本发明基于核电站机组智能监控系统的一种改进，所述显示模块还用于：

若所述判断模块判断所述核电机组为非正常运行，自动显示决策类信息供操作员选择。

作为本发明基于核电站机组智能监控系统的一种改进，所述系统还包括：

控制器，用于根据所述报警信息按预先设定的顺序进行控制操作。

作为本发明基于核电站机组智能监控系统的一种改进，所述控制器还用于：

根据核电站工况变化通过显示屏画面中的提醒按预先设定的顺序进行控制操作。

与现有技术相比，本发明基于核电站机组智能监控方法和系统具有以下有益技术效果：通过将获取监控场所中核电站机组运行的基础信息转化为可辅助运行任务执行信息并进行显示，根据预先定义的报警优先级设置将所述报警信息向主控室发送，实现了对核电站机组的智能监控。由于通过智能化计算技术对基础信息进行综合处理，在画面中仅显示可辅助运行任务执行的高层次信息，减少画面数量和降低信息密度，提高画面利用率。同时，由于利用自动判断逻辑，让报警信息的级别随着当前核电站机组的运行工况而动态改变，以达到将最重要的报警信息优先呈现给操作员。另外，由于采用了“画中画”技术、以及智能图符技术的应用，实现更为全面的基于核电站机组智能监控。该方法简单易行，取得很好的技术效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明一种基于核电站机组智能监控方法、装置及系统进行详细说明，其中：

图1提供了一种现行基于核电站机组智能监控方法的一个实例流程图。

图2提供了一种基于核电站机组智能监控方法的一个实例流程图。

图3提供了一种基于核电站机组智能监控系统的一个实例示意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当强调的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明的使用场合。

请结合参看图2，图2提供了一种基于核电站机组智能监控方法。包括：

步骤201，获取监控场所中核电站机组运行的基础信息。

监控摄像头实时采集核电站机组监控场所的视频数据，该视频数据为基础信息。

进一步的，获取监控场所中核电站机组设备的三维动态图符信息。

获取监控场所中核电站机组容器类设备的液位、温度以及压力模拟量信号信息。

获取监控场所中核电站机组泵类设备的启停指令、转速信号以及出口/入口流量模拟量信号信息。

步骤203，将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息并进行显示。

按照功能或用途通过智能化计算技术对基础信息进行综合处理，在有限尺寸的显示界面中仅显示为操作员提供可辅助运行任务执行的信息，以减少画面数量和降低信息密度，提高画面利用率。

相应的，获取监控场所中核电站机组容器类设备的液位、温度以及压力模拟量信号信息。将所述核电站机组容器类设备的液位、温度以及压力模拟量信号信息转化为表征核电站机组容器类设备内介质的状态信息。具体的，通过引入容器类设备相关的液位、温度和压力三类模拟量信号来表征容器内介质的状态，其中参数类型的数量选择可根据设备实际情况进行配置；需根据液位、温度和压力信号的变化情况提供容器类设备的三维动态显示方式，可考虑采用颜色填充、渐变、立体效果、数字显示等手段来实现。

获取监控场所中核电站机组泵类设备的启停指令、转速信号以及出口/入口流量模拟量信号信息。将核电站机组泵类设备的启停指令、转速信号以及出口/入口流量模拟量信号信息转化为表征核电站机组泵类设备启停和运行状态信息。具体的，通过引入泵类设备的启停指令、转速信号、出口或入口流量三类模拟量信号来表征泵类设备的启停和运行情况；需根据启停指令、转速信号、出口或入口流量的变化情况提供泵器类设备的三维动态显示方式，可采用颜色填充、进度条或旋转等手段来实现。

可选的，将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息，并通过“画中画”形式进行显示。

为平衡系统全局与局部之间的关系，在人机界面中将采用“画中画”技术，即一个屏幕中将包含一幅主画面加数幅相关的小画面，操作员在监视主画面的同时可以识别小画面中控制设备或参数的情况，如发现异常，可即时调用小画面作为主画面显示。

步骤205，判断所述可辅助运行任务执行信息是否包含两个以上的报警信息。

进一步的，若根据显示的所述可辅助运行任务执行信息判断所述核电机组为非正常运行，确定所述可辅助运行任务执行信息是否包含报警信息。若确定，则根据报警信息执行事故诊断。

步骤207，若是，则根据预先定义的报警优先级设置将所述报警信息向主控室发送。

进一步的，若所述可辅助运行任务执行信息包括两个以上的报警信息，根据预先定义的报警优先级设置对所述报警信息进行排序。在该方案中，事先制定报警优先级设置与相应工况或其他条件下的映射表。根据排序的先后，确定报警信息的重要性程度，从而向主控室操作员分别发送所述报警信息。

具体的，利用自动判断逻辑，使报警信息的优先级别随着当前机组的状态而动态改变，以达到将最重要的报警信息优先呈现给操作员。例如，核电站工况的改变，即根据当前电厂所处的工况自动改变报警的优先级。如报警A在RP工况下是红色，在RT工况下则为白色。再如，因果关系报警，其原理同多阈值报警优先级管理一样。当原因报警出来时自动降低结果报警的优先级。如上游供电报警出现时自动将下游供电故障的报警的优先级由红色自动变成黄色。例外情形是当因果报警出现后操纵员需要进行的主要操作是补偿后果而不是纠正原因时，则应该对原因报警进行降级以优先显示结果报警。

所谓多阈值报警，即对有多个阈值报警的参数，当高一级别的阈值报警出来之后，则所对应的低阈值报警级别自动降级，反之当高级别的报警消失后，则自动恢复低级别阈值报警级别。如当高高报警出来时则高报警由原来的红色自动变为白色，当高高报警消失时则高报警由白色自动恢复成红色。再有设备隔离报警，即对于由设备隔离而引起的报警，自动降低其优先级。如对一个原本优先级为红色的阀门故障报警，当该阀门隔离时，则自动将该报警降为白色。

可选的，若判断所述核电机组为非正常运行，自动显示决策类信息供操作员选择。在事故处理过程中提供决策类信息，减少操纵员的思考时间，同时也减少操纵员与计算机之间的信息转移和传递过程，提高操纵员的工作效率。

智能诊断功能可嵌入至智能化人机接口的各类信息元素中，例如将某组设备状态或某组判断条件的诊断结果嵌入至相关的操作规程界面中，操纵员无需通过复杂的层级调用和繁重的脑力计算，直接就可获取诊断结果，这些信息是实时运算的、具备高可靠性的支持信息。此外，自动诊断还能嵌入至各类画面、报警显示中，大大扩展了应用范围。

智能诊断特征还体现在其能够根据机组不同的工况状态进行自适应。最大程度保证了操纵员在任何情况下得到的诊断和综合信息都是可靠的。例如，当机组某些关键设备因为处于维修或备用状态时，智能诊断功能模块能够进行智能判断，剔除出某些参与运算的判断条件或是修正部分误差的参数等，从而得出准确结论。

进一步的，根据报警信息按预先设定的顺序进行控制操作。或者，根据核电站工况变化通过显示屏画面中的提醒按预先设定的顺序进行控制操作。

具体的，按预先设定好的顺序或按一定逻辑设定的顺序使控制动作逐次进行的控制。大屏幕智能调用，当电厂工况变化时，通过画面中的“工况指示器”的闪烁和声音来提醒操纵员，同时自动在预选的大屏幕上显示该工况对应的大屏幕画面，操纵员能通过该画面及时了解到相应参数/状态情况。

此外，该方案还可以通过规程动态信息集成显示、鼠标快速定位和智能多屏显示实现核电站机组的智能监控。

具体的，规程动态信息集成显示的核心技术是，在规程中嵌入能够反映开关量、模拟量、集成信息的动态元素，将规程指令中需要的信息直接动态显示在事故规程中，减少对配套画面的使用，避免用户注意力的分散，同时也节省了信息检索的时间，从而能够大大减轻用户负担。

规程中存在大量语句描述操作某个具体的设备，同时在其旁边又放置了该设备所在画面的导航链接。目的是指示操纵员通过导航链接链往画面后按要求操作某个具体的设备。为保证操纵员链往目标画面后能第一时间定位需进行操作或观察的设备。这类导航链接控件需开发具备鼠标快速定位的功能：即当操纵员点击此导航控件，所链往的目标画面打开时，鼠标会自动出现在该设备上并以一定形式闪烁，而不是由操纵员自行寻找该设备。

智能多屏显示多屏显示系统中，若干个屏幕之间的显示内容始终保持某种同步性以及联动性。当用户改变任何一个屏幕的显示内容时，与之有关联关系的其他屏幕显示内容也随之改变。一方面能够更加有效地显示操纵员所需要的内容；另一方面，操纵员可以通过对一个屏幕的操作来同时控制若干个相关屏幕的显示内容。

本发明实施例通过将获取监控场所中核电站机组运行的基础信息转化为可辅助运行任务执行信息并进行显示，最终显示的可辅助运行任务执行信息判断核电机组是否正常运行，实现了对核电站机组的智能监控。由于通过智能化计算技术对基础信息进行综合处理，在画面中仅显示可辅助运行任务执行的高层次信息，减少画面数量和降低信息密度，提高画面利用率。同时，由于利用自动判断逻辑，让报警信息的级别随着当前核电站机组的运行工况而动态改变，以达到将最重要的报警信息优先呈现给操作员。另外，由于采用了“画中画”技术、以及智能图符技术的应用，实现更为全面的基于核电站机组智能监控。

请结合参看图3，图3提供了一种基于核电站机组智能监控系统的一个实施例的示意图。包括：采集模块301、处理模块303、显示模块305以及判断模块307。具体的：

采集模块301，用于获取监控场所中核电站机组运行的基础信息。

采集模块301实时采集核电站机组监控场所的视频数据，该视频数据为基础信息。

进一步的，采集模块301获取监控场所中核电站机组设备的三维动态图符信息。

采集模块301获取监控场所中核电站机组容器类设备的液位、温度以及压力模拟量信号信息。

采集模块301获取监控场所中核电站机组泵类设备的启停指令、转速信号以及出口/入口流量模拟量信号信息。

处理模块303，用于将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息。

处理模块303按照功能或用途通过智能化计算技术对基础信息进行综合处理，在有限尺寸的显示界面中仅显示为操作员提供可辅助运行任务执行的信息，以减少画面数量和降低信息密度，提高画面利用率。

相应的，采集模块301在获取监控场所中核电站机组容器类设备的液位、温度以及压力模拟量信号信息之后。处理模块303将所述核电站机组容器类设备的液位、温度以及压力模拟量信号信息转化为表征核电站机组容器类设备内介质的状态信息。具体的，通过引入容器类设备相关的液位、温度和压力三类模拟量信号来表征容器内介质的状态，其中参数类型的数量选择可根据设备实际情况进行配置；需根据液位、温度和压力信号的变化情况提供容器类设备的三维动态显示方式，可考虑采用颜色填充、渐变、立体效果、数字显示等手段来实现。

采集模块301再获取监控场所中核电站机组泵类设备的启停指令、转速信号以及出口/入口流量模拟量信号信息之后。处理模块303将核电站机组泵类设备的启停指令、转速信号以及出口/入口流量模拟量信号信息转化为表征核电站机组泵类设备启停和运行状态信息。具体的，通过引入泵类设备的启停指令、转速信号、出口或入口流量三类模拟量信号来表征泵类设备的启停和运行情况；需根据启停指令、转速信号、出口或入口流量的变化情况提供泵器类设备的三维动态显示方式，可采用颜色填充、进度条或旋转等手段来实现。

判断模块305，用于判断所述可辅助运行任务执行信息是否包含两个以上的报警信息。

发送模块307，用于若所述判断模块判断所述可辅助运行任务执行信息包含两个以上的报警信息，则根据预先定义的报警优先级设置将所述报警信息向主控室发送。

可选的，该系统还包括显示模块，用于将可辅助运行任务执行信息通过“画中画”形式进行显示。进一步的，显示模块还用于：

若所述判断模块判断所述核电机组为非正常运行，自动显示决策类信息供操作员选择。

可选的，该系统还包括控制器，用于根据所述报警信息按预先设定的顺序进行控制操作。进一步的，控制器还用于根据核电站工况变化通过显示屏画面中的提醒按预先设定的顺序进行控制操作。

系统的实施方法和流程可以参见前述实施例中介绍的方法实施例，此处不再赘述。

结合以上对本发明的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明至少具有以下有益技术效果：通过将获取监控场所中核电站机组运行的基础信息转化为可辅助运行任务执行信息并进行显示，最终显示的可辅助运行任务执行信息判断核电机组是否正常运行，实现了对核电站机组的智能监控。由于通过智能化计算技术对基础信息进行综合处理，在画面中仅显示可辅助运行任务执行的高层次信息，减少画面数量和降低信息密度，提高画面利用率。同时，由于利用自动判断逻辑，让报警信息的级别随着当前核电站机组的运行工况而动态改变，以达到将最重要的报警信息优先呈现给操作员。另外，由于采用了“画中画”技术、以及智能图符技术的应用，实现更为全面的基于核电站机组智能监控。该方法简单易行，取得很好的技术效果。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (20)

1.一种基于核电站机组智能监控方法，其特征在于，所述方法包括：

获取监控场所中核电站机组运行的基础信息；

将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息并进行显示；

判断所述可辅助运行任务执行信息是否包含两个以上的报警信息；

若是，则根据预先定义的报警优先级设置将所述报警信息向主控室发送。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取监控场所中核电站机组运行的基础信息，还包括：

获取监控场所中核电站机组设备的三维动态图符信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取监控场所中核电站机组设备的三维动态图符信息，包括：

获取监控场所中核电站机组容器类设备的液位、温度以及压力模拟量信号信息。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取监控场所中核电站机组设备的三维动态图符信息，包括：

获取监控场所中核电站机组泵类设备的启停指令、转速信号以及出口/入口流量模拟量信号信息。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息并进行显示，包括：

将所述核电站机组容器类设备的液位、温度以及压力模拟量信号信息转化为表征核电站机组容器类设备内介质的状态信息。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息并进行显示，包括：

将核电站机组泵类设备的启停指令、转速信号以及出口/入口流量模拟量信号信息转化为表征核电站机组泵类设备启停和运行状态信息。

7.如权利要求1-6所述的任一方法，其特征在于，所述将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息并进行显示，包括：

将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息，并通过“画中画”形式进行显示。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若判断所述核电机组为非正常运行，自动显示决策类信息供操作员选择。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述报警信息按预先设定的顺序进行控制操作。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据核电站工况变化通过显示屏画面中的提醒按预先设定的顺序进行控制操作。

11.一种基于核电站机组智能监控系统，其特征在于，所述系统包括：

采集模块，用于获取监控场所中核电站机组运行的基础信息；

处理模块，用于将所述基础信息转化为可辅助运行任务执行信息；

判断模块，用于判断所述可辅助运行任务执行信息是否包含两个以上的报警信息；

发送模块，用于若所述判断模块判断所述可辅助运行任务执行信息包含两个以上的报警信息，则根据预先定义的报警优先级设置将所述报警信息向主控室发送。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述采集模块还用于：

获取监控场所中核电站机组设备的三维动态图符信息。

13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述采集模块还用于：

获取监控场所中核电站机组容器类设备的液位、温度以及压力模拟量信号信息。

14.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述采集模块还用于：

获取监控场所中核电站机组泵类设备的启停指令、转速信号以及出口/入口流量模拟量信号信息。

15.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述处理模块还用于：

将所述核电站机组容器类设备的液位、温度以及压力模拟量信号信息转化为表征核电站机组容器类设备内介质的状态信息。

16.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述处理模块还用于：

将核电站机组泵类设备的启停指令、转速信号以及出口/入口流量模拟量信号信息转化为表征核电站机组泵类设备启停和运行状态信息。

17.如权利要求11-16所述的任一系统，其特征在于，所述系统还包括：

显示模块，用于将可辅助运行任务执行信息通过“画中画”形式进行显示。

18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述显示模块还用于：

若所述判断模块判断所述核电机组为非正常运行，自动显示决策类信息供操作员选择。

19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

控制器，用于根据所述报警信息按预先设定的顺序进行控制操作。

20.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于：

根据核电站工况变化通过显示屏画面中的提醒按预先设定的顺序进行控制操作。