CN110970145A - 核电厂信息系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电厂信息系统，包括数据存储服务器用于获取并存储机组DCS数据，检验机组DCS数据的实时性，存储应用数据；智能辅助计算服务器用于对从数据存储服务器获取的机组DCS数据进行计算分析，并将计算结果通过统一的数据结构发送至应用服务器；应用服务器用于部署多个信息化应用，根据来自数据存储服务器的DCS数据和来自智能辅助计算服务器的计算结果为执行信息化应用提供输入；用户终端用于用来执行信息化应用。本发明的核电厂信息系统涵盖了电厂全部有信息化需求的应用，充分利用电厂现有的信息化系统和设备，集中管理各信息化应用，并设计统一的数据接口，实现了信息化应用的标准化管理。

Description

核电厂信息系统

技术领域

本发明涉及核电厂运行技术领域，尤其涉及一种核电厂信息系统。

背景技术

核电厂通常采用数字化仪控系统控制机组，越来越多的核电厂逐渐采用数字化应用。一方面可以充分发挥计算机数字化的优势，另一方面可以减轻操纵员的工作负荷，降低人因失误风险。数字化规程有助于提高操纵员的工作效率，提升核安全管理水平。

但是，随着各类的数字化系统应用，一些问题也逐渐暴露出来。主要表现在：

1、目前数字化规程多是直接嵌入在机组DCS中，数字化规程需要占用DCS服务器存储空间和计算资源，增加了DCS的负荷，甚至影响DCS的稳定性。此外，数字化规程升级只能在机组大修时的窗口进行，程序维护不方便。

2、电厂运行过程中存在多种运行规程，比如正常运行规程、定期试验规程、维修规程、报警卡、应急运行规程、运行人员巡检程序等。现有的模式下，电厂通常针对某个规程单独开发出相应的数字化规程系统。每个系统都需要重复配置硬件资源，如服务器、信息化终端等。各数字化规程系统并行存在，但各系统的数据需求和硬件配置上是存在重叠的，从资源配置角度，计算机资源重复配置利用率不高造成浪费。

3、各数字化化规程系统独立存在，各系统的需求和管理又各有差异，程序架构均需要单独配置，缺乏统一的规划和设计，各电厂管理困难；

4、对于规程使用人员来说，同时使用多个数字化规程终端，需要学习和适应不同的软件系统和硬件设备的操作，使用不便。

5、现有的数字化规程系统仅为某一个规程单独开发定制的，各系统之间的兼容性差，不利于系统的升级和拓展。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中数字化规程占用DCS资源、多个数字化规程系统并行存在导致计算机资源重复配置、电厂数字化规程系统后期拓展困难的问题，提供一种核电厂信息系统，该信息系统的应用对象涵盖了电厂全部有信息化需求的规程，充分利用电厂现有的信息化系统和设备，采用独立于DCS系统的的网络，统筹配置系统硬件设备，集中管理各信息化应用，并设计统一的数据接口，实现了信息化应用的标准化管理。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电厂信息系统，包括数据存储服务器、智能辅助计算服务器、应用服务器和用户终端，也包括相关信息化应用使用的场景。

所述数据存储服务器用于获取并存储机组DCS数据，检验机组DCS数据的实时性，为各信息化规程应用提供数据服务，存储应用数据；

所述智能辅助计算服务器用于对从所述数据存储服务器获取的机组DCS数据进行计算分析，并将计算结果通过统一的数据结构发送至所述应用服务器，为所述应用服务器提供智能辅助计算；

所述应用服务器用于部署信息化应用，根据来自所述数据存储服务器的DCS数据和来自所述智能辅助计算服务器的计算结果执行所述多种信息化应用，并将执行过程中生成的应用数据存储在所述数据存储服务器；

所述用户终端用于执行信息化应用，其中，不同用户可根据、工作需求实现不同信息化应用之间的切换。

在本发明提供的核电厂信息系统中，所述数据存储服务器通过信息化专用局域网络向电厂工业网络获取所述机组DCS数据。

在本发明提供的核电厂信息系统中，所述智能辅助计算服务器提供的智能辅助计算包括机组大数据趋势分析计算、基于大数据的异常工况辅助判定计算、定期试验辅助计算。

在本发明提供的核电厂信息系统中，所述信息化应用包括信息化规程(所述信息化规程应用包括事故规程信息化应用、主控室智能巡检应用、运行规程信息化应用、维修规程信息化应用和定期试验规程信息化应用)、基于大数据和专家诊断的机组异常工况辅助判定、设备状态智能监控、趋势预测等。

在本发明提供的核电厂信息系统中，所述用户终端包括固定终端和移动终端，所述用户包括应用执行用户、应用管理安全监管用户、系统管理用户。

在本发明提供的核电厂信息系统中，所述用户终端用于根据用户的授权角色，通过无线网络连接所述应用数据服务器，获取对应的信息化应用所需的电子文档。

在本发明提供的核电厂信息系统中，所述用户终端还用于在执行对应的信息化应用时，查看执行进程、实时显示并记录执行情况，并将执行情况上传至所述应用服务器。

在本发明提供的核电厂信息系统中，所述用户终端还用于通过通知的方式显示多个移动终端之间的信息交流。

在本发明提供的核电厂信息系统中，所述用户终端还用于在执行到特定操作点时，显示所述操作点的历史数据及相关注意事项。

本发明的核电厂信息系统，具有以下有益效果：该系统全局考虑各信息化应用，各应用的统一规划和资源集中配置，实现信息化应用的集中统一管理，避免了资源的浪费；该信息系统按照数据、计算、应用、终端分开配置的原则进行设计，实现了共性资源的集中配置，有利于提高数据、资源、应用和设备的使用率；该系统的数据层、计算层、应用层和终端层各层之间采用标准格式数据进行接口，后期信息化应用的部署方便，有利于软件平台的拓展；该系统独立布置于机组DCS之外，不依赖DCS资源，消除对DCS的影响；同时，采用单独的专用网络，硬件资源维护、升级更加方便；该系统独立配置智能辅助计算服务器，将数据量和计算量较大的工作通过智能辅助运算独立配置，一方面提高应用系统的速度，另一方面有利于计算资源的重复利用；将机组DCS数据和应用数据统一部署在数据层的服务器，统一管理，有利于系统数据的安全性；该系统采用统一的终端，各个系统公用终端，使用方便，提高终端的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是本发明一实施例提供的核电厂信息系统的原理图；

图2是本发明一实施例提供的核电厂信息系统的软件架构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

图1是本发明一实施例提供的核电厂信息系统的原理图，图2是本发明一实施例提供的核电厂信息系统的软件架构图；如图1所示，本发明提供的核电厂信息系统采用独立于电厂DCS之外的专用局域网运行，包括数据存储服务器10、智能辅助计算服务器20、应用服务器30和用户终端(40、50)、打印机(图中未示出)以及网络连接所需的各类有线和无线网络设备。信息化应用专用局域网络可以使用核电厂的管理网或内部网络，以充分利用已有的网络资源。系统所需的服务器、网关、终端等，均采用主从冗余配置，确保该系统的稳定性。

具体地，在本发明一实施例中，所述数据存储服务器10用于获取并存储机组DCS数据，检验机组DCS数据的实时性，各信息化应用提供数据服务，存储应用数据。进一步地，数据存储服务器10通过信息化应用专用局域网络向电厂工业网络获取所述机组DCS数据，该系统所需的机组DCS数据通过设置在信息化应用专用网络和电厂工业网络之间的单向网关实时获取，从工业网络的安全性考虑，该网关实现了机组数据向信息化应用专用网络之间的数据单向传输。

具体地，在本发明一实施例中，所述智能辅助计算服务器20用于对从所述数据存储服务器获取的机组DCS数据进行计算分析，并将计算结果通过统一的数据结构发送至所述应用服务器，为所述应用服务器提供智能辅助计算。进一步地，所述智能辅助计算服务器提供的智能辅助计算包括机组大数据趋势分析计算、基于大数据的异常工况辅助判定计算、定期试验辅助计算。通过智能辅助计算服务器，可以提供集中的大数据分析和大量计算服务，如大数据和人工智能计算等。从数据服务器获取的数据通过计算分析，将计算结果通过统一的数据结构提供给应用服务器，为1个或多个应用平台提供智能辅助计算。具体应用如机组大数据趋势分析计算、基于大数据的异常工况辅助判定计算、定期试验辅助计算、其他辅助计算等，这些智能辅助计算用于机组状态辅助诊断、发现异常机组设备和参数、经验反馈关键点提醒、或者通过智能计算给出规程的推荐操作等。

具体地，在本发明一实施例中，所述应用服务器30用于部署多个信息化应用，根据来自所述数据存储服务器的DCS数据和来自所述智能辅助计算服务器的计算结果执行所述多个信息化应用，并将执行过程中生成的应用数据存储在所述数据存储服务器。进一步地，在本发明一实施例中，信息化应用包括信息化规程(所述信息化规程应用包括事故规程信息化应用、主控室智能巡检应用、运行规程信息化应用、维修规程信息化应用和定期试验规程信息化应用)、基于大数据和专家诊断的机组异常工况辅助判定、设备状态智能监控、趋势预测等。应用服务器按照标准格式接口从数据服务器获取机组DCS数据，各信息化应用所需的大数据分析和智能计算服务由智能辅助计算服务器提供。应用服务器与智能辅助计算服务器之间的数据通讯均采用统一的标准格式，可实现新增应用拓展性。采用账号登陆各信息化应用，集中权限管理，可以根据账号需求配置各平台的权限。

具体地，在本发明一实施例中，所述用户终端用于执行信息化应用，其中，不同用户根据工作需求实现不同信息化应用之间的切换。进一步地，用户终端包括多个固定终端和移动终端，用户终端是系统的输入和输出设备，其用户包括应用执行用户、应用管理安全监管用户、系统管理用户等，各用户根据不同工作需求实现应用切换。其中，应用执行用户通过终端可以在终端上打开相应的应用，具体实现应用操作包括：信息化规程执行、机组参数和状态显示、数据录入、机组异常工况辅助判定、设备状态智能监控、趋势预测等；系统管理用户可以通过终端实现应用平台的配置和管理。

具体地，在本发明一实施例中，信息化应用执行时，各用户能通过终端上进行信息交流、任务分发、监视任务完成情况等，以提高执行应用过程中的整体协作性。进一步地，所述用户终端用于根据用户的授权角色，通过网络连接所述应用数据服务器，获取对应的信息化应用所需的电子文档；用于在执行对应的信息化应用时，查看执行进程、实时显示并记录执行情况，并将相关记录上传至所述应用服务器；还用于通过通知的方式显示多个用户终端之间的信息交流；还用于在执行到特定操作点时，显示所述操作点的历史数据和注意事项。

下面以事故规程信息化应用为例来具体说明本系统的功能。将事故规程信息化应用部署在信息化规程系统的应用服务器，机组DCS数据通过数据服务器利用单向网关从工业网络中获取，机组状态智能诊断计算由智能辅助计算服务器完成，终端包括OP1终端、OP2终端、US终端、STA/SS终端、现场操作员终端、备用终端、应急中心技术支持终端等。采用平板电脑作为移动终端。

该系统可以实现以下功能：

(1)事故规程的信息化操作

移动终端通过无线网络连接数据层的应用数据服务器，获取事故规程电子文档。执行事故规程时，操纵员直接使用移动终端查看规程，并在移动终端上记录指令执行情况，实现事故规程的信息化操作。

(2)移动终端自动上传操作记录

移动终端自动实时保存操纵员的操作行为并上传至应用服务器。移动终端所记录的操作信息包括而不限于规程执行记录、序列执行时间、序列执行次数、现场录音、机组关键状态参数等。

电站各级应急组织也可以通过登陆终端的方式，根据授权实时查看事故规程的执行进度，进行辅助分析诊断，实现对规程走向的准确掌握和多重验证，提供更为及时的技术建议及处理措施，有效提升应急效能。

(3)多人协作执行规程

事故规程的执行需要多人协同，该系统可连接多个移动终端，各移动终端用户通过加密口令登录事故规程信息系统，按照用户的角色授权显示各自需执行的规程，如OP1执行一回路操纵员规程，OP2执行二回路操纵员规程，US执行协调员规程，现场操作员执行现场操作指令等。从而实现信息化规程的多人协同执行。

(4)移动终端之间实现沟通交流

执行事故规程时，多个移动终端之间通过短消息功能实现信息交流。对于事故规程中规定的交流内容，采用通知的形式在信息接收方的移动终端上显示，提高沟通效果。

(5)现场操作单的远程派发和执行情况记录

利用该信息化规程网络，终端之间可实现任务的分发。如操纵员的终端可以将需执行的现场操作单的分发给现场操作员。现场操作员不需要回到主控室领取纸质的操作单，只需使用现场移动终端接收主控室操纵员发送的信息化操作单即可，执行完现场操作后在移动终端上确认操作单已完成。系统自动记录操作单的发放和完成情况，主控操纵员通过终端可以实时查询该信息。

(6)机组状态的智能辅助计算显示。

在计算层部署智能辅助计算服务器，事故规程信息化系统可以实时读取机组关键状态参数、安全系统功能状态等，对机组功能状态进行诊断，如安全相关系统的运行情况。还可以对异常参数或工况进行辅助判定。将诊断结果显示在操纵员的终端上，操纵员只需确认该结果，便可继续执行规程，可以有效提高规程的执行效率。

(7)经验反馈反馈查询

在事故规程文档中通过设置弹窗链接的方式，操纵员通过移动终端有效的获取该操作点的历史经验反馈，可以及时提醒操纵员关注操作要点。

与现有技术相比，本发明提供的核电厂信息系统具有如下优点：

1.该系统全局考虑各信息化应用，各应用的统一规划和资源集中配置，实现信息化应用的集中统一管理，避免了资源的浪费；

2.该系统按照数据、计算、应用、终端分开配置的原则进行设计，实现了共性资源的集中配置，有利于提高数据、资源、应用和设备的使用率；

3.该系统的数据层、计算层、应用层和终端层各层之间采用标准格式数据进行接口，后期信息化应用的部署方便，有利于软件平台的拓展；

4.该系统独立布置于机组DCS之外，不依赖DCS资源，消除对DCS的影响；同时，采用单独的专用网络，硬件资源维护、升级更加方便；

5.该系统独立配置智能辅助计算服务器，将数据量和计算量较大的工作通过智能辅助运算独立配置，一方面提高应用系统的速度，另一方面有利于计算资源的重复利用；

6.将机组DCS数据和应用数据统一部署在数据层的服务器，统一管理，有利于系统数据的安全性；

7.该系统采用统一的终端，各个系统公用终端，使用方便，提高终端的利用率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AbbessMemory，RAM)等。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

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 (9)

1.一种核电厂信息系统，其特征在于，包括数据存储服务器、智能辅助计算服务器、应用服务器和用户终端，

所述数据存储服务器用于获取并存储机组DCS数据，检验机组DCS数据的实时性，存储应用数据；

所述智能辅助计算服务器用于对从所述数据存储服务器获取的机组DCS数据进行计算分析，并将计算结果通过统一的数据结构发送至所述应用服务器，为所述应用服务器提供智能辅助计算；

所述应用服务器用于部署信息化应用，根据来自所述数据存储服务器的DCS数据和来自所述智能辅助计算服务器的计算结果执行所述信息化应用，并将执行过程中生成的应用数据存储在所述数据存储服务器；

所述用户终端用于执行信息化应用，其中，不同用户可根据工作需求实现不同信息化应用之间的切换。

2.根据权利要求1所述的核电厂信息系统，其特征在于，所述数据存储服务器通过信息化应用专用局域网络向电厂工业网络获取所述机组DCS数据。

3.根据权利要求1所述的核电厂信息系统，其特征在于，所述智能辅助计算服务器提供的智能辅助计算包括机组大数据趋势分析计算、基于大数据的异常工况辅助判定计算、定期试验辅助计算等。

4.根据权利要求1所述的核电厂信息系统，其特征在于，所述信息化应用包括信息化规程，所述信息化规程应用包括事故规程信息化应用、主控室智能巡检应用、运行规程信息化应用、维修规程信息化应用和定期试验规程信息化应用、基于大数据和专家诊断的机组异常工况辅助判定、设备状态智能监控、趋势预测。

5.根据权利要求1所述的核电厂信息系统，其特征在于，所述用户终端包括固定终端和移动终端，所述用户包括应用执行用户、应用管理安全监管用户、系统管理用户。

6.根据权利要求5所述的核电厂信息系统，其特征在于，所述用户终端用于根据用户的授权角色，通过网络连接所述应用数据服务器，获取对应的信息化应用所需的电子文档。

7.根据权利要求6所述的核电厂信息系统，其特征在于，所述用户终端还用于在执行对应的信息化应用时，查看执行进程、实时显示并记录执行情况，并将执行情况上传至所述应用服务器。

8.根据权利要求6所述的核电厂信息系统，其特征在于，所述用户终端还用于通过通知的方式显示多个用户终端之间的信息交流。

9.根据权利要求6所述的核电厂信息系统，其特征在于，所述用户终端还用于在执行到特定操作点时，显示所述操作点的历史数据及相关注意事项。

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