CN111338927A - 核电软件高效耦合分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种核电软件高效耦合分析系统，包括：配置管理模块，对核电计算程序及其附属程序进行统一配置管理，并进行程序添加/移除；程序控制模块，具有至少一个程序控制接口，以对至少一个核电计算程序进行耦合计算控制；数据交换模块，具有至少一个数据交换接口，以对至少一个核电计算程序进行耦合数据管理；结果管理模块，接收并保存运行结果，并对运行结果进行统一管理。本发明能够对核电软件中各个计算程序进行统一配置和管理，实现计算程序的灵活添加、卸载，多个计算程序互相耦合运行，统一的运行控制，程序间数据的实时交互，以及多程序计算结果的统一管理，从而为核电软件耦合分析提供一个稳定且高效的平台系统。

Description

核电软件高效耦合分析系统

技术领域

本发明涉及核电软件测试技术领域，特别涉及一种核电软件高效耦合分析系统。

背景技术

核电专用软件主要用在核电厂设计和核安全评审，软件研发投入大、周期长，软件质量关系到核电厂的设计安全性。因此核电软件的开发和评估过程非常严格，可靠性要求极高。因此，开发一套核电软件综合计算分析应用平台，实现软件的集成，为用户提供一个界面完善、功能丰富的核电设计与安全分析产品非常有意义和价值。而在核电软件计算分析平台的研发中，如何支持热工水力，物理计算等多核电软件之间相互耦合，统一计算，并进行协同分析和维护，也成为一个核心问题。

当前在核电厂的设计过程中，主要采用分专业、分系统对反应堆物理、热工水力和仪控等分别进行设计和计算分析的方式。由于对不同专业和系统设计中选取的分析软件不同，且无统一的耦合手段，在分析时主要采用各系统假定边界条件的方法，系统间耦合分析较为困难。

针对以上问题，相关技术中提出了一种核电软件测试系统，主要执行流程为：对测试项目进行预处理；对测试对象进行识别；向与测量对象有关的变量赋值；测试执行并生成测试结果；对测试结果进行管理。然而，该技术只支持单一核电计算程序的识别和测试，未涉及对测试程序的运行控制和同步周期管理。此外，该技术无法支持多计算程序的耦合集成测试，也无法实现多测试程序的数据共享，无法进行多程序联合运行控制和结果管理。也即，该技术未涉及对多个核电软件的联合运行或集成测试。

另一种相关技术提出一种核电仿真系统集成工程软件的方法和核电仿真系统，主要执行流程包括：创建数据交换机制，创建同步运行机制，建立标识变量，判断是否为首次调用所述工程分析软件等。然而，该技术只支持单一仿真程序的集成，无法支持多计算程序的耦合集成测试，不支持针对多程序的数据共享，联合运行控制和结果管理。也即，该技术无法适用于多个核电计算程序的耦合运行，数据交互和联合运行控制的场景。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种核电软件高效耦合分析系统，该系统能够对核电软件中各个计算程序进行统一配置和管理，实现计算程序的灵活添加、卸载，多个计算程序互相耦合运行，统一的运行控制，程序间数据的实时交互，以及多程序计算结果的统一管理，从而为核电软件耦合分析提供一个稳定且高效的平台系统。

为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种核电软件高效耦合分析系统，包括：配置管理模块，用于对计算程序集中的至少一个核电计算程序及其附属程序进行统一配置管理，并对所述计算程序集进行程序添加/移除；程序控制模块，所述程序控制模块具有至少一个程序控制接口，所述程序控制模块通过所述至少一个程序控制接口一一对应地与所述计算程序集中的至少一个核电计算程序相连，用于对所述至少一个核电计算程序进行耦合计算控制；数据交换模块，所述数据交换模块具有至少一个数据交换接口，所述数据交换模块通过所述至少一个数据交换接口一一对应地与所述计算程序集中的至少一个核电计算程序相连，用于对所述至少一个核电计算程序进行耦合数据管理；结果管理模块，与所述至少一个核电计算程序相连，用于接收并保存所述至少一个核电计算程序的运行结果，并对所述运行结果进行统一管理。

另外，根据本发明上述实施例的核电软件高效耦合分析系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述配置管理模块对计算程序集中需要耦合的核电计算程序及其附属程序进行统一配置管理，包括：对核电计算程序所属用户标识、程序路径、网络参数、及计算的同步周期进行配置。

在一些示例中，所述配置管理模块还用于对程序控制模块、数据交换模块及结果管理模块进行网络参数配置。

在一些示例中，所述程序控制模块用于：对所述至少一个核电计算程序中的部分或全部进行暂停计算或继续运算或停止运算操作，并对所述至少一个核电计算程序中的部分或全部进行速率可设置的加速、减速操作。

在一些示例中，所述程序控制模块还用于：对所述计算程序集中的任意一个核电计算程序下达工况点保存指令，以在重新启动该核电计算程序时，选择保存过的工况点继续进行计算。

在一些示例中，所述数据交换模块用于：对所述至少一个核电计算程序中的部分或全部进行计算数据保存、监测和修改。

在一些示例中，所述数据交换模块还包括：共享数据缓冲区，所述共享数据缓冲区用于保存所述计算程序集中需要实时监测和修改的计算数据，以进行计算数据的跨程序间实时共享和交互、程序间的数据干涉和数据比较，以及多程序事件响应。

在一些示例中，所述数据交换模块还用于通过所述至少一个数据交换接口对所述至少一个核电计算程序的运行数据进行注册和管理，并将对应的结果保存在所述共享数据缓冲区。

在一些示例中，所述至少一个核电计算程序可通过所述至少一个数据交换接口从所述共享数据缓冲区中获取其对应修改后的计算数据或者其他核电计算程序的计算数据，以实现数据耦合。

在一些示例中，所述结果管理模块用于将所述至少一个核电计算程序在计算过程中生成的日志文件、错误报告、历史数据进行保存和管理，并对所述日志文件、错误报告、历史数据进行分析，生成所述至少一个计算程序或跨程序的结果报告、事件和错误分析报告。

根据本发明实施例的核电软件高效耦合分析系统，具有如下有益效果：

1.实现了核电软件中各个计算程序的统一配置和管理，任意新开发或新引入的计算程序均可高效、快速的配置到耦合计算系统中；

2.实现了计算程序的灵活添加、卸载，任意计算程序都可以随时添加到耦合计算程序集合中，也可以即时卸载，而无需停止其它计算程序的计算；

3.实现了对多个耦合运行的计算程序进行运行控制，可以单独对一到多个计算程序下达暂停、工况点保存等指令；

4.实现了计算程序间数据的实时交互，任意计算程序均可获取其它计算程序的相关计算数据实时值，进而实现程序间的干涉和事件控制；

5.实现了对计算程序的计算结果统一管理，便于从整体上分析整个耦合计算系统是否满足期望值；

6.为核电软件平台提供了架构基础和统一接口，为核电软件平台其它功能的研发创造了基础条件。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的核电软件高效耦合分析系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图描述根据本发明实施例的核电软件高效耦合分析系统。

图1是根据本发明一个实施例的核电软件高效耦合分析系统的结构框图。如图1所示，该核电软件高效耦合分析系统包括：配置管理模块110、程序控制模块120、数据交换模块130和结果管理模块140。

其中，配置管理模块110用于对计算程序集中的至少一个核电计算程序及其附属程序进行统一配置管理，并对计算程序集进行程序添加/移除，例如，将新的核电计算程序添加至程序集，或者从程序集中移除核电计算程序。其中，至少一个核电计算程序指一个或多个核电计算程序，如图1所示的示例中，至少一个核计算电程序包括核电计算程序1和核电计算程序2，当然，核电计算程序的数量不限于此，可根据实际需求设置，此处仅是示例性展示。

具体地，在本发明的一个实施例中，配置管理模块110对计算程序集中需要耦合的核电计算程序及其附属程序进行统一配置管理，具体包括：对核电计算程序所属用户标识、程序路径、网络参数、计算的同步周期进行配置。举例而言，如图1所示，即配置管理模块110分别对核电计算程序1和核电计算程序2所属用户标识、程序路径、网络参数、及计算的同步周期进行配置。

程序控制模块120具有至少一个程序控制接口，程序控制模块120通过至少一个程序控制接口一一对应地与计算程序集中的至少一个核电计算程序相连，用于对至少一个核电计算程序进行耦合计算控制。其中，至少一个程序控制接口指一个或多个程序控制接口，如图1所示的示例，至少一个程序控制接口例如包括但不限于程序控制接口121和程序控制接口122，程序控制接口121和程序控制接口122分别一一对应地与一个核电计算程序相连。例如图1所示，程序控制接口121对应与核电计算程序1相连，程序控制接口122对应与核电计算程序2相连。换言之，即程序控制接口负责将各个核电计算程序与程序控制模块120相关联，程序控制模块120通过程序控制接口对一或多个耦合运行的核电计算程序进行运行控制。其中，每个核电计算程序对应连接一个程序控制接口。

在本发明的一个实施例中，程序控制模块120用于：对至少一个核电计算程序中的部分或全部进行暂停计算或继续运算或停止运算等操作，并对至少一个核电计算程序中的部分或全部进行速率可设置的加速、减速等操作。举例而言，如图1所示，即可以对核电计算程序1或核电计算程序2单独进行暂停计算或继续运算或停止运算操作，并对核电计算程序1或核电计算程序2单独进行速率可设置的加速、减速操作；也可以对核电计算程序1和核电计算程序2同时进行暂停计算或继续运算或停止运算操作，并对核电计算程序1和核电计算程序2同时进行速率可设置的加速、减速操作。

在本发明的一个实施例中，程序控制模块120还用于：对计算程序集中的任意一个核电计算程序下达工况点保存指令，以在重新启动该核电计算程序时，可以选择保存过的工况点继续进行计算。

换言之，即程序控制模块120对多个核电计算程序进行耦合计算控制。针对同时运行的多个核电计算程序，程序控制模块120可以对其中任意一到多个计算程序，或者对计算程序全集，进行暂停计算、继续运算、停止运算等运行控制，并且可以针对各个核电计算程序子集进行速率可设置的加速、减速等操作。此外，程序控制模块120还可以对计算程序集中的任意程序下达工况点保存指令，在重新启动该计算程序时，可以选择保存过的工况点继续进行计算。

数据交换模块130具有至少一个数据交换接口，数据交换模块130通过至少一个数据交换接口一一对应地与计算程序集中的至少一个核电计算程序相连，用于对至少一个核电计算程序进行耦合数据管理。其中，至少一个数据交换接口指一个或多个数据交换接口，如图1所示的示例，至少一个数据交换接口例如包括但不限于数据交换接口131和数据交换接口132，数据交换接口131和数据交换接口132分别一一对应地与一个核电计算程序相连。例如图1所示，数据交换接口131对应与核电计算程序1相连，数据交换接口132对应与核电计算程序2相连。

在本发明的一个实施例中，数据交换模块130用于：对至少一个核电计算程序中的部分或全部进行计算数据保存、监测和修改。举例而言，即可对核电计算程序1或核电计算程序2单独进行计算数据保存、监测和修改；也可对核电计算程序1和核电计算程序2同时进行计算数据保存、监测和修改。

数据交换模块130还包括共享数据缓冲区(图中未示出)。共享数据缓冲区用于保存计算程序集中需要实时监测和修改的计算数据，以进行计算数据的跨程序间实时共享和交互、程序间的数据干涉和数据比较，以及多程序事件响应。

在本发明的一个实施例中，数据交换模块130还用于通过至少一个数据交换接口对至少一个核电计算程序的运行数据进行注册和管理，并将对应的结果保存在共享数据缓冲区。举例而言，例如数据交换模块130可通过数据交换接口131对核电计算程序1的运行数据进行注册和管理，并将对应的结果保存在共享数据缓冲区中；数据交换模块130可通过数据交换接口132对核电计算程序2的运行数据进行注册和管理，并将对应的结果保存在共享数据缓冲区中。

在本发明的一个实施例中，至少一个核电计算程序可通过至少一个数据交换接口从共享数据缓冲区中获取其对应修改后的计算数据或者其他核电计算程序的计算数据，以实现数据耦合。举例而言，例如，核电计算程序1可通过数据交换接口131从共享数据缓冲区中获取其对应修改后的计算数据或者其他核电计算程序(如核电计算程序2)的计算数据，以实现数据耦合；核电计算程序2可通过数据交换接口132从共享数据缓冲区中获取其对应修改后的计算数据或者其他核电计算程序(如核电计算程序1)的计算数据，以实现数据耦合。

换言之，即数据交换模块130对多个核电计算程序进行耦合数据管理。针对同时运行的多个核电计算程序，数据交换模块130可以对任意计算程序集中的计算数据进行保存、监测和修改。数据交换模块130还提供共享数据缓冲区，保存所有计算程序集中需要实时监测和修改的计算数据，从而实现计算数据的跨程序间实时共享和交互，以程序间的数据干涉和数据比较，以及多程序事件响应。

数据交换接口将各个核电计算程序与数据交换模块130相关联，数据交换模块130通过数据交换接口对各个核电计算程序的运行数据进行注册和管理，并将其保存在共享数据缓冲区。各个核电计算程序也可通过数据交换接口从共享数据缓冲区中取得修改后的计算数据或者其他核电计算程序的数据，从而实现数据耦合。

结果管理模块140，与至少一个核电计算程序相连，用于接收并保存至少一个核电计算程序的运行结果，并对运行结果进行统一管理。

具体地，在本发明的一个实施例中，结果管理模块140用于将至少一个核电计算程序在计算过程中生成的日志文件、错误报告、历史数据进行保存和管理，并对日志文件、错误报告、历史数据进行分析，生成至少一个计算程序或跨程序的结果报告、事件和错误分析报告等。

在本发明的一个实施例中，配置管理模块110还用于对程序控制模块120、数据交换模块130及结果管理模块140进行网络参数配置。换言之，即配置管理模块110对核电软件高效耦合分析系统中的其他模块和子模块进行网络参数配置。

综上，该系统可以为核电厂或核动力装置在设计和安全分析中提供多计算程序耦合和联合分析的功能模块和相应接口，实现在一个系统中核电厂或核动力装置涉及的各类计算分析程序的统一配置、程序协同运行控制、各程序数据交互和数据共享、计算结果数据抽取与统一分析管理等功能。此外，该系统涉及到的各组成功能实体对应模块，可为核电软件计算分析平台提供统一的开发接口，实现健壮的底层架构，提高平台的可扩展性和易用性。在实际应用中，可作为一套软件基础设施，为核电软件计算分析平台提供支持，为多进程、多线程的运行控制以及可视化的后处理分析提供基础的技术保障。

总的来说，该系统可以为计算程序提供了统一规范的接口进行程序控制和数据交换，方便新的计算程序进行系统集成；另一方面，程序在运行过程中可以通过数据交换接口交换数据，数据交换实时进行，可实现高精度，高灵活性的耦合分析；另外，该系统可以对多个耦合运行的计算程序进行联合运行控制，可以单独控制一到多个计算程序停止或继续运行，或进行工况点保存；进一步地，该系统可以便捷的增加或删除核电计算程序，灵活高效的进行计算场景搭建并在新构建的计算环境下进行耦合分析，无需停止其它计算程序的计算；进一步地，该系统可以通过配置管理模块对程序的耦合变量和耦合计算时长进行设置，实现个性化设置，针对不同的计算对象实现适应性配置，更加符合不同堆型、不同系统设计分析的要求；进一步地，该系统可以对计算程序的计算结果统一管理，能从整体上分析整个耦合计算系统。

根据本发明实施例的核电软件高效耦合分析系统，具有如下有益效果：

1.实现了核电软件中各个计算程序的统一配置和管理，任意新开发或新引入的计算程序均可高效、快速的配置到耦合计算系统中；

2.实现了计算程序的灵活添加、卸载，任意计算程序都可以随时添加到耦合计算程序集合中，也可以即时卸载，而无需停止其它计算程序的计算；

3.实现了对多个耦合运行的计算程序进行运行控制，可以单独对一到多个计算程序下达暂停、工况点保存等指令；

4.实现了计算程序间数据的实时交互，任意计算程序均可获取其它计算程序的相关计算数据实时值，进而实现程序间的干涉和事件控制；

5.实现了对计算程序的计算结果统一管理，便于从整体上分析整个耦合计算系统是否满足期望值；

6.为核电软件平台提供了架构基础和统一接口，为核电软件平台其它功能的研发创造了基础条件。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种核电软件高效耦合分析系统，其特征在于，包括：

配置管理模块，用于对计算程序集中的至少一个核电计算程序及其附属程序进行统一配置管理，并对所述计算程序集进行程序添加/移除；

程序控制模块，所述程序控制模块具有至少一个程序控制接口，所述程序控制模块通过所述至少一个程序控制接口一一对应地与所述计算程序集中的至少一个核电计算程序相连，用于对所述至少一个核电计算程序进行耦合计算控制；

数据交换模块，所述数据交换模块具有至少一个数据交换接口，所述数据交换模块通过所述至少一个数据交换接口一一对应地与所述计算程序集中的至少一个核电计算程序相连，用于对所述至少一个核电计算程序进行耦合数据管理；

结果管理模块，与所述至少一个核电计算程序相连，用于接收并保存所述至少一个核电计算程序的运行结果，并对所述运行结果进行统一管理。

2.根据权利要求1所述的核电软件高效耦合分析系统，其特征在于，

所述配置管理模块对计算程序集中需要耦合的核电计算程序及其附属程序进行统一配置管理，包括：对核电计算程序所属用户标识、程序路径、网络参数、及计算的同步周期进行配置。

3.根据权利要求1或2所述的核电软件高效耦合分析系统，其特征在于，所述配置管理模块还用于对程序控制模块、数据交换模块及结果管理模块进行网络参数配置。

4.根据权利要求1所述的核电软件高效耦合分析系统，其特征在于，所述程序控制模块用于：对所述至少一个核电计算程序中的部分或全部进行暂停计算或继续运算或停止运算操作，并对所述至少一个核电计算程序中的部分或全部进行速率可设置的加速、减速操作。

5.根据权利要求4所述的核电软件高效耦合分析系统，其特征在于，所述程序控制模块还用于：对所述计算程序集中的任意一个核电计算程序下达工况点保存指令，以在重新启动该核电计算程序时，选择保存过的工况点继续进行计算。

6.根据权利要求1所述的核电软件高效耦合分析系统，其特征在于，所述数据交换模块用于：对所述至少一个核电计算程序中的部分或全部进行计算数据保存、监测和修改。

7.根据权利要求6所述的核电软件高效耦合分析系统，其特征在于，所述数据交换模块还包括：

共享数据缓冲区，所述共享数据缓冲区用于保存所述计算程序集中需要实时监测和修改的计算数据，以进行计算数据的跨程序间实时共享和交互、程序间的数据干涉和数据比较，以及多程序事件响应。

8.根据权利要求7所述的核电软件高效耦合分析系统，其特征在于，所述数据交换模块还用于通过所述至少一个数据交换接口对所述至少一个核电计算程序的运行数据进行注册和管理，并将对应的结果保存在所述共享数据缓冲区。

9.根据权利要求7或8所述的核电软件高效耦合分析系统，其特征在于，其中，所述至少一个核电计算程序可通过所述至少一个数据交换接口从所述共享数据缓冲区中获取其对应修改后的计算数据或者其他核电计算程序的计算数据，以实现数据耦合。

10.根据权利要求1所述的核电软件高效耦合分析系统，其特征在于，所述结果管理模块用于将所述至少一个核电计算程序在计算过程中生成的日志文件、错误报告、历史数据进行保存和管理，并对所述日志文件、错误报告、历史数据进行分析，生成所述至少一个计算程序或跨程序的结果报告、事件和错误分析报告。

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