CN114139389B - 一种核电厂管道自动化分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核电厂管道自动化分析方法，包括如下步骤：S101，获取管道包编号；S102，将管道包快照表与固化表分类对比，并将差异项信息记录在差异项表格中；S103，存在差异项时，从快照表中生成设计输入，并创建最新版本分析任务；S104，按差异化流程执行分析任务，监听进展情况；S105，任务完成后，将快照表信息更新到固化表内，同时触发下游物项分析流程。本发明打破了管道分析过程专业接口，可以使设计人员免除如确定标的、获取输入、常规管系分析、判断受影响物项这种机械式工作，实现人尽其用，降低人力成本和时间成本，大幅提高工作效率。

Description

一种核电厂管道自动化分析方法
技术领域
本发明涉及核电厂管系设计领域，具体为一种核电厂管道自动化分析方法。
背景技术
核电厂管道力学分析是对核电厂管路系统二、三维设计的验证过程，用以保证投产后的管路系统能够在电厂各类复杂的运行工况、外部环境下正常工作，从而保障电厂的安全运行；为便于管理，一般在管道力学分析之前，先将管路系统划分为几百个相互解耦的管道包，再通过逐个分析管道包的方式完成整个电厂的管道力学分析；
一个完整的管道包力学分析过程包括如下步骤：
1)由系统工程师确定待分析的管道包并准备相应的设计输入文件；
2)力学工程师在接收到设计输入文件后，通过前处理、分析计算、后处理三步完成管道分析，并将包含下游物项(例如支吊架、贯穿件等)信息的分析结果文件反馈给系统工程师；
3)系统工程师确定受影响的下游物项，视情况继续开展下游物项的分析过程；
经过工程实践，上述核电厂管道力学分析过程存在如下问题：
1)影响核电厂管道分析的因素繁多，依靠人工短时间难以通盘梳理，很容易遗漏某些因素导致管道包漏算或错算；例如核电厂中某些工艺管道存在几十个、甚至上百个运行工况，任一个工况下运行温度、压力发生改变都需要对该管线所在管道包的应力状态进行复核；另一方面，单一因素的影响面有可能很大；例如某种规格阀门重量变化，则需要梳理所有包含该规格阀门的管道包并重新计算，给设计人员带来很大负担；
2)由于核电厂管道分析过程的复杂性，现阶段难以实现所有管道包分析过程的完全自动化；对于部分分析要求比较复杂的管道包，仍需要力学工程师在分析过程的不同阶段手工补充、修改部分信息；
3)受管道分析影响的下游物项数量庞大，例如仅在一个管道包内的支吊架数量就可能达到几百个，让设计人员逐一梳理需要花费大量时间；
4)管道分析过程存在系统-力学专业接口，经常需要在不同专业的设计人员之间交换分析过程数据。另一方面，管道分析数据分散存放于用户本地，如发生管道包频繁升版、负责人变更、误操作错删资料等情况，很难追溯其分析过程信息；
最后，由于核电厂设计周期长、设计迭代多，同一管道包经常需要升版多次，加剧了上述问题的产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核电厂管道自动化分析方法，以解决上述背景技术中提出的核电厂管道分析工作量大、易出错、效率低等问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种核电厂管道自动化分析方法，包括如下步骤：
S101,通过系统定时触发或者用户主动触发两种方式获取待处理的管道包编号；
S102,从外部数据源中获取管道包对象快照数据，并将其与内部数据库中相同管道包对象的固化数据分类对比，将对比后的差异项信息记录在差异项表格中；
S103,当管道包存在差异项时，从快照表中自动生成其设计输入文件，随后创建该管道包最新版本分析任务；
S104,根据管道包标准化分类的不同，按照设置好的差异化流程执行管道分析任务，持续监听其进展情况；
S105,管道分析任务完成后，将快照表中各类信息更新到固化表内，同时将因载荷、位移、加速度等分析结果变化导致需要重新分析的下游物项信息写入差异项表格，用于触发下游物项分析流程；
上述管道包快照数据、固化数据、对比过程、监控字段设置以及设计输入文件的种类和内容可以按照不同项目的需要灵活调整。
优选的，所述步骤S102包含以下子步骤：
子步骤S21，根据管道包编号，从外部数据源中获取管道包对象快照数据，并将该数据储存在内部数据库的管道包快照表中(管道立体图文件保存在快照地址下)；
子步骤S22，将内部数据库中管道包快照表与固化表分类进行对比(快照地址下的管道立体图与固化地址下的管道立体图进行对比)，并将对比产生的差异项保存在差异项表格里。
上述子步骤S22在将对比后的差异项信息记录在差异项表格中之前，应先检查差异项表格中是否已经存在待写入类型版本下的差异项信息；如果有，应先删除这些信息，再将差异项信息写入差异项表格中。
优选的，所述步骤S102涉及到的比较过程和差异项如下：
A.管道布置比较，通过管道立体图文件进行比较，产生的差异项有：管道立体图新增；管道立体图删除；管道立体图修改，包括：管道立体图文件内容、文件大小、修改时间等修改；产生的差异项以管道立体图编号作为标识存储在差异项表格中；
B.管道属性信息比较，产生的差异项有：管线新增；管线删除；管线属性修改，包括：管道等级、抗震分类、介质类型、设计温度、设计压力、是否具有安全功能要求等修改；产生的差异项以管道编号作为标识存储在差异项表格中；
C.管道工况信息比较，产生的差异项有：某管线系统工况新增；某管线系统工况删除；某管线系统工况修改，包括：工况温度、工况压力、使用限制等修改；产生的差异项以管线编号和系统工况号作为共同标识存储在差异项表格中；
D.阀门、仪表件、特殊件几何信息比较，产生的差异项有：阀门、仪表件、特殊件规格新增；阀门、仪表件、特殊件规格删除；阀门、仪表件、特殊件规格修改，包括：重量、X向重心、Y向重心、Z向重心等修改；产生的差异项以阀门、仪表件、特殊件规格编号作为标识存储在差异项表格中；
E.阀门、仪表件、特殊件属性信息比较，产生的差异项有：阀门、仪表件、特殊件新增；阀门、仪表件、特殊件删除；阀门、仪表件、特殊件属性修改，包括：是否能动部件、是否安全壳隔离部件等修改；产生的差异项以阀门、仪表件、特殊件编号作为标识存储在差异项表格中；
F.管道包属性信息比较，产生的差异项有：管道包属性修改，包括：分析任务流程标识、管道包所在厂房、管道包分析方法标识等修改；产生的差异项以管道包编号作为标识存储在差异项表格中。
优选的，所述步骤S102涉及到的差异项表格结构如下：
A.序号；
B.类型标识：填写管道包编号；
C.类型序号：管道分析过程一般为1，可以根据项目需要进行约定；
D.类型版本：首先根据管道包编号从管道包分析任务表中得到该管道包处于已完成状态下、最高版本分析任务的版本号，再在该版本基础上增加一个版本；
E.差异项标识：填写上述比较过程得到的标识信息；
F.差异项类型序号：上述比较过程的类型序号依次为1、2、3、4、5、6，可以根据项目需要进行约定；
G.变化类型序号：1代表新增，2代表删除，3代表修改；
H.修改字段标识：填写发生变化的字段名称，仅当变化类型序号等于3时有效；
I.修改前字段值：填写字段修改前的属性值，仅当变化类型序号等于3时有效；
J.修改后字段值：填写字段修改后的属性值，仅当变化类型序号等于3时有效；
K.触发类型标识：包括系统定时触发或者用户主动触发两种；
L.触发人员标识：系统定时触发填写System，用户主动触发填写用户标识；
M.触发时间：填写当前时间；
优选的，步骤S103包含以下子步骤：
子步骤S31，在差异项表格中检索管道包在最新版本下是否存在差异项：如果存在差异项，则依次执行子步骤S32和子步骤S33；如果不存在差异项，则本次流程结束；
子步骤S32，从快照表中自动生成管道包设计输入文件，并将这些文件存放在管道包分析地址下；
子步骤S33，在管道包分析任务表中写入管道包最新版本分析任务的各项信息，创建其最新版本分析任务；
上述子步骤S33在向管道包分析任务表写入管道包最新版本分析任务的各项信息之前，应先检查分析任务表中是否已经存在待写入管道包分析任务版本下的分析任务信息：如果有，应先删除这些信息，停止管道分析任务，同时删除管道包分析地址下相关文件，重新按照子步骤S32在管道包分析地址下生成管道包设计输入文件，再将管道包最新版本分析任务的各项信息写入管道包分析任务表中，重新创建其最新版本分析任务。
优选的，步骤S103涉及到的管道包设计输入文件内容及其获取方法如下：
A.管道立体图文件：可以根据管道立体图快照表中信息，从快照地址下获取管道包包含的管道立体图文件；
B.设备锚固点信息表文件：主要包括设备锚固点坐标、设备锚固点与设备接管口的关联关系等参数，可以从设备锚固点信息快照表中获取；
C.管道几何信息表文件：主要包括管道管径、管道外径、管道壁厚、管道壁厚等级、保温材料及厚度、单位长度金属质量、单位长度保温质量等参数，可以从管道几何信息快照表中获取；
D.管道属性信息表文件：主要包括管道等级、抗震分类、介质类型、设计温度、设计压力、最高运行温度、最高运行压力、是否具有安全功能要求等参数，可以从管道属性信息快照表中获取；
E.管道工况信息表文件：主要包括管道包内每根管线在不同系统工况下的运行温度、运行压力等参数，可以从管道工况信息快照表中获取；
F.系统工况属性信息表文件：主要包括管道包内管线所涉及的系统工况标识、使用限制、工况描述等参数，可以从系统工况信息快照表中获取；
G.阀门、仪表件、特殊件几何信息表文件：主要包括规格编号、重量、X向重心、Y向重心、Z向重心等参数，可以从阀门、仪表件、特殊件几何信息快照表中获取；
H.阀门、仪表件、特殊件属性信息表文件：主要包括是否能动部件、是否安全壳隔离部件、部件与部件规格之间关系等参数，可以从阀门、仪表件、特殊件属性信息快照表中获取；
I.贯穿件信息表文件：主要包括贯穿件类型、外径、材料、包裹要求、所在墙体或楼板厚度、房间编号、楼层、厂房等参数，可以从贯穿件信息快照表中获取；
J.支吊架几何信息表文件：主要包括支吊架零部件编号、零部件规格、零部件材料、零部件坐标、零部件定位矩阵等参数，可以从支吊架几何信息快照表中获取；
K.支吊架属性信息表文件：主要包括支吊架安全分级、抗震分类、约束方向、管部受力点距根部支撑型钢表面的距离、管道与根部支撑型钢是否平行、标准化分类、子支撑编号、房间编号、楼层、厂房等参数，可以从支吊架属性信息快照表中获取；
L.支吊架生根点信息表文件：主要包括支吊架生根点编号、连接方式、生根物项编号、生根物项类型、生根物项材料、生根物项刚度等参数，可以从支吊架生根点信息快照表中获取；
M.管道包属性信息表文件：主要包括分析任务流程标识、管道包所在厂房、管道包分析方法标识等参数，可以从管道包属性信息快照表中获取。
优选的，所述子步骤S33涉及到的管道包分析任务表结构如下：
A.序号；
B.管道包编号；
C.管道包分析任务版本：填写管道包的最新版本；一般来说，管道包的初始版本设定为0，每完成1次管道分析任务流程，管道包版本信息+1，可以根据项目需要进行约定；
D.管道包分析地址：一般采用“子目录\管道包\管道包编号\版本”的形式，可以根据项目需要进行约定；
E.任务状态序号：任务进行中为1，任务已完成为2，任务中断为3，可以根据项目需要进行约定；
F.任务执行阶段序号：前处理为1，分析计算为2，后处理为3，可以根据项目需要进行约定；
G.中断信息：管道分析过程中断后的反馈信息，仅当任务状态序号等于3时有效；
H.触发类型标识：包括系统定时触发或者用户主动触发两种；
I.触发人员标识：系统定时触发填写System，用户主动触发填写用户标识；
J.任务开始时间：新建任务后填写当前时间作为任务开始时间；
K.任务中断开始时间；
L.任务中断结束时间；
M.任务完成时间。
优选的，所述步骤S104包含以下流程：
A.根据管道包涉及分析工况、包含部件范围等指标将其划分为不同标准化分类，并为不同标准化分类的管道包分别设置不同的分析任务流程；
B.在管道分析任务执行过程中，分析程序首先检查管道包分析任务表中任务中断开始时间字段是否为空值；
C.如果任务中断开始时间为空值，表明分析程序从未中断过；此时分析程序可以检查管道包属性信息表中分析任务流程标识，并通过第一预设接口确定执行那种分析流程：如果该管道包的标准化水平较高，则分析程序无需中断，可自动执行至程序结束；如果管道包标准化水平一般或者难以实现标准化，则分析程序可以执行到特定阶段时中断分析任务，随后更新管道包分析任务表内任务状态序号、任务执行阶段序号、中断信息、任务中断开始时间字段信息；
D.管道分析任务中断后，设计人员可以补充、修改输入文件、过程文件或结果文件，并将这些文件上传到管道包分析地址下的上传目录，确定后重新调用分析程序继续分析任务；
E.分析程序重启后，检查任务中断开始时间不再为空值，表明分析程序已经中断过；此时分析程序可以读取上传目录下文件信息，并通过第二预设接口继续开展后续流程直至分析任务完成。
优选的，所述步骤S105包含以下子步骤：
子步骤S51，管道分析任务完成后，将快照表中各类信息更新到固化表内，同时将分析任务表内管道包分析任务版本写入固化表中；
子步骤S52，将因载荷、位移、加速度等分析结果变化导致需要重新分析的下游物项信息写入差异项表格，用于触发下游物项分析流程。
上述子步骤S52在向差异项表格写入下游物项信息之前，应先检查差异项表格中是否已经存在待写入类型版本下、相同差异项类型序号的下游物项信息；如果有，应先删除这些信息，再将下游物项信息写入差异项表格中。
优选的，所述步骤S105涉及到的差异项表格各列可以按照如下方式填写：
A.序号；
B.类型标识：填写因载荷、位移、加速度等分析结果变化导致需要重新分析的下游物项编号；
C.类型序号：根据项目约定填写下游物项类型序号；
D.类型版本：首先根据下游物项编号从下游物项分析任务列表中得到下游物项处于已完成状态下、最高版本分析任务的版本号，再在该版本基础上增加一个版本；
E.差异项标识：填写管道包编号；
F.差异项类型序号：根据项目约定填写下游物项差异项类型序号；
G.变化类型序号：填写1代表新增差异项；
H.触发类型标识：与管道包触发类型标识保持一致；
I.触发人员标识：与管道包触发人员标识保持一致；
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过在差异识别功能定时或主动监测影响核电厂管道分析过程的各类因素；当这些因素发生改变时，可以记录参数变化信息，分类形成差异项表格，并可以根据差异项表格自动确定受影响的管道包对象，继而生成管道包分析任务；
2、根据来源于外部数据源的管道包快照数据，本发明可以自动生成待分析管道包对象的各项设计输入文件；
3、采用标准化理念，本发明将管道包根据涉及分析工况、包含部件范围等指标将其划分为不同标准化分类，并为不同标准化分类的管道包分别设置不同的分析任务流程；
4、管道分析完成后，本发明可以将下游物项因载荷、位移、加速度等分析结果变化导致的差异项写入差异项表格，用于触发下游物项分析流程；
5、本发明可以跟踪记录管道包对象每一版本的参数变化信息、分析过程信息及结果文件，并将这些信息或文件集中存放于服务器中，以供设计人员在需要时查阅、下载；
6、本发明所述方法构建的自动化管道分析系统架构灵活，利于长期迭代更新、拓展新功能以及与外部系统耦合；
本发明打破了管道分析过程专业接口，通过本发明所述方法构建的自动化管道分析系统可以使设计人员免除大量如确定分析标的、获取分析输入、常规管系分析、判断下游受影响物项这种机械式、重复式工作，从而完全专注于管道系统设计和特殊管系分析这种真正需要技术投入的工作，实现人尽其用，显著降低人力成本和时间成本，大幅提高工作效率。
附图说明
图1为本发明核电厂管道自动化分析方法实施例一的第一流程图；
图2为本发明核电厂管道自动化分析方法实施例一的另一种流程图；
图3为本发明从管道包编号生成管道包快照表的第一流程图；
图4为本发明从管道包编号生成管道包快照表的第二流程图；
图5为本发明从管道包编号生成管道包快照表的第三流程图；
图6为本发明某一管道包对象在当前版本下的变更内容截图；
图7为本发明某一管道包对象的历史版本记录截图；
图8为本发明处于已完成状态的管道包分析任务统计页面截图；
图9为本发明某一管道包对象分析任务中断后，设计人员上传分析过程文件的操作页面截图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种核电厂管道自动化分析方法，其核心构思在于，将管道力学分析过程看作力学分析模型向前端二、三维模型的同步过程，通过“发现模型差异”-“验证新模型”-“消除模型差异”三步循环持续不断的将力学分析模型同步到二、三维模型；具体来说，“发现模型差异”指通过定时或主动比较快照表和固化表的差异以获取管道包对象的差异项信息，并将其记录在差异项表格中；“验证新模型”指当管道包存在差异项时，从快照表中生成其设计输入文件，随后创建该管道包最新版本分析任务；“消除模型差异”指当分析任务完成后，将快照表中各类信息更新到固化表内，消除模型差异；同时将下游物项因载荷、位移、加速度等分析结果变化导致的差异项写入差异项表格，用于触发下游物项分析流程；
本发明的核心构思还在于，为不同标准化分类的管道包设置不同分析任务流程：对于标准化水平较高的管道包，可以实现从确定分析标的、获取设计输入、分析计算到生成下游物项差异项全流程自动化；对于标准化水平一般或者难以标准化的管道包，可以在分析任务流程的特定阶段提醒设计人员及时补充、修改输入文件、过程文件或结果文件；设计人员提交文件后，后续分析任务流程可以自动开展；
如图1、图2所示，本发明包括如下步骤：
S101,通过系统定时触发或者用户主动触发两种方式获取待处理的管道包编号；
系统定时触发，是指按照设定好的时间间隔，定时从已经定义好的管道包清单中逐一获取管道包编号；用户主动触发，是指用户主动触发某一管道包对象的分析流程，可以直接得到其管道包编号；
可以看出用户主动触发本质上只是系统定时触发若干次循环操作的一次特殊循环；考虑到不同触发方式后续处理流程可能不同，应将触发方式和管道包编号一起发送给下游步骤；
S102,从外部数据源中获取管道包对象快照数据，并将其与内部数据库中相同管道包对象的固化数据分类对比，将对比后的差异项信息记录在差异项表格中；
步骤S102包含如下子步骤：
子步骤S21，根据管道包编号，从外部数据源中获取管道包对象快照数据，并将该数据储存在内部数据库的管道包快照表中(管道立体图文件保存在快照地址下)；
管道包快照实际上是当前时刻下管道包对象在外部数据源中的一系列数据备份；考虑到外部数据源中数据与前端二、三维建模工具直接相关，其中的数据时刻都在发生变化，故首先需要获取某一时刻下不变的基线数据作为后续差异对比、设计输入生成环节的数据源；因此，管道包快照表的种类和字段设置主要取决于后续差异对比、设计输入生成环节所使用到的数据种类和字段，可以根据项目需要灵活调整；
在本发明的优选实施例中，图3至图5给出了如何从管道包编号生成管道包快照表的流程图；其中：
1)管道包与管道包内管线是一对多关系，管道包与管道包内管道立体图是一对多关系，管道包内管线与管道立体图是多对多关系；上述关系记录在管道拓扑信息表内；
2)管道包与阀门、仪表件、特殊件等管路集中质量，以及支吊架、贯穿件、设备接管口均为一对多关系；
3)支吊架与支吊架零部件为一对多关系，上述关系记录在支吊架几何信息表内；支吊架与支吊架生根点为一对多关系，上述关系记录在支吊架生根点信息表内；
4)阀门、仪表件、特殊件等管路集中质量的规格与其编号(个体)为一对多关系；上述关系记录在阀门、仪表件、特殊件信息表内；
5)设备接管口与设备锚固点为多对多关系，上述关系记录在设备锚固点信息表内；
6)管道与其工况为一对多关系，上述关系记录在管道工况信息表内；
7)“XX信息表”表示外部数据源中的数据表，“XX信息”表示查询数据表后得到的结构化数据信息；
子步骤S22，将内部数据库中管道包快照表与固化表分类进行对比(快照地址下的管道立体图与固化地址下的管道立体图进行对比)，并将对比产生的差异项保存在差异项表格里；
固化表是用来保存管道力学分析后固化数据的一系列表格；为了方便对比，固化表相对于快照表，除了版本、更新时间、更新人员信息等辅助信息外，种类和字段设置尽可能保持与快照表一致；
需要指出的是，针对不同项目需要，可以在项目初始阶段使用没有数据的空固化表作为基线数据，也可以在项目中期使用包含一定成熟度数据的固化表作为基线数据；固化表是否存在初始数据不妨碍本步骤的正常执行，上述特性拓展了本发明方法的适用范围；
快照数据与固化数据的比较可以通过专门设计的比较器进行，比较器包括非结构化数据(例如文本等)比较器和结构化数据比较器两种类型，比较的结果包括比较对象新增、删除和修改三种类型；在本发明的优选实施例中，涉及到的比较过程和监控字段如下：
1)管道布置比较，通过管道立体图文件进行比较，产生的差异项有：管道立体图新增；管道立体图删除；管道立体图修改，包括：管道立体图文件内容、文件大小、修改时间等修改；产生的差异项以管道立体图编号作为标识存储在差异项表格中；
2)管道属性信息比较，产生的差异项有：管线新增；管线删除；管线属性修改，包括：管道等级、抗震分类、介质类型、设计温度、设计压力、是否具有安全功能要求等修改；产生的差异项以管道编号作为标识存储在差异项表格中；
3)管道工况信息比较，产生的差异项有：某管线系统工况新增；某管线系统工况删除；某管线系统工况修改，包括：工况温度、工况压力、使用限制等修改；产生的差异项以管线编号和系统工况号作为共同标识存储在差异项表格中；
4)阀门、仪表件、特殊件几何信息比较，产生的差异项有：阀门、仪表件、特殊件规格新增；阀门、仪表件、特殊件规格删除；阀门、仪表件、特殊件规格修改，包括：重量、X向重心、Y向重心、Z向重心等修改；产生的差异项以阀门、仪表件、特殊件规格编号作为标识存储在差异项表格中；
5)阀门、仪表件、特殊件属性信息比较，产生的差异项有：阀门、仪表件、特殊件新增；阀门、仪表件、特殊件删除；阀门、仪表件、特殊件属性修改，包括：是否能动部件、是否安全壳隔离部件等修改；产生的差异项以阀门、仪表件、特殊件编号作为标识存储在差异项表格中；
6)管道包属性信息比较，产生的差异项有：管道包属性修改，包括：分析任务流程标识、管道包所在厂房、管道包分析方法标识等修改；产生的差异项以管道包编号作为标识存储在差异项表格中；
理论上可以对快照表和固化表中所有共同字段进行差异比较，但考虑系统运行效率和个别字段变化对管道分析影响非常小，所以在实际操作中可以根据服务器资源和项目要求，灵活调节监控过程和监控字段的设置；
差异项表格用于储存比较结果，其表结构主要包括：
1)序号；
2)类型标识：填写管道包编号；
3)类型序号：管道分析过程一般为1，可以根据项目需要进行约定；
4)类型版本：首先根据管道包编号从管道包分析任务表中得到该管道包处于已完成状态下、最高版本分析任务的版本号，再在该版本基础上增加一个版本；
5)差异项标识：填写上述比较过程得到的标识信息；
6)差异项类型序号：上述比较过程的类型序号依次为1、2、3、4、5、6，可以根据项目需要进行约定；
7)变化类型序号：1代表新增，2代表删除，3代表修改；
8)修改字段标识：填写发生变化的字段名称，仅当变化类型序号等于3时有效；
9)修改前字段值：填写字段修改前的属性值，仅当变化类型序号等于3时有效；
10)修改后字段值：填写字段修改后的属性值，仅当变化类型序号等于3时有效；
11)触发类型标识：包括系统定时触发或者用户主动触发两种；
12)触发人员标识：系统定时触发填写System，用户主动触发填写用户标识；
13)触发时间：填写当前时间；
在向差异项表格写入差异项信息之前，应先检查差异项表格中是否已经存在待写入类型版本下的差异项信息；如果有，应先删除这些信息(外部系统引入的差异项由外部系统负责删除)，再将差异项信息写入差异项表格中；
通过前面的叙述可以看出，差异项表格记录了管道包对象每一版本相对与上一版本的参数变化情况；将差异项表格里的数据发送给前端界面，可以让用户在需要时追踪、查询管道包变更信息；图6给出了某一管道包对象在当前版本下的变更内容截图，图7给出了相同管道包对象的历史版本记录截图。
S103,当管道包存在差异项时，从快照表中自动生成其设计输入文件，随后创建该管道包最新版本分析任务；
步骤S103包含如下子步骤：
子步骤S31，检查管道包是否存在差异项，方法如下：
1)根据管道包编号从管道包分析任务表中得到该管道包处于已完成状态下、最高版本分析任务的版本号；
2)在该版本基础上增加一个版本，作为该管道包的最新版本；
3)在差异项表格中检索该管道包在最新版本下是否存在差异项：
如果存在差异项，则依次执行子步骤S32和子步骤S33；如果不存在差异项，则本次流程结束；
需要指出的是，差异项表格中的差异项不一定完全来源于前文的差异对比过程，也可能来源于外部系统；差异项的来源不妨碍本步骤的正常执行，上述特性拓展了本发明方法的适用范围；
子步骤S32，从快照表中自动生成管道包设计输入文件，并将这些文件存放在管道包分析地址下；
管道包设计输入文件按照对象不同可以分为7类：管道立体图文件、设备接管口类文件、管线类文件、阀门、仪表、特殊件等管路集中质量类文件、贯穿件类文件、支吊架类文件和管道包类文件；每类文件具体可以再分为1～4种，每种设计输入文件内容和获取方法如下：
1)管道立体图文件：可以根据管道立体图快照表中信息，从快照地址下获取管道包包含的管道立体图文件；
2)设备锚固点信息表文件：主要包括设备锚固点坐标、设备锚固点与设备接管口的关联关系等参数，可以从设备锚固点信息快照表中获取；
3)管道几何信息表文件：主要包括管道管径、管道外径、管道壁厚、管道壁厚等级、保温材料及厚度、单位长度金属质量、单位长度保温质量等参数，可以从管道几何信息快照表中获取；
4)管道属性信息表文件：主要包括管道等级、抗震分类、介质类型、设计温度、设计压力、最高运行温度、最高运行压力、是否具有安全功能要求等参数，可以从管道属性信息快照表中获取；
5)管道工况信息表文件：主要包括管道包内每根管线在不同系统工况下的运行温度、运行压力等参数，可以从管道工况信息快照表中获取；
6)系统工况属性信息表文件：主要包括管道包内管线所涉及的系统工况标识、使用限制、工况描述等参数，可以从系统工况信息快照表中获取；
7)阀门、仪表件、特殊件几何信息表文件：主要包括规格编号、重量、X向重心、Y向重心、Z向重心等参数，可以从阀门、仪表件、特殊件几何信息快照表中获取；
8)阀门、仪表件、特殊件属性信息表文件：主要包括是否能动部件、是否安全壳隔离部件、部件与部件规格之间关系等参数，可以从阀门、仪表件、特殊件属性信息快照表中获取；
9)贯穿件信息表文件：主要包括贯穿件类型、外径、材料、包裹要求、所在墙体或楼板厚度、房间编号、楼层、厂房等参数，可以从贯穿件信息快照表中获取；
10)支吊架几何信息表文件：主要包括支吊架零部件编号、零部件规格、零部件材料、零部件坐标、零部件定位矩阵等参数，可以从支吊架几何信息快照表中获取；
11)支吊架属性信息表文件：主要包括支吊架安全分级、抗震分类、约束方向、标准化分类、子支撑编号、房间编号、楼层、厂房等参数，可以从支吊架属性信息快照表中获取；
12)支吊架生根点信息表文件：主要包括支吊架生根点编号、连接方式、生根物项编号、生根物项类型、生根物项材料、生根物项刚度等参数，可以从支吊架生根点信息快照表中获取；
13)管道包属性信息表文件：主要包括分析任务流程标识、管道包所在厂房、管道包分析方法标识等参数，可以从管道包属性信息快照表中获取；
上述7类、13种管道包设计输入文件是管道分析过程的基础设计输入文件；针对分析要求比较复杂的分析流程，设计人员可以在分析任务流程的特定阶段补充新的输入文件或修改已有输入文件内容；
管道包设计输入文件的种类和内容取决于管道分析过程对于前端二、三维设计过程的参数要求，可以根据不同项目的需要灵活调整；同时还可以同步调整快照表、固化表的种类和字段设置，以及差异对比流程监控过程和监控字段的设置；
子步骤S33，在管道包分析任务表中写入管道包最新版本分析任务的各项信息，创建其最新版本分析任务；
管道包分析任务表用于管理、维护管道包分析任务各项信息，其表结构主要包括：
1)序号；
2)管道包编号；
3)管道包分析任务版本：填写管道包的最新版本；一般来说，管道包的初始版本设定为0，每完成1次管道分析任务流程，管道包版本信息+1，可以根据项目需要进行约定；
4)管道包分析地址：一般采用“子目录\管道包\管道包编号\版本”的形式，可以根据项目需要进行约定；
5)任务状态序号：任务进行中为1，任务已完成为2，任务中断为3，可以根据项目需要进行约定；
6)任务执行阶段序号：前处理为1，分析计算为2，后处理为3，可以根据项目需要进行约定；
7)中断信息：管道分析过程中断后的反馈信息，仅当任务状态序号等于3时有效；
8)触发类型标识：包括系统定时触发或者用户主动触发两种；
9)触发人员标识：系统定时触发填写System，用户主动触发填写用户标识；
10)任务开始时间：新建任务后填写当前时间作为任务开始时间；
11)任务中断开始时间；
12)任务中断结束时间；
13)任务完成时间；
在向管道包分析任务表写入管道包最新版本分析任务的各项信息之前，应先检查分析任务表中是否已经存在待写入管道包分析任务版本下的分析任务信息：如果有，应先删除这些信息，停止管道分析任务，同时删除管道包分析地址下相关文件，重新按照子步骤S32在管道包分析地址下生成管道包设计输入文件，再将管道包最新版本分析任务的各项信息写入管道包分析任务表中，重新创建其最新版本分析任务；
在将最新版本任务信息写入分析任务表后，即可开始执行管道包分析任务；可以通过设置统一的任务流程执行引擎，以多线程方式执行不同物项的分析任务，管道包分析任务在执行过程中会实时与分析任务表进行交互，以反馈任务状态信息；
在本发明的优选实施例中，可以通过如下代码将管道包分析任务发送给任务流程执行引擎：
taskEngine.startPipeAnalysisTask(
id,//序号
packageNo,//管道包编号
packageVersion,//管道包分析任务版本
analysisAddr,//管道包分析地址
triggleMode)；//触发类型标识
通过前面的叙述可以看出，管道包分析任务表记录了管道包每一版本分析任务的状态信息；将管道包分析任务表里的数据发送给前端界面，可以让用户在需要时追踪、查询管道包分析进展情况；图8给出了处于已完成状态的管道包分析任务统计页面截图，设计人员可以在此页面通过点击“升版”按钮主动触发特定管道包对象的自动化分析流程。
S104,根据管道包标准化分类的不同，按照设置好的差异化流程执行管道分析任务，持续监听其进展情况；
由于核电领域的特殊性，核电厂管道分析过程需要考虑管道破裂、水力冲击、热分层等特殊分析场景，也会遇到诸如鼓泡器、滤网、喷射器、非标贯穿件等特殊部件，这导致开发一个大而全的管道通用分析程序在技术上非常复杂；另一方面，考虑到上述分析场景和特殊部件在核电厂管道系统中所占比率较低，因此开发通用程序从成本上来讲也并不经济；
本发明借鉴标准化手段和“二八原则”来解决上述问题，具体流程为：
1)根据管道包涉及分析工况、包含部件范围等指标将其划分为不同标准化分类，并为不同标准化分类的管道包分别设置不同的分析任务流程；
例如可以将管道包划分为自动化、半自动化和手动三种流程，分别设置不同的分析任务流程标识：自动化分析流程设计人员无需手动干涉；半自动化分析流程设计人员需要修改分析输入文件(例如fre文件)，手动流程设计人员需要自行开展计算并上传分析结果文件(例如ppo文件)；管道包标准化分类的划分方法可以根据项目需要进行调整；
2)在管道分析任务执行过程中，分析程序首先检查管道包分析任务表中任务中断开始时间字段是否为空值；
3)如果任务中断开始时间为空值，表明分析程序从未中断过；此时分析程序可以检查管道包属性信息表中分析任务流程标识，并通过第一预设接口确定执行那种分析流程：如果该管道包的标准化水平较高，则分析程序无需中断，可自动执行至程序结束；如果管道包标准化水平一般或者难以实现标准化，则分析程序可以执行到特定阶段时中断分析任务，随后更新管道包分析任务表内任务状态序号、任务执行阶段序号、中断信息、任务中断开始时间字段信息；
4)管道分析任务中断后，设计人员可以补充、修改输入文件、过程文件或结果文件，并将这些文件上传到管道包分析地址下的上传目录(一般为管道包分析地址\upload文件夹)，确定后重新调用分析程序继续分析任务，如图9所示。
5)分析程序重启后，检查任务中断开始时间不再为空值，表明分析程序已经中断过；此时分析程序可以读取上传目录下文件信息，并通过第二预设接口继续开展后续流程直至分析任务完成；
上述方法在管道分析程序升级后，只需要替换分析程序，并视情况修改部分管道包分析任务流程标识信息即可，整个管道分析流程无需修改，保证了系统架构的灵活性；
S105,管道分析任务完成后，将快照表中各类信息更新到固化表内，同时将因载荷、位移、加速度等分析结果变化导致需要重新分析的下游物项信息写入差异项表格，用于触发下游物项分析流程；
步骤S105包含如下子步骤，子步骤S51和子步骤S52可同时进行：
子步骤S51，管道分析任务完成后，将快照表中各类信息更新到固化表内，同时将分析任务表内管道包分析任务版本写入固化表中；
将快照表中各类信息更新到固化表内是为了及时更新基线数据，以便为下次差异识别过程提供对比输入；
在实际操作过程中，不一定要将每类快照表中的数据都更新到固化表，只需要更新涉及差异对比过程的表格即可；
子步骤S52，将因载荷、位移、加速度等分析结果变化导致需要重新分析的下游物项信息写入差异项表格，用于触发下游物项分析流程；
从管道力学分析结果中可以得到下游物项(例如支吊架、贯穿件等)的载荷、位移、加速度等信息，这些分析结果信息是下游物项力学分析过程的设计输入；因此每次管道力学分析结果发生变化都会影响下游物项的分析过程；将因载荷、位移、加速度等分析结果变化导致需要重新分析的下游物项信息写入差异项表格，可以及时触发下游物项分析任务，完成分析过程闭环；
差异项表格各列可以按照如下方式填写：
1)序号；
2)类型标识：填写因载荷、位移、加速度等分析结果变化导致需要重新分析的下游物项编号；
3)类型序号：根据项目约定填写下游物项类型序号；
4)类型版本：首先根据下游物项编号从下游物项分析任务列表中得到下游物项处于已完成状态下、最高版本分析任务的版本号，再在该版本基础上增加一个版本；
5)差异项标识：填写管道包编号；
6)差异项类型序号：根据项目约定填写下游物项差异项类型序号；
7)变化类型序号：填写1代表新增差异项；
8)触发类型标识：与管道包触发类型标识保持一致；
9)触发人员标识：与管道包触发人员标识保持一致；
10)触发时间：填写当前时间；
在向差异项表格写入下游物项信息之前，应先检查差异项表格中是否已经存在待写入类型版本下、相同差异项类型序号的下游物项信息；如果有，应先删除这些信息，再将下游物项信息写入差异项表格中。
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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种核电厂管道自动化分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101,通过系统定时触发或者用户主动触发两种方式获取待处理的管道包编号；
S102,从外部数据源中获取管道包对象快照数据，并将其与内部数据库中相同管道包对象的固化数据分类对比，将对比后的差异项信息记录在差异项表格中；
S103,当管道包存在差异项时，从快照表中自动生成其设计输入文件，随后创建该管道包最新版本分析任务；
S104,根据管道包标准化分类的不同，按照设置好的差异化流程执行管道分析任务，持续监听其进展情况；
S105,管道分析任务完成后，将快照表中各类信息更新到固化表内，同时将因载荷、位移、加速度分析结果变化导致需要重新分析的下游物项信息写入差异项表格，用于触发下游物项分析流程；
上述管道包快照数据、固化数据、对比过程、监控字段设置以及设计输入文件的种类和内容可以按照不同项目的需要灵活调整。
2.根据权利要求1所述的一种核电厂管道自动化分析方法，其特征在于，所述步骤S102包含以下子步骤：
子步骤S21，根据管道包编号，从外部数据源中获取管道包对象快照数据，并将该数据储存在内部数据库的管道包快照表中；
子步骤S22，将内部数据库中管道包快照表与固化表分类进行对比，并将对比产生的差异项保存在差异项表格里；
上述子步骤S22在将对比后的差异项信息记录在差异项表格中之前，应先检查差异项表格中是否已经存在待写入类型版本下的差异项信息；如果有，应先删除这些信息，再将差异项信息写入差异项表格中。
3.根据权利要求1所述的一种核电厂管道自动化分析方法，其特征在于，所述步骤S102涉及到的比较过程和差异项如下：
A.管道布置比较，通过管道立体图文件进行比较，产生的差异项有：管道立体图新增；管道立体图删除；管道立体图修改，包括：管道立体图文件内容、文件大小、修改时间修改；产生的差异项以管道立体图编号作为标识存储在差异项表格中；
B.管道属性信息比较，产生的差异项有：管线新增；管线删除；管线属性修改，包括：管道等级、抗震分类、介质类型、设计温度、设计压力、是否具有安全功能要求修改；产生的差异项以管道编号作为标识存储在差异项表格中；
C.管道工况信息比较，产生的差异项有：某管线系统工况新增；某管线系统工况删除；某管线系统工况修改，包括：工况温度、工况压力、使用限制修改；产生的差异项以管线编号和系统工况号作为共同标识存储在差异项表格中；
D.阀门、仪表件、特殊件几何信息比较，产生的差异项有：阀门、仪表件、特殊件规格新增；阀门、仪表件、特殊件规格删除；阀门、仪表件、特殊件规格修改，包括：重量、X向重心、Y向重心、Z向重心修改；产生的差异项以阀门、仪表件、特殊件规格编号作为标识存储在差异项表格中；
E.阀门、仪表件、特殊件属性信息比较，产生的差异项有：阀门、仪表件、特殊件新增；阀门、仪表件、特殊件删除；阀门、仪表件、特殊件属性修改，包括：是否能动部件、是否安全壳隔离部件修改；产生的差异项以阀门、仪表件、特殊件编号作为标识存储在差异项表格中；
F.管道包属性信息比较，产生的差异项有：管道包属性修改，包括：分析任务流程标识、管道包所在厂房、管道包分析方法标识修改；
产生的差异项以管道包编号作为标识存储在差异项表格中。
4.根据权利要求3所述的一种核电厂管道自动化分析方法，其特征在于，所述步骤S102涉及到的差异项表格结构如下：
A.序号；
B.类型标识：填写管道包编号；
C.类型序号：管道分析过程，类型序号初始值为1，可以根据项目需要进行约定；
D.类型版本：首先根据管道包编号从管道包分析任务表中得到该管道包处于已完成状态下、最高版本分析任务的版本号，再在该版本基础上增加一个版本；
E.差异项标识：填写上述比较过程得到的标识信息；
F.差异项类型序号：上述比较过程的类型序号依次为1、2、3、4、5、6，可以根据项目需要进行约定；
G.变化类型序号：1代表新增，2代表删除，3代表修改；
H.修改字段标识：填写发生变化的字段名称，仅当变化类型序号等于3时有效；
I.修改前字段值：填写字段修改前的属性值，仅当变化类型序号等于3时有效；
J.修改后字段值：填写字段修改后的属性值，仅当变化类型序号等于3时有效；
K.触发类型标识：包括系统定时触发或者用户主动触发两种；
L.触发人员标识：系统定时触发填写System，用户主动触发填写用户标识；
M.触发时间：填写当前时间。
5.根据权利要求1所述的一种核电厂管道自动化分析方法，其特征在于，所述步骤S103包含以下子步骤：
子步骤S31，在差异项表格中检索管道包在最新版本下是否存在差异项：如果存在差异项，则依次执行子步骤S32和子步骤S33；如果不存在差异项，则本次流程结束；
子步骤S32，从快照表中自动生成管道包设计输入文件，并将这些文件存放在管道包分析地址下；
子步骤S33，在管道包分析任务表中写入管道包最新版本分析任务的各项信息，创建其最新版本分析任务；
上述子步骤S33在向管道包分析任务表写入管道包最新版本分析任务的各项信息之前，应先检查分析任务表中是否已经存在待写入管道包分析任务版本下的分析任务信息：如果有，应先删除这些信息，停止管道分析任务，同时删除管道包分析地址下相关文件，重新按照子步骤S32在管道包分析地址下生成管道包设计输入文件，再将管道包最新版本分析任务的各项信息写入管道包分析任务表中，重新创建其最新版本分析任务。
6.根据权利要求1所述的一种核电厂管道自动化分析方法，其特征在于，所述步骤S103涉及到的管道包设计输入文件内容及其获取方法如下：
A.管道立体图文件：可以根据管道立体图快照表中信息，从快照地址下获取管道包包含的管道立体图文件；
B.设备锚固点信息表文件：主要包括设备锚固点坐标、设备锚固点与设备接管口的关联关系参数，可以从设备锚固点信息快照表中获取；
C.管道几何信息表文件：主要包括管道管径、管道外径、管道壁厚、管道壁厚等级、保温材料及厚度、单位长度金属质量、单位长度保温质量参数，可以从管道几何信息快照表中获取；
D.管道属性信息表文件：主要包括管道等级、抗震分类、介质类型、设计温度、设计压力、最高运行温度、最高运行压力、是否具有安全功能要求参数，可以从管道属性信息快照表中获取；
E.管道工况信息表文件：主要包括管道包内每根管线在不同系统工况下的运行温度、运行压力参数，可以从管道工况信息快照表中获取；
F.系统工况属性信息表文件：主要包括管道包内管线所涉及的系统工况标识、使用限制、工况描述参数，可以从系统工况信息快照表中获取；
G.阀门、仪表件、特殊件几何信息表文件：主要包括规格编号、重量、X向重心、Y向重心、Z向重心参数，可以从阀门、仪表件、特殊件几何信息快照表中获取；
H.阀门、仪表件、特殊件属性信息表文件：主要包括是否能动部件、是否安全壳隔离部件、部件与部件规格之间关系参数，可以从阀门、仪表件、特殊件属性信息快照表中获取；
I.贯穿件信息表文件：主要包括贯穿件类型、外径、材料、包裹要求、所在墙体或楼板厚度、房间编号、楼层、厂房参数，可以从贯穿件信息快照表中获取；
J.支吊架几何信息表文件：主要包括支吊架零部件编号、零部件规格、零部件材料、零部件坐标、零部件定位矩阵参数，可以从支吊架几何信息快照表中获取；
K.支吊架属性信息表文件：主要包括支吊架安全分级、抗震分类、约束方向、管部受力点距根部支撑型钢表面的距离、管道与根部支撑型钢是否平行、标准化分类、子支撑编号、房间编号、楼层、厂房参数，可以从支吊架属性信息快照表中获取；
L.支吊架生根点信息表文件：主要包括支吊架生根点编号、连接方式、生根物项编号、生根物项类型、生根物项材料、生根物项刚度参数，可以从支吊架生根点信息快照表中获取；
M.管道包属性信息表文件：主要包括分析任务流程标识、管道包所在厂房、管道包分析方法标识参数，可以从管道包属性信息快照表中获取。
7.根据权利要求5所述的一种核电厂管道自动化分析方法，其特征在于，所述子步骤S33涉及到的管道包分析任务表结构如下：
A.序号；
B.管道包编号；
C.管道包分析任务版本：填写管道包的最新版本；管道包的初始版本设定为0，每完成1次管道分析任务流程，管道包版本信息+1，可以根据项目需要进行约定；
D.管道包分析地址：采用“”的形式，可以根据项目需要进行约定；
E.任务状态序号：任务进行中为1，任务已完成为2，任务中断为3，可以根据项目需要进行约定；
F.任务执行阶段序号：前处理为1，分析计算为2，后处理为3，可以根据项目需要进行约定；
G.中断信息：管道分析过程中断后的反馈信息，仅当任务状态序号等于3时有效；
H.触发类型标识：包括系统定时触发或者用户主动触发两种；
I.触发人员标识：系统定时触发填写System，用户主动触发填写用户标识；
J.任务开始时间：新建任务后填写当前时间作为任务开始时间；
K.任务中断开始时间；
L.任务中断结束时间；
M.任务完成时间。
8.根据权利要求1所述的一种核电厂管道自动化分析方法，其特征在于，所述步骤S104包含以下流程：
A.根据管道包涉及分析工况、包含部件范围指标将其划分为不同标准化分类，并为不同标准化分类的管道包分别设置不同的分析任务流程；
B.在管道分析任务执行过程中，分析程序首先检查管道包分析任务表中任务中断开始时间字段是否为空值；
C.如果任务中断开始时间为空值，表明分析程序从未中断过；此时分析程序可以检查管道包属性信息表中分析任务流程标识，并通过第一预设接口确定执行那种分析流程：如果该管道包的标准化水平较高，则分析程序无需中断，可自动执行至程序结束；如果管道包标准化水平一般或者难以实现标准化，则分析程序可以执行到特定阶段时中断分析任务，随后更新管道包分析任务表内任务状态序号、任务执行阶段序号、中断信息、任务中断开始时间字段信息；
D.管道分析任务中断后，设计人员可以补充、修改输入文件、过程文件或结果文件，并将这些文件上传到管道包分析地址下的上传目录，确定后重新调用分析程序继续分析任务；
E.分析程序重启后，检查任务中断开始时间不再为空值，表明分析程序已经中断过；此时分析程序可以读取上传目录下文件信息，并通过第二预设接口继续开展后续流程直至分析任务完成。
9.根据权利要求1所述的一种核电厂管道自动化分析方法，其特征在于，所述步骤S105包含以下子步骤：
子步骤S51，管道分析任务完成后，将快照表中各类信息更新到固化表内，同时将分析任务表内管道包分析任务版本写入固化表中；
子步骤S52，将因载荷、位移、加速度分析结果变化导致需要重新分析的下游物项信息写入差异项表格，用于触发下游物项分析流程；
上述子步骤S52在向差异项表格写入下游物项信息之前，应先检查差异项表格中是否已经存在待写入类型版本下、相同差异项类型序号的下游物项信息；如果有，应先删除这些信息，再将下游物项信息写入差异项表格中。
10.根据权利要求1所述的一种核电厂管道自动化分析方法，其特征在于，所述步骤S105涉及到的差异项表格各列可以按照如下方式填写：
A.序号；
B.类型标识：填写因载荷、位移、加速度分析结果变化导致需要重新分析的下游物项编号；
C.类型序号：根据项目约定填写下游物项类型序号；
D.类型版本：首先根据下游物项编号从下游物项分析任务列表中得到下游物项处于已完成状态下、最高版本分析任务的版本号，再在该版本基础上增加一个版本；
E.差异项标识：填写管道包编号；
F.差异项类型序号：根据项目约定填写下游物项差异项类型序号；
G.变化类型序号：填写1代表新增差异项；
H.触发类型标识：与管道包触发类型标识保持一致；
I.触发人员标识：与管道包触发人员标识保持一致；
J.触发时间：填写当前时间。
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