CN117971375A - 干涉服务分离的核电厂仿真系统 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种干涉服务分离的核电厂仿真系统，包括：干涉模型管理软件、干涉服务软件和仿真计算模型软件，其中，干涉模型管理软件向教员终端软件提供干涉功能终端显示参数和干涉模型触发指令配置参数，并向干涉服务软件提供干涉模型的配置参数；干涉服务软件从教员终端软件获取干涉模型的触发指令；根据触发指令及从干涉模型管理软件获取的干涉模型的配置参数，运行干涉模型，以通过干涉模型修改仿真计算模型软件中的被干涉参数。该系统将干涉服务软件与仿真计算模型软件分离，解决了干涉代码依赖仿真模型软件开放代码的问题，也解决了核电厂仿真模型对象数目增加后干涉功能开发任务量大的问题。

Description

干涉服务分离的核电厂仿真系统

技术领域

本申请涉及核电技术领域，尤其涉及一种干涉服务分离的核电厂仿真系统。

背景技术

核电厂仿真系统能够仿真核电厂从正常运行到严重事故的各种现象，提供逼真的核电厂操纵响应。相关技术中，核电厂仿真系统中的仿真计算模型软件是由干涉代码和模型代码作为整体编译，模型工程师在模型代码基础上为各模型分别补充干涉代码。

相关技术中的核电厂仿真系统要求模型软件开放源代码，否则无法开展干涉代码的添加，但是越来越多的模型软件不再开放源代码。

发明内容

本申请提出一种干涉服务分离的核电厂仿真系统及方法。具体方案如下：

本申请一方面实施例提出了一种干涉服务分离的核电厂仿真系统，包括：干涉模型管理软件、干涉服务软件和仿真计算模型软件；其中，

所述干涉模型管理软件，用于向教员终端软件提供干涉功能终端显示参数和干涉模型触发指令配置参数，并向所述干涉服务软件提供干涉模型的配置参数；

所述干涉服务软件，用于从所述教员终端软件获取所述干涉模型的触发指令；根据所述触发指令及从所述干涉模型管理软件获取的所述干涉模型的配置参数，运行所述干涉模型，以通过所述干涉模型修改所述仿真计算模型软件中的被干涉参数，以使所述仿真计算模型软件根据修改后的被干涉参数，对所述干涉模型作用的对象计算运行结果。

本申请另一方面实施例提出了一种干涉服务分离的核电厂仿真方法，包括：

从教员终端软件获取干涉模型的触发指令；

根据所述触发指令及从干涉模型管理软件获取的所述干涉模型的配置参数，运行所述干涉模型，以通过所述干涉模型修改仿真计算模型软件中的被干涉参数；

根据修改后的被干涉参数，对所述干涉模型作用的对象计算运行结果。

本申请另一方面实施例提出了一种计算机设备，包括处理器和存储器；

其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如上述实施例所述的干涉服务分离的核电厂仿真方法。

本申请另一方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述一方面实施例所述的干涉服务分离的核电厂仿真方法。

本申请实施例的有益效果：本申请的干涉服务分离的核电厂仿真系统，包括干涉模型管理软件、干涉服务软件和仿真计算模型软件，将干涉服务软件与仿真计算模型软件分离，干涉服务软件集中按对象类别运行干涉模型改变被干涉参数，通过干涉代码集中计算提高了干涉计算执行效率，相对传统核电厂仿真系统新增干涉模型管理软件，对干涉代码集中分类生成和管理，提高了核电厂仿真系统干涉功能维护效率，从而可以解决干涉代码依赖仿真模型软件开放代码的问题，也可以解决核电厂仿真模型对象数目增加后干涉功能开发任务量大的问题。

本申请附加的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，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为传统核电厂仿真系统主体运行结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种干涉服务分离的核电厂仿真系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的干涉服务分离的核电厂仿真系统主体运行结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的干涉服务分离的核电厂仿真系统及方法。

核电厂仿真系统主要用于核电厂操纵人员培训，其主要用户包含教员和学员。核电厂仿真系统能够仿真核电厂从正常运行到严重事故的各种现象，提供逼真的核电厂操纵响应。学员为获得核电厂操作人员执照，需要在核电厂仿真系统上接受操作培训和执照考试。教员在学员培训和考试中控制核电厂仿真系统的运行、停止、快照、复位等基本运行功能，并在系统中加入干涉。

干涉是教员对运行中的仿真系统做干预的操作，主要包括超控干涉和故障干涉两类。超控干涉是指教员中断或修改模拟系统教学模型与盘台仪表之间的输入/输出数据传递。故障干涉是教员控制被仿真电厂部件、设备或系统性能下降。

图1为传统核电厂仿真系统主体运行结构示意图。教员通过教员终端软件控制仿真系统运行，学员通过学员终端软件操纵仿真核电厂。教员终端软件和学员终端软件都通过实时数据服务软件与仿真计算模型软件连接。仿真计算模型软件在一系列仿真时刻运行，各仿真计算模型软件在各仿真时刻上互相通过实时数据服务软件交互数据。

图1中的仿真计算模型软件是由干涉代码和模型代码作为整体编译，比如，干涉代码1与模型代码1整体编译得到模型软件1(也即仿真计算模型软件1)、干涉代码2与模型代码2整体编译得到模型软件2、……、干涉代码n与模型代码n整体编译得到模型软件n等。模型工程师在模型代码基础上，为各模型分别补充编写超控或故障干涉代码。教员在使用干涉功能时，干涉代码响应实时数据服务中转的接口指令，随后直接作用在模型代码中。

这种传统的核电厂仿真系统要求模型软件开放源代码，否则无法开展干涉代码的添加，而越来越多的模型软件不再开放源代码。另外，随着核电厂仿真系统建模的部件不断增加，需要编写干涉代码的模型软件数目越来越多。

基于此，本申请实施例提供了一种干涉服务分离的核电厂仿真系统，该系统将干涉服务软件与仿真计算模型软件分离，干涉服务软件集中按对象类别运行干涉模型改变被干涉参数，通过干涉代码集中计算提高了干涉计算执行效率，相对传统核电厂仿真系统新增干涉模型管理软件，对干涉代码集中分类生成和管理，提高了核电厂仿真系统干涉功能维护效率，从而可以解决干涉代码依赖仿真模型软件开放代码的问题，也可以解决核电厂仿真模型对象数目增加后干涉功能开发任务量大的问题。

下面结合图2和图3对本申请实施例的干涉服务分离的核电厂仿真系统进行说明。图2为本申请实施例提供的一种干涉服务分离的核电厂仿真系统的结构示意图。图3为本申请实施例提供的干涉服务分离的核电厂仿真系统主体运行结构示意图。

本申请实施例的干涉服务分离的核电厂仿真系统，可以配置在计算机设备上。

如图2所示，该干涉服务分离的核电厂仿真系统200可以包括：干涉模型管理软件210、干涉服务软件220和仿真计算模型软件230。

干涉模型管理软件210是建立和修改干涉模型的终端软件，可以向教员终端软件提供干涉功能终端显示参数和干涉模型触发指令配置参数。

其中，干涉功能终端显示参数可以包括干涉模型的名称、干涉模型的作用、干涉模型可作用的对象的标识等，干涉模型触发指令配置参数可以包括干涉模型运行需要配置的参数等，比如某干涉模型需要核电厂仿真系统的某参数达到设定值时运行。

本申请中，干涉模型管理软件210与教员终端软件可以安装在同一设备上，也可以安装在不同的设备上，本申请对此不作限定。

干涉模型管理软件210还可以对各类别干涉模型分类编辑和存储。教员可以对干涉模型管理软件210进行操作，比如，可以对干涉模型进行分类、可以配置每个干涉模型的配置参数、配置每个干涉模型可以作用的对象、配置每个干涉模型的触发条件等。

本申请中，干涉模型管理软件210还可以对干涉模型的配置参数的变更过程进行全过程记录。

本申请中，干涉模型管理软件210还可以对干涉模型作用的对象做分类管理。其中，干涉模型作用的对象可以包括核电厂系统模型、核电厂设备模型、核电厂部件模型等。

其中，核电厂系统模型对象是以核电厂工艺系统级对象，例如反应堆冷却剂系统。该类对象干涉模型数目较少，被干涉参数数目较少，干涉效果会作用于全部或大部分模型软件。

核电厂设备模型对象是核电厂工艺系统中的某个独立的设备对象，例如反应堆冷却剂泵。该类对象干涉模型数目较多，被干涉参数数目较多，干涉效果作用于多个模型软件。

核电厂部件模型对象是核电厂设备中的某个独立的部件对象，例如反应堆冷却剂泵电机。该类对象干涉模型数目较多，被干涉参数数目较少，干涉效果作用于单个模型软件。

本申请中，还可以利用不同类别模型对象的干涉模型差异，干涉服务软件220内部包含不同代码方法，根据各代码方法针对不同类别仿真计算模型软件分别优化。

本申请的核电厂仿真系统，相对传统核电厂仿真系统新增干涉模型管理软件，对干涉模型做分类配置化管理。

干涉模型管理软件210可以向干涉服务软件220提供干涉模型的配置参数，由此干涉服务软件220可以从干涉模型管理软件210获取干涉模型的配置参数。本申请中，在干涉服务分离的核电厂仿真系统200运行之前，干涉服务软件220已经从干涉模型管理软件210获取干涉模型的配置参数。

本申请中，干涉模型包括但不限于被干涉参数阶跃变化模型、干涉参数线性变化模型、干涉参数高阶函数变化模型、干涉条件触发模型、干涉延时引入模型、干涉列表引入模型等。

其中，干涉参数阶跃变化模型是被干涉参数按阶跃变化规则在指定时刻被修改的算法模型；干涉参数线性变化模型是被干涉参数按一阶线性函数变化规则在指定时段被修改的算法模型；干涉参数高阶函数变化模型是被干涉参数按二阶或以上阶次函数、指数函数、对数函数等变化规则在指定时段被修改的算法模型；干涉条件触发模型是核电厂仿真系统中某状态参数或状态参数组合达到规定的条件后，触发某干涉参数阶跃变化模型、干涉参数线性变化模型、干涉参数高阶函数变化模型的算法模型；干涉延时引入模型是指定干涉引入时刻的算法模型；干涉列表引入模型是将其他干涉模型按教员定义的列表顺序执行的算法模型。

本申请中，仿真计算模型软件230可以将被干涉参数作为接口参数向干涉服务软件220开放，干涉服务软件220可修改仿真计算模型软件230的被干涉参数。仿真计算模型软件230可以以独立封装的可执行程序形式包含核电厂仿真系统200中。仿真计算模型软件230可以根据对象类别分别计算核电厂系统模型、核电厂设备模型、核电厂部件模型的运行特性。

本申请中，教员终端软件可以包含干涉功能界面，教员在该界面中点击对应干涉模型的指令列表后，教员终端软件可以向干涉服务软件220发送干涉模型的触发指令。其中，干涉模型的触发指令中可以包括干涉模型的标识等信息。由此，教员终端软件与干涉服务软件的直接连接，可以实现仿真模型数据流和干涉数据流分离。

干涉服务软件220从教员终端软件获取干涉模型的触发指令，可以根据触发指令及从干涉模型管理软件210获取的干涉模型的配置参数，运行干涉模型，以通过干涉模型修改仿真计算模型软件中的被干涉参数，之后仿真计算模型软件230可以根据修改后的被干涉参数，对干涉模型作用的对象计算运行结果。之后，运行结果可以在学员终端软件上进行显示。

本申请中，每个干涉模型具有对应的仿真计算模型软件，其中，干涉模型对应的仿真计算模型软件可以是一个，也可以是多个，本申请对此不作限定。

在干涉服务软件220获取某干涉模型的触发指令后，可以根据触发指令和从干涉模型管理软件210获取的该干涉模型的配置参数运行该干涉模型，以通过运行该干涉模型修改该干涉模型对应的仿真计算模型软件230中的被干涉参数，相应的仿真计算模型软件可以根据修改后的被干涉参数，计算该干涉模型作用的对象的运行结果。

比如，干涉模型A对应仿真计算模型软件a1、a2和a3，干涉服务软件220从教员终端软件获取干涉模型A的触发指令，可以根据触发指令和从干涉模型管理软件210获取的干涉模型A的配置参数运行干涉模型A，以通过干涉模型A修改仿真计算模型软件a1、a2和a3中的被干涉参数，那么仿真计算模型软件a1、a2和a3，可以根据修改后的被干涉参数，计算干涉模型A作用的对象的运行结果。

本申请中，干涉服务软件220在获取干涉模型的触发指令后，可以直接触发干涉模型运行，也可以设置干涉模型运行条件，在核电厂仿真系统达到运行条件时干涉模型再运行。

作为一种实现方式，如图3所示，该核电厂仿真系统还可以包括实时数据服务软件。在触发指令用于触发的干涉模型为预设模型的情况下，比如预设模型为干涉条件触发模型，干涉服务软件220可以从实时数据服务软件获取核电厂仿真系统200中的目标状态参数的状态值，并在状态值为设定值时，根据干涉模型的配置参数，运行干涉模型。

其中，目标状态参数可以是一个，也可以是多个，本申请对此不作限定。当目标状态参数为多个时，在多个目标状态参数的状态均达到相应的设定值时，可以运行干涉模型。

本申请中，干涉服务软件220还可以具有独立的状态保存和复位功能。

干涉服务软件220还可以从教员终端软件获取保存指令，根据保存指令，将指定仿真时刻干涉服务软件220的干涉模型的配置参数、干涉模型的触发指令、干涉条件触发模型执行所需的电厂仿真系统200中某状态参数或状态参数组合及干涉模型的执行状态等保存为干涉快照计算机文件，从而保存指定仿真时刻干涉模型的状态。

其中，保存指令中可以包括指定仿真时刻，也可以包括保存间隔，也即可以每隔预设时长保存干涉模型的状态。

干涉服务软件220还可以获取指定的已保存状态的仿真时刻，将指定的已保存状态的仿真时刻保存的干涉模型的状态从干涉快照计算机文件中取出，赋值到干涉服务软件各内部数组，从而将干涉服务软件复位到指定仿真时刻。其中，各内部数组可以包括干涉模型的配置参数、干涉模型的触发指令、干涉模型对被干涉参数的修改情况等。如图3所示，干涉服务分离的核电厂仿真系统中干涉服务软件与模型软件(即上述仿真计算模型软件)分离，模型软件是对模型代码编译得到的，比如对模型代码1编译得到模型软件1、对模型代码2编译得到模型软件2、……、对模型代码n编译得到模型软件n。由此，通过独立于模型代码之外的干涉服务软件，可以集中按对象类别运行干涉模型改变被干涉参数。

在仿真时刻1到仿真时刻n，仿真系统中的n个模型软件可以与实时服务软件进行交互。在仿真时刻，干涉服务软件与教员终端软件直接通信，从教员终端软件获取干涉模型的触发指令，并运行干涉模型，以修改相应的模型软件中的被干涉参数。模型软件可以根据修改后的被干涉参数，计算干涉模型作用的对象的运行结果，并将运行结果发送到实时数据服务软件，学员终端软件可以从实时服务软件获取运行结果并进行显示。

本申请实施例的干涉服务分离的核电厂仿真系统，将干涉服务软件与仿真计算模型软件分离，干涉服务软件集中按对象类别运行干涉模型改变被干涉参数，通过干涉代码集中计算提高了干涉计算执行效率，相对传统核电厂仿真系统新增干涉模型管理软件，对干涉代码集中分类生成和管理，提高了核电厂仿真系统干涉功能维护效率，从而可以解决干涉代码依赖仿真模型软件开放代码的问题，也可以解决核电厂仿真模型对象数目增加后干涉功能开发任务量大的问题。

另外，本申请的干涉服务分离的核电厂仿真系统中，干涉服务软件与教员终端软件直接连接，可以实现仿真模型数据流和干涉数据流分离。

本申请的干涉服务分离的核电厂仿真系统可以不依赖仿真模型软件源代码，使得后续可用于核电厂仿真的模型软件范围扩大，并且开发人员不需要深入越来越复杂的源码中附加干涉代码。

随着核电厂仿真系统模型软件的精度和速度提高，计算机硬件性能提升，对于核电厂仿真系统仿真对象精度的需求日益提高。为了仿真更为精细的核电厂系统，每个仿真对象单元都要具备干涉模型，在传统仿真系统中，开发测试工作量大，后续变更也较为困难。本申请的干涉服务分离的核电厂仿真系统集约化配置化管理有效的干涉模型参数，数据化跟踪其变更过程，能够使得后续越来越复杂的核电厂仿真系统开发过程可控性提升。

为了实现上述实施例，本申请实施例还提出一种干涉服务分离的核电厂仿真方法。该干涉服务分离的核电厂仿真方法，可以应用上述干涉服务分离的核电厂仿真系统，该干涉服务分离的核电厂仿真方法可以包括：

从教员终端软件获取干涉模型的触发指令；

根据所述触发指令及从干涉模型管理软件获取的所述干涉模型的配置参数，运行所述干涉模型，以通过所述干涉模型修改仿真计算模型软件中的被干涉参数；

根据修改后的被干涉参数，对所述干涉模型作用的对象计算运行结果。

需要说明的是，上述对干涉服务分离的核电厂仿真系统实施例的解释说明，也适用于该实施例的干涉服务分离的核电厂仿真方法，故在此不再赘述。

本申请实施例的干涉服务分离的核电厂仿真方法，通过根据从教员终端软件获取干涉模型的触发指令及从干涉模型管理软件获取的所述干涉模型的配置参数，运行干涉模型，以通过干涉模型修改仿真计算模型软件中的被干涉参数。由此，通过干涉服务软件与仿真计算模型软件分离，通过干涉代码集中计算提高了干涉计算执行效率，从而可以解决干涉代码依赖仿真模型软件开放代码的问题，也可以解决核电厂仿真模型对象数目增加后干涉功能开发任务量大的问题。

为了实现上述实施例，本申请实施例还提出一种计算机设备，包括处理器和存储器；

其中，处理器通过读取存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如上述实施例所述的干涉服务分离的核电厂仿真方法。

为了实现上述实施例，本申请实施例还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的干涉服务分离的核电厂仿真方法。

在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种干涉服务分离的核电厂仿真系统，其特征在于，包括：干涉模型管理软件、干涉服务软件和仿真计算模型软件；其中，

所述干涉模型管理软件，用于向教员终端软件提供干涉功能终端显示参数和干涉模型触发指令配置参数，并向所述干涉服务软件提供干涉模型的配置参数；

所述干涉服务软件，用于从所述教员终端软件获取所述干涉模型的触发指令；根据所述触发指令及从所述干涉模型管理软件获取的所述干涉模型的配置参数，运行所述干涉模型，以通过所述干涉模型修改所述仿真计算模型软件中的被干涉参数，以使所述仿真计算模型软件根据修改后的被干涉参数，对所述干涉模型作用的对象计算运行结果。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：实时数据服务软件；

所述干涉服务软件，用于在所述触发指令用于触发的干涉模型为预设模型的情况下，从所述实时数据服务软件获取所述核电厂仿真系统中的目标状态参数的状态值；在所述状态值为设定值时，根据所述干涉模型的配置参数，运行所述干涉模型。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述干涉模型管理软件，用于对所述干涉模型作用的对象进行分类管理，其中，所述干涉模型作用的对象包括核电厂系统模型、核电厂设备模型和核电厂部件模型。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述干涉模型管理软件，用于对所述干涉模型进行分类编辑和存储。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述干涉服务软件，还用于：

从所述教员终端软件获取保存指令；

根据所述保存指令，保存指定仿真时刻所述干涉模型的配置参数、所述干涉模型的触发指令以及所述干涉模型的执行状态。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述干涉服务软件，还用于：

获取指定的已保存状态的仿真时刻；

将所述指定的已保存状态的仿真时刻保存的所述干涉模型的状态，赋值到所述干涉服务软件各内部数组。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述干涉模型包括以下一项或多项：干涉参数阶跃变化模型、干涉参数线性变化模型、干涉参数高阶函数变化模型、干涉条件触发模型、干涉延时引入模型、干涉列表引入模型。

8.一种干涉服务分离的核电厂仿真方法，其特征在于，包括：

从教员终端软件获取干涉模型的触发指令；

根据所述触发指令及从干涉模型管理软件获取的所述干涉模型的配置参数，运行所述干涉模型，以通过所述干涉模型修改仿真计算模型软件中的被干涉参数；

根据修改后的被干涉参数，对所述干涉模型作用的对象计算运行结果。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器；

其中，所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于实现如权利要求8所述的方法。

10.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求8所述的方法。