基于核电厂DCS平台工程师站软件历史数据处理方法与流程

本发明涉及核电站安全级dcs领域，具体涉及基于核电厂dcs平台工程师站软件历史数据处理方法，通过该技术实现对监视的设备信息记录和查看功能，提供了一种查看主控制器运行状况和异常问题分析的方式。

背景技术：

核电厂安全级dcs领域中，为保证系统能够安全稳定运行，降低由于各种异常原因带来的风险。工程师站要求具有能够实时查看系统运行状况包括各种硬件、软件诊断信息和通信错误等内容，并且记录和查看异常历史数据的能力。

在实际应用场景中，要求工程师站可以实时保存历史数据，提供查看历史数据时间范围选择，时间间隔查看播放，正向和逆向的播放选项。提供一种友好的方式来供维护人员查看和分析设备异常信息。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供基于核电厂dcs平台工程师站软件历史数据处理方法，该处理方法能解决数据处理时的卡顿问题。

本发明的具体技术方案为：

基于核电厂dcs平台工程师站软件历史数据处理方法，包括存储步骤，存储步骤包括：

数据采集步骤：采用工程师站进程管理模块开辟一个新线程，由该新线程记录核电站生产系统的实时数据，获得实时数据的过程为：采用前台界面线程负责接收实时数据，通过消息队列的方式将实时数据推送到该新线程中；

数据保存步骤：新线程将实时数据采用文件的方式进行保存，在以文件的方式进行保存时，将实时数据按大小和时间序列裁减成多个分文件，每个文件的大小根据当前硬件和软件资源来预先设置最大值；在保存每个分文件时，同时根据每个分文件内容中的关键数据点，来抽取关键数据点构成索引文件。

本发明的上述方案的原理为：由于对核电站历史数据的监视需要通过主控制器实时获得设备状态数据，主控制器会讲实时获得的数据标记为正常数据和异常数据；这样，就需要一个设备能提供给用户，以便能够查看监视数据的状态信息，并且要求以界面能及时刷新显示，用户能实时在线人工观察。但传统的监视方法是，提供一设备获得历史数据后显示在设备上，并在显示时将历史数据存储到数据库中，其在监视显示历史数据时，采用前台界面线程对用户界面操作和界面刷新、并进行显示还将其存储到数据库中，因此上述操作、刷新、显示、存储都需要前台界面线程完成，这种设计会致使内存开销非常大，会导致刷新不及时，最终导致无法同步所有历史数据到显示中；为了解决在监视显示时，界面能及时刷新，将监视过程中对用户的操作和界面刷新的影响降到最低，本发明对于数据的监视和存储，采用前台界面线程负责接收历史数据，通过消息队列的方式将历史数据推送到单独开启的一个新线程中，新线程负责记录和存储详细历史数据，这样对于前台界面线程，其在界面显示和信息记录行为更加平滑，整个界面的刷新更加及时和稳定。可以理解为：本发明的界面在历史记录显示过程中，并不需要显示具体的详细内容，仅表明其数据被记录和显示的提示信号。也就是说，前台界面线程显示某一历史数据被记录从显示，而具体详细内容被记录则由单独开启的一个新线程完成。

同时，由于传统记录数据的方式是采用数据库保存。数据库本身有着强大的查询能力，能够适应很多复杂情况下的结果查询操作。由于目前对于核电dcs系统，对数据的保存有着更加高实时的要求。并且对于查询条件有限并且已知的情况下，本发明采用自定义文件的方式来进行，采用自定义文件的方式进行，有利于在已知查询条件下更加高时效的完成数据保存和数据查询和数据调取。对于本领域来说，通常单个程序对内存的使用量是有要求的，必须在制定范围内使用。比如在32位操作系统下，单个进程只能使用2g的最大内存，否则会造成程序崩溃等不稳定因素。为了保持内存使用量在合理范围内，并且保证程序高效运行，本发明采用分文件的方式进行保持，每个文件大小根据当前资源来预先设定最大值。同时，在保持时，抽取关键数据点构成索引文件，便于加快对根据关键数据点锁定所需要的文件项和快速定位文件数据内容。

优选的，所述关键数据点包括当前时间、偏移地址、文件大小、异常标志。

关键数据点包括异常标志可以使得将所有异常标志的数据集中播放，便于归类查看，关键数据点包括当前时间，便于依照时间进行查询，关键数据点中包括偏移地址，可以结合时间获取对应的数据，具体操作时，可以是：每次读取数据之前，根据设置的时间范围来确定读取哪些索引文件，然后根据索引文件内容中记录的具体时间和偏移地址获取对应实际数据。

优选的，数据采用分文件的方式保存，由于文件过大在读取和写入的时候需要耗费较大的内存，因此本发明每个分文件的大小可以通过接口参数的设置，在本发明中，通过设置存储接口参数，可以控制分文件的大小，使其满足资源要求，这里可以统一的将所有分文件的大小设置成满足资源需求的最大值，也可以根据当前资源状态，实时调节分文件的大小，以便高速稳定的情况下，最大化的利用系统资源。

优选的，每个分文件中都有多个节，每一个节的内容为完整一包的监视数据。

优选的，索引文件的名称以记录的起始时间进行命名。

优选的，还包括显示步骤，所述显示步骤包括：

历史数据显示步骤：工程师站创建历史数据窗口，前台界面线程将实时数据在历史数据窗口以列表的方式列出每个时间点的数据，实时数据中包括未被核电厂dcs主控制器标记的正常实时数据和被核电厂dcs主控制器标记的异常数据；

异常数据显示步骤：工程师站创建异常数据窗口，前台界面线程通过提取异常数据的内容，以列表的方式列出每个异常数据的时间点；

异常时间点区域显示步骤：在收到对异常数据窗口中某个异常数据的选中触发信号后，工程师站创建异常时间点区域窗口，然后将当前被选中的异常数据的上下相邻时间点的数据、以及当前异常数据以列表显示出来或显示包含当前选中时间点的某段时间的时间点列表。

在上述显示步骤内容中，由于监视是长期的，随着时间推移，记录的数据量大，为了在后续查看数据过程中能快速定位到异常信息点，通过记录异常数据的时间点，并将异常数据的时间点在界面上显示，可以让用户能快速定位异常时间点，并且可以让用户根据异常时间点设置异常时间段，通过时间段的设置，从而获得某一段时间内的数据，从而进一步的查看详细错误内容。

在上述内容中的设计基础上，本发明为了方便定位和查看错误信息，本发明在用户界面窗口中设置了三种显示方式进行信息显示，这三种显示方式可以同时显示，也可以采用切屏方式显示。

其中：

历史数据窗口：以列表方式列出每个时间点的数据，用于从整体上对数据进行查看，其数据内容包括正常数据和异常数据，无论是正常数据还是异常数据，其都可以从列表中选中后通过属性窗口进一步的查看当前选中的时间点的数据内容，具体为：在历史数据显示时，可以通过选中历史数据窗口的列表中某一时间点的数据，通过查看属性窗口查看当前选中时间点的数据的内容；

异常数据窗口：其通过提取异常数据的时间点，并以列表的方式列出每个异常数据的时间点，其用于只关注异常数据时使用；对于异常数据的显示，其同样可以在选中时间点后，通过查看属性窗口的方式查看当前被选中时间点的具体数据内容，具体为：异常数据显示时，可以通过选中异常数据窗口的列表中某一时间点，通过查看属性窗口查看当前选中时间点的数据的内容。

异常时间点区域窗口：其在异常数据窗口中选中一条异常时间点后进行显示，再通过相邻时间算法或时间段算法显示当前选中时间点相邻时间点列表或包含当前选中时间点的某段时间的时间点列表，这样便于用于针对异常发生前后的数据进行查看，便于分析数据异常的成因。上述相邻时间算法可以理解为查询该被选中时间点前至少1个时间点的时间点和查询被选中时间点后至少1个时间点的时间点，上述时间段算法可以理解为将被选中时间点加上或减去预先设置好的时间段所形成的时间段，再查询该时间段内所有的时间点，最终形成列表。

还包括数据回放步骤，数据回放步骤包括：

获得外部输入的时间范围信息，当时间范围覆盖多个分文件时，根据索引文件按时间先后顺序引导加载，先加载首个分文件到内存中，在内存中读取内容进行播放，当前一份文件即将播放完成前，预加载相邻分文件的内容到内存中。

在上述数据回放步骤中，其选取时间范围后，由于不同时间点的数据分布在不同的分文件中，因此为了实现播放的平滑过渡，上述播放时，在播放当前文件即将播放完成前，利用索引文件预加载的方式解决。

数据回放步骤还包括播放控制步骤：播放控制步骤包括正向播放控制、逆向播放控制和加速播放控制、减速播放控制中的至少一种。

播放控制步骤具体为：先接收播放控制请求，并根据对应控制请求对与数据同步的播放画面进行相应的速率调整。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明解决了存储、播放、显示的卡顿问题，使得设备监视运行稳定，监视数据能够被完整的记录。在对设备监视数据进行回放的时候，能够按预期正向和逆向播放，能够还原之前的监视效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是本发明的总体流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示：

基于核电厂dcs平台工程师站软件历史数据处理方法，包括存储步骤，存储步骤包括：

数据采集步骤：采用工程师站进程管理模块开辟一个新线程，由该新线程记录核电站生产系统的实时数据，获得实时数据的过程为：采用前台界面线程负责接收实时数据，通过消息队列的方式将实时数据推送到该新线程中；

数据保存步骤：新线程将实时数据采用文件的方式进行保存，在以文件的方式进行保存时，将实时数据按大小和时间序列裁减成多个分文件，每个文件的大小根据当前硬件和软件资源来预先设置最大值；在保存每个分文件时，同时根据每个分文件内容中的关键数据点，来抽取关键数据点构成索引文件。

本发明的上述方案的原理为：由于对核电站历史数据的监视需要通过主控制器实时获得设备状态数据，主控制器会讲实时获得的数据标记为正常数据和异常数据；这样，就需要一个设备能提供给用户，以便能够查看监视数据的状态信息，并且要求以界面能及时刷新显示，用户能实时在线人工观察。但传统的监视方法是，提供一设备获得历史数据后显示在设备上，并在显示时将历史数据存储到数据库中，其在监视显示历史数据时，采用前台界面线程对用户界面操作和界面刷新、并进行显示还将其存储到数据库中，因此上述操作、刷新、显示、存储都需要前台界面线程完成，这种设计会致使内存开销非常大，会导致刷新不及时，最终导致无法同步所有历史数据到显示中；为了解决在监视显示时，界面能及时刷新，将监视过程中对用户的操作和界面刷新的影响降到最低，本发明对于数据的监视和存储，采用前台界面线程负责接收历史数据，通过消息队列的方式将历史数据推送到单独开启的一个新线程中，新线程负责记录和存储详细历史数据，这样对于前台界面线程，其在界面显示和信息记录行为更加平滑，整个界面的刷新更加及时和稳定。可以理解为：本发明的界面在历史记录显示过程中，并不需要显示具体的详细内容，仅表明其数据被记录和显示的提示信号。也就是说，前台界面线程显示某一历史数据被记录从显示，而具体详细内容被记录则由单独开启的一个新线程完成。

同时，由于传统记录数据的方式是采用数据库保存。数据库本身有着强大的查询能力，能够适应很多复杂情况下的结果查询操作。由于目前对于核电dcs系统，对数据的保存有着更加高实时的要求。并且对于查询条件有限并且已知的情况下，本发明采用自定义文件的方式来进行，采用自定义文件的方式进行，有利于在已知查询条件下更加高时效的完成数据保存和数据查询和数据调取。对于本领域来说，通常单个程序对内存的使用量是有要求的，必须在制定范围内使用。比如在32位操作系统下，单个进程只能使用2g的最大内存，否则会造成程序崩溃等不稳定因素。为了保持内存使用量在合理范围内，并且保证程序高效运行，本发明采用分文件的方式进行保持，每个文件大小根据当前资源来预先设定最大值。同时，在保持时，抽取关键数据点构成索引文件，便于加快对根据关键数据点锁定所需要的文件项和快速定位文件数据内容。

优选的，所述关键数据点包括当前时间、偏移地址、文件大小、异常标志。

关键数据点包括异常标志可以使得将所有异常标志的数据集中播放，便于归类查看，关键数据点包括当前时间，便于依照时间进行查询，关键数据点中包括偏移地址，可以结合时间获取对应的数据，具体操作时，可以是：每次读取数据之前，根据设置的时间范围来确定读取哪些索引文件，然后根据索引文件内容中记录的具体时间和偏移地址获取对应实际数据。

优选的，数据采用分文件的方式保存，由于文件过大在读取和写入的时候需要耗费较大的内存，因此本发明每个分文件的大小可以通过接口参数的设置，在本发明中，通过设置存储接口参数，可以控制分文件的大小，使其满足资源要求，这里可以统一的将所有分文件的大小设置成满足资源需求的最大值，也可以根据当前资源状态，实时调节分文件的大小，以便高速稳定的情况下，最大化的利用系统资源。

优选的，每个分文件中都有多个节，每一个节的内容为完整一包的监视数据。

优选的，索引文件的名称以记录的起始时间进行命名。

实施例2

如图1所示：

基于核电厂dcs平台工程师站软件历史数据处理方法，包括存储步骤，存储步骤包括：

数据采集步骤：采用工程师站进程管理模块开辟一个新线程，由该新线程记录核电站生产系统的实时数据，获得实时数据的过程为：采用前台界面线程负责接收实时数据，通过消息队列的方式将实时数据推送到该新线程中；

数据保存步骤：新线程将实时数据采用文件的方式进行保存，在以文件的方式进行保存时，将实时数据按大小和时间序列裁减成多个分文件，每个文件的大小根据当前硬件和软件资源来预先设置最大值；在保存每个分文件时，同时根据每个分文件内容中的关键数据点，来抽取关键数据点构成索引文件。

还包括显示步骤，所述显示步骤包括：

历史数据显示步骤：工程师站创建历史数据窗口，前台界面线程将实时数据在历史数据窗口以列表的方式列出每个时间点的数据，实时数据中包括未被核电厂dcs主控制器标记的正常实时数据和被核电厂dcs主控制器标记的异常数据；

异常数据显示步骤：工程师站创建异常数据窗口，前台界面线程通过提取异常数据的内容，以列表的方式列出每个异常数据的时间点；

异常时间点区域显示步骤：在收到对异常数据窗口中某个异常数据的选中触发信号后，工程师站创建异常时间点区域窗口，然后将当前被选中的异常数据的上下相邻时间点的数据、以及当前异常数据以列表显示出来或显示包含当前选中时间点的某段时间的时间点列表。

在上述显示步骤内容中，由于监视是长期的，随着时间推移，记录的数据量大，为了在后续查看数据过程中能快速定位到异常信息点，通过记录异常数据的时间点，并将异常数据的时间点在界面上显示，可以让用户能快速定位异常时间点，并且可以让用户根据异常时间点设置异常时间段，通过时间段的设置，从而获得某一段时间内的数据，从而进一步的查看详细错误内容。

在上述内容中的设计基础上，本发明为了方便定位和查看错误信息，本发明在用户界面窗口中设置了三种显示方式进行信息显示，这三种显示方式可以同时显示，也可以采用切屏方式显示。

其中：

历史数据窗口：以列表方式列出每个时间点的数据，用于从整体上对数据进行查看，其数据内容包括正常数据和异常数据，无论是正常数据还是异常数据，其都可以从列表中选中后通过属性窗口进一步的查看当前选中的时间点的数据内容，具体为：在历史数据显示时，可以通过选中历史数据窗口的列表中某一时间点的数据，通过查看属性窗口查看当前选中时间点的数据的内容；

异常数据窗口：其通过提取异常数据的时间点，并以列表的方式列出每个异常数据的时间点，其用于只关注异常数据时使用；对于异常数据的显示，其同样可以在选中时间点后，通过查看属性窗口的方式查看当前被选中时间点的具体数据内容，具体为：异常数据显示时，可以通过选中异常数据窗口的列表中某一时间点，通过查看属性窗口查看当前选中时间点的数据的内容。

异常时间点区域窗口：其在异常数据窗口中选中一条异常时间点后进行显示，再通过相邻时间算法或时间段算法显示当前选中时间点相邻时间点列表或包含当前选中时间点的某段时间的时间点列表，这样便于用于针对异常发生前后的数据进行查看，便于分析数据异常的成因。上述相邻时间算法可以理解为查询该被选中时间点前至少1个时间点的时间点和查询被选中时间点后至少1个时间点的时间点，上述时间段算法可以理解为将被选中时间点加上或减去预先设置好的时间段所形成的时间段，再查询该时间段内所有的时间点，最终形成列表。

实施例3

如图1所示：

基于核电厂dcs平台工程师站软件历史数据处理方法，包括存储步骤，存储步骤包括：

数据采集步骤：采用工程师站进程管理模块开辟一个新线程，由该新线程记录核电站生产系统的实时数据，获得实时数据的过程为：采用前台界面线程负责接收实时数据，通过消息队列的方式将实时数据推送到该新线程中；

数据保存步骤：新线程将实时数据采用文件的方式进行保存，在以文件的方式进行保存时，将实时数据按大小和时间序列裁减成多个分文件，每个文件的大小根据当前硬件和软件资源来预先设置最大值；在保存每个分文件时，同时根据每个分文件内容中的关键数据点，来抽取关键数据点构成索引文件。

还包括显示步骤，所述显示步骤包括：

历史数据显示步骤：工程师站创建历史数据窗口，前台界面线程将实时数据在历史数据窗口以列表的方式列出每个时间点的数据，实时数据中包括未被核电厂dcs主控制器标记的正常实时数据和被核电厂dcs主控制器标记的异常数据；

异常数据显示步骤：工程师站创建异常数据窗口，前台界面线程通过提取异常数据的内容，以列表的方式列出每个异常数据的时间点；

异常时间点区域显示步骤：在收到对异常数据窗口中某个异常数据的选中触发信号后，工程师站创建异常时间点区域窗口，然后将当前被选中的异常数据的上下相邻时间点的数据、以及当前异常数据以列表显示出来或显示包含当前选中时间点的某段时间的时间点列表。

还包括数据回放步骤，数据回放步骤包括：

获得外部输入的时间范围信息，当时间范围覆盖多个分文件时，根据索引文件按时间先后顺序引导加载，先加载首个分文件到内存中，在内存中读取内容进行播放，当前一份文件即将播放完成前，预加载相邻分文件的内容到内存中。

在上述数据回放步骤中，其选取时间范围后，由于不同时间点的数据分布在不同的分文件中，因此为了实现播放的平滑过渡，上述播放时，在播放当前文件即将播放完成前，利用索引文件预加载的方式解决。

数据回放步骤还包括播放控制步骤：播放控制步骤包括正向播放控制、逆向播放控制和加速播放控制、减速播放控制中的至少一种。

播放控制步骤具体为：先接收播放控制请求，并根据对应控制请求对与数据同步的播放画面进行相应的速率调整。

在上述实施例中，本发明中，介绍了设备监视信息的保存方式，为提高快速查找数据的能力，通过自定义数据格式和建立对应索引文件，记录数据保存过程中的必要信息。为减少内存使用率和兼顾一定的效率，采用文件的方式进行保存并且文件大小有一定的大小限制要求。满足实现设备监视数据保存和回放的功能要求。

另外，播放控制包括历史数据正向和逆向播放

由于在实际监视过程中，有些错误信息可能是瞬发的，导致维护人员无法快速捕获错误。通过选取时间间隔和播放速度，工程师站对历史数据进行播放，还原监视过程，播放过程中可以暂停查看。

为方便查看错误，同时提供了逆向播放的功能。对于逆向播放，需要将索引文件的信息进行逆推，本发明的索引文件采用了数组方式进行，因此对于逆向播放不需要过多的查询时间。

本发明的数据保存其本质是异步实时保存技术，但能及时的刷新进行监控，及时显示，为监控人员提供良好的监视界面效果，解决了传统同步实时监控的卡顿、资源占用高等技术问题。具有减少内存使用率的同时、还能兼顾效率。其独创的采用时间点监控显示，即无论是历史数据还是异常数据都采用时间点列表显示，保证快速监控，当在需要特别监测分析是，其采用索引文件快速定位进行特定时间点为中心的时间段播放，以及可以定时间段联合多文件播放的平滑播放过渡，以达到高效和平稳的历史状态回放查看效果。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。