一种基于核设施模拟器的智能辅助训练系统和方法与流程

本发明属于核设施操纵员培训，具体涉及一种基于核设施模拟器的智能辅助训练系统和方法。

背景技术：

1、操纵员对核设施的运行安全肩负着直接的、重大的责任。在国内外运行事件统计中，人因事件占比都较高。培养一个合格的操纵员.耗时长、耗资大，核设施模拟器(nfs)是操纵员操作培训的有效手段和获取执照考试的工具，能够有效加强受训人员对电厂系统的了解，提高分析、判断和处理故障和事故的能力，其培训质量直接影响核设施的安全运行。

2、现有的nfs，学员在进行训练时，对教员依赖较强，自主练习困难。训练前，对课程的总体情况认识不全面，从nfs的人机显示终端无法获取直观展示；训练时，在对事故现象不确定而不会的处理时，没有提示，整个训练过程缺少反馈。操作或训练后，学员无法对自己的操作情况给出判断，nfs没有给出评价。随着信息化技术的发展及模拟器新一代学员的it认知水平提升，以上现象带来的负面效益更加明显。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种智能辅助教学系统(iats)，实现课程演习，操作讲解，在日常训练时，辅导提示，智能评分，考评报告自动生成。iats一方面能够增加学习过程的友好性，激发学习的兴趣，从而促进学员能力提升；另一方面，可以从时间、培训、人员等不同维度分析培训情况，有助于优化培训课程和流程，提高培训的数字化和专业化水平。考虑到不同型号核设施题库、训练场景、评分规则具有较大的差异性，本方法实现了一种开发框架，以便能够定制训练场景及评分规则。

2、为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

3、一种基于核设施模拟器的智能辅助训练方法，

4、步骤1：根据业务逻辑需求从核设施模拟器的教练员站数据库、硬件接口点数据库进行查询，生成智能辅助训练系统数据库的故障表、故障组表、台屏硬件点表，同时允许进行信息录入；

5、步骤2：考题编辑：设置需要的复位初始工况或引入的故障或故障组，设置操作的先后顺序、时间间隔，在各台屏进行的操作集合、提示文本信息；新增教员动作和操作时，编辑器会访问配置表，以列表方式展示故障，台屏的操作点，供选择；编辑器的评价规则库支持通过逻辑组态的方式自行搭建，考题编辑后，根据考题内容存入不同的考题库；

6、步骤3：训练场景编辑：从题库窗格中拖出考题到试卷上，设置各考题开始的相对时间或核设施模拟器绝对时间，设置每道考题的评分规则中量化指标；场景保存后，生成的文件包含三部分：1)外观段，包含场景画面的所有文字及图元信息；2)执行段，包含将台屏操作及监测变量按照核设施模拟器的redis接口协议转化的对hash存储结构的操作语句，按执行顺序排列；3)程序段，包含场景所有评价逻辑代码；

7、步骤4：从场景库选择待训练场景后，根据训练岗位，进行操作范围选择；在训练过程中，设置范围内的操作模拟机将等待操作员执行，其它操作将自动执行；用户如果选择记录，本次训练各终端显示的实时数据将被保存，以便回放；如果选择提示，在执行过程中，如果超过考题设置时间，会弹出消息提示框，进行操作提醒；加载场景后，执行器解析场景文件的外观段，呈现场景泳道图，直观展示场景内容；执行时，执行器根据时序将场景文件的执行段语句写入redis缓存，核设施模拟器的数据服务程序定时轮询到后，调用核设施模拟器api将控制命令传递给调度程序，唤醒核设施模拟器各系统仿真程序，改变输入模型参数从而影响计算；同时执行器定时向核设施模拟器请求监测变量状态，依次解析执行评价逻辑代码，对操作评价；

8、步骤5：直接打开训练模式记录的场景时序数据进行复盘训练场景回放演示，在回放过程中，可以定位到合适的时间点，录入语言讲解，合并保存到场景记录信息中，下次演示该场景；在场景回放演示时，执行器不进行控制，因此核设施模拟器各仿真程序未投入计算，核设施模拟器的数据服务程序从用户选择的起点，按设置的播放速度，定时从时序数据库获取已保存的历史数据，写入实时仿真内存区，驱动核设施模拟器工艺流程图或软台屏画面刷新；

9、步骤6：收集管理场景执行数据，进行分析和统计。

10、步骤1：允许进行录入的信息包括岗位台屏表、人员班组表，支持通过文本文件导入配置信息。

11、步骤2：评价规则有按照操作或控制过程的时间原则、时序原则和参数原则，进行操作完成速度评判和通过特征变量监测值进行计算评判。

12、步骤3：量化指标包括优良中差四个等级对应的操作速度，或者变量的阈值范围；训练场景以泳道图方式呈现，每个台屏和操作评分规则均占一个泳道。

13、步骤4：操作范围包括一回路、二回路、电气。

14、步骤4：单个参数评价按照时间权重法或者综合错误法。

15、步骤6：数据的呈现方式包括表格、折线图、柱状图、饼图。

16、步骤6：数据源可以直接选择mysql数据表的列，也可以设置统计函数或查询字段生成数据源，或者通过选择数据文件导入数据。

17、步骤6：先设置数据的呈现方式，然后设置数据源；学员操作训练数据包括完成训练场景数量、完成的时间、在操作过程中常犯的错误和频率；通过统计分析出学员操作技能水平，包括操作的准确性、速度、熟练程度；通过不同培训周期训练情况对比，分析进步速度；通过统计不同学员成绩的分布情况，分析整体学习水平，以及优秀、良好、中等、较差各个层次的学员比例；统计场景所有考题的平均分、最高分、最低分数据，分析场景的难易度。

18、一种基于核设施模拟器的智能辅助训练系统，包括：

19、配置数据生成器：根据业务逻辑需求从核设施模拟器的教练员站数据库、硬件接口点数据库进行查询，生成智能辅助训练系统数据库的故障表、故障组表、台屏硬件点表；

20、场景编辑器：实现考题编辑、训练场景的新建、编辑，保存至题库和场景库，并对每个场景形成场景文件；在编辑过程中，场景编辑器需要根据设置加载配置数据生成器生成的数据；

21、场景执行器：加载场景编辑器生成的场景文件，展示场景内容，根据时序将控制命令传递给核设施模拟器，改变输入模型参数从而核设施模拟器各仿真模型影响计算，解析执行评价逻辑代码，对操作评价，对保存记录的训练数据实现复盘；

22、培训数据分析器：自动收集管理场景执行数据，进行分析和统计。

23、本发明所取得的有益效果为：

24、本发明充分考虑了实际应用训练场景的不确定性及评分规则的复杂性，构建了对应的编辑器，以增强使用的灵活性。同时，为了降低使用难度，提供了内置的考题模板、场景模板、评分规则库，以便教员能够自行参照定制开发。本发明基于nfs的架构开发，借助nfs的数据库及api，一方面缩短了样机实施周期，另一方面能够根据场景数据精确地评价操作效果。各种训练数据的存储、分析及可视化增强了教学人员对培训效果的认知深度，提升了培训的精细化、科学化水平。

技术特征：

1.一种基于核设施模拟器的智能辅助训练方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的基于核设施模拟器的智能辅助训练方法，其特征在于：步骤1：允许进行录入的信息包括岗位台屏表、人员班组表，支持通过文本文件导入配置信息。

3.根据权利要求1所述的基于核设施模拟器的智能辅助训练方法，其特征在于：步骤2：评价规则有按照操作或控制过程的时间原则、时序原则和参数原则，进行操作完成速度评判和通过特征变量监测值进行计算评判。

4.根据权利要求1所述的基于核设施模拟器的智能辅助训练方法，其特征在于：步骤3：量化指标包括优良中差四个等级对应的操作速度，或者变量的阈值范围；训练场景以泳道图方式呈现，每个台屏和操作评分规则均占一个泳道。

5.根据权利要求1所述的基于核设施模拟器的智能辅助训练方法，其特征在于：步骤4：操作范围包括一回路、二回路、电气。

6.根据权利要求1所述的基于核设施模拟器的智能辅助训练方法，其特征在于：步骤4：单个参数评价按照时间权重法或者综合错误法。

7.根据权利要求1所述的基于核设施模拟器的智能辅助训练方法，其特征在于：步骤6：数据的呈现方式包括表格、折线图、柱状图、饼图。

8.根据权利要求1所述的基于核设施模拟器的智能辅助训练方法，其特征在于：步骤6：数据源可以直接选择mysql数据表的列，也可以设置统计函数或查询字段生成数据源，或者通过选择数据文件导入数据。

9.根据权利要求1所述的基于核设施模拟器的智能辅助训练方法，其特征在于：步骤6：先设置数据的呈现方式，然后设置数据源；学员操作训练数据包括完成训练场景数量、完成的时间、在操作过程中常犯的错误和频率；通过统计分析出学员操作技能水平，包括操作的准确性、速度、熟练程度；通过不同培训周期训练情况对比，分析进步速度；通过统计不同学员成绩的分布情况，分析整体学习水平，以及优秀、良好、中等、较差各个层次的学员比例；统计场景所有考题的平均分、最高分、最低分数据，分析场景的难易度。

10.一种基于核设施模拟器的智能辅助训练系统，其特征在于：包括：

技术总结
本发明属于核设施操纵员培训技术领域，具体涉及一种基于核设施模拟器的智能辅助训练系统和方法。从核设施模拟器的教练员站数据库、硬件接口点数据库进行查询，生成智能辅助训练系统数据库的故障表、故障组表、台屏硬件点表；实现考题编辑、训练场景的新建、编辑，保存至题库和场景库，并对每个场景形成场景文件；加载场景编辑器生成的场景文件，展示场景内容，根据时序将控制命令传递给核设施模拟器，改变输入模型参数从而核设施模拟器各仿真模型影响计算，解析执行评价逻辑代码，对操作评价，对保存记录的训练数据实现复盘；自动收集管理场景执行数据，进行分析和统计。增强了教学人员对培训效果的认知深度，提升了培训的精细化、科学化水平。

技术研发人员：侯雪燕,于宾跃,谢政权,谢明亮,黄秋兰,冉晓隆,邱建利,朱彤
受保护的技术使用者：核动力运行研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27