一种高效DET与核仿真程序动态耦合建模仿真方法

本申请的技术方案属于核科学与工程，特别在核电设施(核电厂)运行实施安全分析过程中，为提高其安全分析的评估效率及准确性，将det(dynamic event tree)与核仿真程序实施动态耦合以达到高效运算目的所采用的高效det与核仿真程序动态耦合建模仿真方法。

背景技术：

1、核电厂的安全是其工作运行中最为关键的环节。在进行核电设施设计和系统构建中必须对其实施安全分析和评估。通常的分析和评估方法分为：确定论安全分析方法和概率安全评价方法两种，其中的确定论安全分析方法普遍采用核仿真软件在单一故障准则等确定的事故进程假设下仿真事故后果；而概率安全评价方法则基于传统事件树/故障树方法。单一的确定论或概率论方法在分析核电厂事故动态特性上存在较大局限性。因此，为了实现对复杂系统演化过程中的硬件/软件/流程/人类行为之间可能的复杂交互模型进行显式建模与动态仿真，进而发展了动态事件树方法；动态事件树方法与传统分析方法的主要不同之处在于核电厂事故物理进程由核电厂系统动态仿真演化结果驱动，减少了对分析人员经验的依赖，同时减少了不必要的保守的工程判断。

2、目前，离散动态事件树(discrete dynamic event tree，ddet)是动态事件树方法在实际工程应用中应用较为广泛的一种方法(以下除特殊说明，ddet简称det)，det方法根据其有效的分支规则生成一系列含时间动态变化的事件序列，具体通过确定分支条件的方式确定系统演化路径，即当条件满足时，就会导致复杂系统在不同分支路径上的演化，进而得到一系列事件序列集用以生成det模型；det模型生成后，所有由分支表示的事件序列都可以利用确定论安全分析方法进行仿真模拟，也即可开展确定论分析；通过det与确定论分析软件的动态耦合，除了可以获得传统的确定论分析计算结果之外，还可获得计算分析结果的可能性也就是发生概率，进而为核电厂的设计、运行及管理提供风险指引型的决策支持信息。

3、现有的det分支建模方法基于核仿真程序的控制trip卡。核仿真程序一般使用trip卡通过压力、时间、温度等参数控制安全系统、泵、阀门等系统或部件的响应过程。det分支建模通过控制trip卡的状态进一步控制对应的系统或部件产生分支。上述核仿真程序间接通过trip卡间接控制系统或部件的间接建模方法在用户使用中存在用户直观性差，且对同一trip卡控制多个系统或部件的情况需要处理复杂的相关性模型问题，在控制逻辑和使用上均存在严重不便捷性，因此需要一种更直观方便且对用户友好的det与核仿真程序动态耦合的建模方法。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，克服现有det建模不直观和相关性处理复杂的问题的复杂性，本申请技术方案提出了一种高效det与核仿真程序动态耦合建模方法，该分析方法可实现对所需分析的系统或部件进行直接分支，更加直观的建立det分支节点模型，科学的获得核电厂事故工况下的动态特性，进而分析核电厂事故工况下系统、设备或人员随机失效对安全特性的影响，为核电厂的设计、运行和管理提供决策支持，进而提高核电厂的安全性和经济性。

2、本发明是通过以下技术方案实现的，一种高效det与核仿真程序动态耦合建模仿真方法，该方法包括以下步骤：

3、s1、对核仿真程序的基础输入文件进行整体自动分析，获取所有可能的det分支系统或部件建模信息；此处的det分支系统或部件为事故响应过程中的系统或部件，该系统或部件包括但不限于安全系统、泵或阀门，基础输入文件为基础输入卡的input.file文件；

4、s2、指定所有需要进行det分支的系统或部件；

5、s3、根据指定的分支系统或部件的信息在核仿真程序的基础输入文件中搜索其对应的相关模块信息，并获取控制该模块的trip卡信息；

6、s4、调用核仿真程序基础输入卡进行仿真运行，将控制指定分支系统或部件的trip卡信息进行储存与监测；

7、s5、获取det分支trip信息以及分支时间信息，生成一个与原模型中已有的trip卡号不重复的新trip卡进行分支，并将新trip卡号输入需分支的系统或部件模块化建模的trip卡号处；这里的det分支为需求型分支或det运行型分支；

8、s6、根据det分支时间确定分支重启动文件的重启动号，将重启动号、分支后的trip逻辑、当前进行分支的系统或部件的模块化信息以及其它重启动计算必须的输入信息传递进重启动输入文件，并进行重启动分支计算；分支后的trip逻辑根据如下规则确定：

9、如果det分支为需求型分支，分支后的trip逻辑根据如下规则变换：原trip逻辑为：xxx1 trip控制逻辑由“false”转变为“true”，则分支trip逻辑为：xxx2 trip控制逻辑为永“false”；原trip逻辑为：xxx1 trip控制逻辑由“true”转变为“false”，则分支trip逻辑为：xxx2 trip控制逻辑为永“true”；

10、如果det运行型分支，分支后的trip逻辑根据如下规则变换：原trip逻辑为：xxx1trip控制运行时间t1；则分支trip逻辑为：xxx2trip控制运行时间t2；

11、s7、对s6步的重启动分支计算结果进行解析，判断是否有新的分支产生，如果仍有trip逻辑状态转移，则循环执行步骤s5-s6，如果没有新的分支产生则det仿真结束。

12、本申请的方法与现有技术相比，本发明具有以下优点：

13、(1)相比于针对直接通过trip卡进行det分支建模的方法，本方法直接针对事故响应过程中的系统或部件进行建模，可以更直观的反映det模型分支节点与核系统仿真程序模型之间的关系；

14、(2)针对同一个trip卡控制多个系统或部件的情况，可以直接对每个系统或部件进行独立分支计算，不需要在建立det模型前先针对每个系统或部件建立独立的trip控制逻辑。

技术特征：

1.一种高效det与核仿真程序动态耦合建模仿真方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高效det与核仿真程序动态耦合建模仿真方法，其特征在于，s1所获取的det分支系统或部件为事故响应过程中的系统或部件，该系统或部件包括但不限于安全系统、泵或阀门。

3.根据权利要求1所述的高效det与核仿真程序动态耦合建模仿真方法，其特征在于，s1中的基础输入文件为基础输入卡的input.file文件。

4.根据权利要求1所述的高效det与核仿真程序动态耦合建模仿真方法，其特征在于，s5中的det分支为需求型分支或det运行型分支。

5.根据权利要4所述的高效det与核仿真程序动态耦合建模仿真方法，其特征在于，s6中的分支后的trip逻辑根据如下规则确定：

技术总结
本发明公开了一种高效DET与核仿真程序动态耦合建模仿真方法，该方法包括：核仿真程序整体自动分析，获取DET分支系统或部件建模信息，指定DET分支系统或部件，搜索对应模块信息，获取控制该模块TRIP卡信息，仿真运行并将TRIP卡信息储存与监测，生成新TRIP卡进行分支并进行卡号分配，重启动分支计算，对计算结果进行解析，判断是否有新分支产生，如果仍有TRIP逻辑状态转移，则循环执行上步，如果没有新分支则DET仿真结束。本方法直接针对事故响应过程中的系统或部件进行建模，直观反映DET模型分支节点与仿真程序模型之间的关系，并且对每个系统或部件独立分支计算，大大提高了仿真运算的直观性和方便性。

技术研发人员：陈浩尹,王贺,赵强,李嘉博
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29