核电站运行安全指数量化方法和系统与流程

本发明属于核电站安防领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站运行安全指数量化方法和系统。

背景技术：
随着国内核电站进入建设、投运、改造高峰期，新设备、新操作员不断投入运营，但是核电站的运行、维修仍然遵循传统依据原始离散数据收集信息和经验判定来解决核电发生的安全问题以及核电设备管理；目前核电设备检测仍然停留在故障诊断状态，核电设备预防性维修依靠运行程序、事故处理程序和运行组织中的值长、运行工程师、安全工程师以及后方的技术中心提供决策支持，该决策体系复杂、智能化程度不高，核安全监控缺乏对核电站正常运行、运行事件及时、有效的诊断和宏观影响有针对性判定。核电站处于没有报警或者处理报警两个阶段，在没有报警情况下，依靠操作员的知识结合电厂参数对电厂核安全进行判断，认为电厂无需干预。但是，出现报警后，则需要马上处理报警。没有精确分层，仅有最低标准。在参数和电厂的正常运行范围，仅有参数报警值或者预报警值。目前，国内仅有的几个数字化核电站采用数字化仪控设备(DigitalControlSystem，DCS)，如何使用数字化提升电站安全性，如何对核电安全量化评估，是亟待解决的问题。

技术实现要素：
本发明的目的在于：提供一种核电站运行安全指数量化方法和系统，在核电站运行过程中，通过破坏值、隐患值、核电设备可靠性能值、人机匹配值、核电站安全边界等级以及事件事故影响值，结合预先设置各个值的加权对核电站安全运行指数进行量化，以实现对核电站运行安全的量化评测，精确了解核电站运行的安全状况。为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站运行安全指数量化方法，其包括：获取核电站运行参数项的功能数据中的异常功能数据对核电站安全运行的破坏值；获取核电站缺陷设备对核电站安全运行的隐患值；根据所述破坏值、所述隐患值、核电设备可靠性能值、人机匹配值、核电站安全边界等级以及事件事故影响值，结合预先设置各个值的加权对核电站安全运行指数进行量化。作为本发明核电站运行安全指数量化方法的一种改进，所述方法还包括：采集核电站运行参数项的功能数据，设置运行参数项的重要等级和功能数据的异常度；所述获取核电站运行参数项的功能数据中的异常功能数据对核电站安全运行的破坏值包括，根据异常功能数据对应运行参数项的重要等级和所述异常功能数据的异常度计算所述核电站安全运行的破坏值。作为本发明核电站运行安全指数量化方法的一种改进，所述方法还包括：设置核电站设备的缺陷等级和相应缺陷等级的修复时间，所述获取核电站缺陷设备对核电站安全运行的隐患值包括，根据所述核电站缺陷设备的缺陷等级和在核电站运行中的作用计算得到隐患值。作为本发明核电站运行安全指数量化方法的一种改进，所述方法还包括：建立核电站设备异常和故障分析模型，根据所述异常和故障分析模型和所述核电站设备的性能参数得到所述核电设备可靠性能值。作为本发明核电站运行安全指数量化方法的一种改进，所述方法还包括：根据采集的人机不匹配错误建立人机匹配性分析模型，根据所述人机匹配性分析模型和任务执行评价值得到所述人机匹配值。作为本发明核电站运行安全指数量化方法的一种改进，所述核电站安全边界等级包括：核电站正常运行安全边界级、核电站事件运行安全边界级，以及核电站事故运行安全边界级。作为本发明核电站运行安全指数量化方法的一种改进，所述方法还包括：根据所述核电站安全运行指数的量化值，判断所述核电站运行是否安全。为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种核电站运行安全指数量化系统，其包括：第一获取模块，用于获取核电站运行参数项的功能数据中的异常功能数据对核电站安全运行的破坏值；第二获取模块，用于获取核电站缺陷设备对核电站安全运行的隐患值；量化模块，根据所述破坏值、所述隐患值、核电设备可靠性能值、人机匹配值、核电站安全边界等级以及事件事故影响值，结合预先设置各个值的加权对核电站安全运行指数进行量化。作为本发明核电站运行安全指数量化系统的一种改进，所述第一获取模块包括：采集单元，用于采集核电站运行参数项的功能数据；设置单元，用于设置运行参数项的重要等级和功能数据的异常度；计算单元，用于根据异常功能数据对应运行参数项的重要等级和所述异常功能数据的异常度计算所述核电站安全运行的破坏值。作为本发明核电站运行安全指数量化系统的一种改进，所述系统还包括：设计模块，用于设置核电站设备的缺陷等级和相应缺陷等级的修复时间，所述第二获取模块还用于，根据所述设计模块设置的核电站缺陷设备的缺陷等级和在核电站运行中的作用计算得到隐患值。作为本发明核电站运行安全指数量化系统的一种改进，所述系统还包括：建模模块，用于建立核电站设备异常和故障分析模型；可靠性能值测评模块，用于根据所述异常和故障分析模型和所述核电站设备的性能参数得到所述核电设备可靠性能值。作为本发明核电站运行安全指数量化系统的一种改进，所述系统还包括：人机匹配性模块，用于根据采集的人机不匹配错误建立人机匹配性分析模型；人机匹配值测评模块，用于根据所述人机匹配性分析模型和任务执行评价值得到所述人机匹配值。作为本发明核电站运行安全指数量化系统的一种改进，所述系统还包括：判断模块，用于根据所述核电站安全运行指数的量化值，判断所述核电站运行是否安全。与现有技术相比，本发明核电站运行安全指数量化方法和系统具有以下有益技术效果：获取核电站运行参数项的功能数据中的异常功能数据对核电站安全运行的破坏值和核电站缺陷设备对核电站安全运行的隐患值；根据获得的破坏值、隐患值、核电设备可靠性能值、人机匹配值、核电站安全边界等级以及事件事故影响值，结合预先设置各个值的加权对核电站安全运行指数进行量化，解决了核电站安全运行数据离散、无法精确评估核电站安全等级的问题。此外，由于采集了核电站运行中安全方面的绝大部分数据，通过建立的模型进行评测，实现了核电站全面的安全测评、数字化测评，取得很好的技术效果。附图说明下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站运行安全指数量化方法和系统进行详细说明，其中：图1提供了本发明核电站运行安全指数量化方法的一个实施例的流程图。图2提供了本发明核电站运行安全指数量化方法的又一个实施例的流程图。图3提供了本发明核电站运行安全指数量化系统的一个实施例的示意图。图4提供了本发明核电站运行安全指数量化系统的又一个实施例的示意图。图5提供了本发明核电站运行安全指数量化系统的又一个实施例的示意图。具体实施方式为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。请结合参看图1，图1提供了一种核电站运行安全指数量化方法，其包括：步骤101，获取核电站运行参数项的功能数据中的异常功能数据对核电站安全运行的破坏值。具体的，采集核电站运行参数项的功能数据，设置运行参数项的重要等级和功能数据的异常度；获取核电站运行参数项的功能数据中的异常功能数据对核电站安全运行的破坏值包括，根据异常功能数据对应运行参数项的重要等级和异常功能数据的异常度计算核电站安全运行的破坏值。一般的，为充分了解核电站运行当前的状况，可建立数据库，收集核电站运行全部功能数据，将系统自动产生的数据和人为干预数据、人为维护数据全部收集整理，同时针对不同刷新速率全部收集，要求形成全部功能数据集合。设置核电站正常运行数据的标准值或标准范围，对所有运行数据中偏离设置的标准值或超过设置的标准范围的数据进行识别，认定为异常数据。或者，设置运行参数项功能数据的异常度，对功能数据符合设置的异常度，即可认定为异常数据。可选的，对功能数据进行重要性分级，即各功能数据有不同的重要等级。根据异常功能数据对应运行参数项的重要等级和异常功能数据的异常度计算核电站安全运行的破坏值，该破坏值即异常功能数据对核电站运行的影响值。步骤103，获取核电站缺陷设备对核电站安全运行的隐患值；具体的，设置核电站设备的缺陷等级和相应缺陷等级的修复时间，获取核电站缺陷设备对核电站安全运行的隐患值包括，根据核电站缺陷设备的缺陷等级和在核电站运行中的作用计算得到隐患值。一般的，对核电站固有不完善和因为运行实验、维修、设备更换等引入的缺陷进行分类，设置核电站设备的缺陷等级，结合其在不同核电站运行工况所起不同作用和缺陷等级相应的修复时间，计算得到核电站设备对核电站运行的隐患值，即核电站设备缺陷对核电站运行安全的影响值。步骤105，根据破坏值、隐患值、核电设备可靠性能值、人机匹配值、核电站安全边界等级以及事件事故影响值，结合预先设置各个值的加权对核电站安全运行指数进行量化。通过前述方式得到所需的破坏值和隐患值。为量化核电站安全运行指数，需要得到核电设备可靠性能值、人机匹配值、核电站安全边界等级以及事件事故影响值。具体的，建立核电站设备异常和故障分析模型，根据异常和故障分析模型和核电站设备的性能参数得到核电设备可靠性能值。对核电站设备异常和故障进行模型建立，根据核电站设备固有设计参数进行，以当前核电站运行状态和当前执行任务为基准，对核电站设备的重要性和敏感性进行分析，确定重要设备监测的规则，确定核电站设备可靠性能值。根据采集的人机不匹配错误建立人机匹配性分析模型，根据人机匹配性分析模型和任务执行评价值得到人机匹配值。对人机不匹配错误进行收集和统计，对人操作可靠性与有效性建立模型，以人是否能够完成其针对人机界面上的任务客观评价，确定人机匹配值。核电站安全边界等级分为：核电站正常运行安全边界级、核电站事件运行安全边界级，以及核电站事故运行安全边界级。根据破坏值、隐患值、核电设备可靠性能值、人机匹配值、核电站安全边界等级以及事件事故影响值，结合预先设置各个值的加权对核电站安全运行指数进行量化，并得到核电站安全运行量化值。可选的，根据核电站安全运行指数的量化值，判断核电站运行是否安全。具体包括，根据预先设置的核电站安全运行指数标准，根据量化值判断核电站运行安全等级。本发明实施方式通过获取核电站运行参数项的功能数据中的异常功能数据对核电站安全运行的破坏值和核电站缺陷设备对核电站安全运行的隐患值；根据获得的破坏值、隐患值、核电设备可靠性能值、人机匹配值、核电站安全边界等级以及事件事故影响值，结合预先设置各个值的加权对核电站安全运行指数进行量化，解决了核电站安全运行数据离散、无法精确评估核电站安全等级的问题。此外，由于采集了核电站运行中安全方面的绝大部分数据，通过建立的模型进行评测，实现了核电站全面的安全测评、数字化测评。请结合参看图2，图2提供了一种核电站运行安全指数量化系统的一个实施例，根据核电站缺陷设备的缺陷等级和在核电站运行中的作用计算得到隐患值，包括：通过对核电站固有不完善和因为运行实验、维修、设备更换等引入的缺陷进行分类，收集核电站设备计划维修信息、系统试验信息、系统实施遗留项、非预期人员介入信息以及功能临时变更信息，通过预先设定的缺陷分析路径，对核电站设备进行缺陷等级分类，结合其在不同核电站运行工况所起不同作用和缺陷等级相应的修复时间，计算得到核电站设备对核电站运行的隐患值，即核电站设备缺陷对核电站运行安全的影响值。请结合参看图3，图3提供了一种核电站运行安全指数量化系统的一个实施例，其包括：第一获取模块301、第二获取模块303以及量化模块305，其中：第一获取模块301，用于获取核电站运行参数项的功能数据中的异常功能数据对核电站安全运行的破坏值；第二获取模块303，用于获取核电站缺陷设备对核电站安全运行的隐患值；量化模块305，根据第一获取模块301获得的破坏值、第二获取模块303获得的隐患值、核电设备可靠性能值、人机匹配值、核电站安全边界等级以及事件事故影响值，结合预先设置各个值的加权对核电站安全运行指数进行量化。请结合参看图4，图4提供了一种核电站运行安全指数量化系统的一个实施例，其包括：第一获取模块401、设计模块403、第二获取模块405、建模模块407、可靠性能值测评模块409、人机匹配性模块411、人机匹配值测评模块413、量化模块415以及判断模块417，其中，第一获取模块401包括采集单元4011、设置单元4013以及计算单元4015，具体的：第一获取模块401，用于获取核电站运行参数项的功能数据中的异常功能数据对核电站安全运行的破坏值，其中，采集单元4011，用于采集核电站运行参数项的功能数据；一般的，为充分了解核电站运行当前的状况，采集单元4011可建立数据库，收集核电站运行全部功能数据，将系统自动产生的数据和人为干预数据、人为维护数据全部收集整理，同时针对不同刷新速率全部收集，要求形成全部功能数据集合。设置核电站正常运行数据的标准值或标准范围，对所有运行数据中偏离设置的标准值或超过设置的标准范围的数据进行识别，认定为异常数据。或者，设置运行参数项功能数据的异常度，对功能数据符合设置的异常度，即可认定为异常数据。可选的，对功能数据进行重要性分级，即各功能数据有不同的重要等级。根据异常功能数据对应运行参数项的重要等级和异常功能数据的异常度计算核电站安全运行的破坏值，该破坏值即异常功能数据对核电站运行的影响值。设置单元4013，用于设置运行参数项的重要等级和功能数据的异常度；计算单元4015，用于根据异常功能数据对应运行参数项的重要等级和异常功能数据的异常度计算核电站安全运行的破坏值。设计模块403，用于设置核电站设备的缺陷等级和相应缺陷等级的修复时间；第二获取模块405，根据设计模块408设置的核电站缺陷设备的缺陷等级和在核电站运行中的作用计算得到隐患值。建模模块407，用于建立核电站设备异常和故障分析模型；一般的，建模模块407对核电站固有不完善和因为运行实验、维修、设备更换等引入的缺陷进行分类，建模模块407设置核电站设备的缺陷等级。可靠性能值测评模块409，用于根据建模模块407建立的异常和故障分析模型和核电站设备的性能参数得到核电设备可靠性能值。可靠性能值测评模块409结合其在不同核电站运行工况所起不同作用和缺陷等级相应的修复时间，计算得到核电站设备对核电站运行的隐患值，即核电站设备缺陷对核电站运行安全的影响值。人机匹配性模块411，用于根据采集的人机不匹配错误建立人机匹配性分析模型；人机匹配值测评模块413，用于根据人机匹配性模块411采集的人机匹配性分析模型和任务执行评价值得到所述人机匹配值。量化模块415，用于根据计算单元4015计算得到破坏值、第二获取模块405获得的隐患值、可靠性能值测评模块409获得的核电设备可靠性能值、人机匹配值测评模块413获得的人机匹配值、核电站安全边界等级以及事件事故影响值，结合预先设置各个值的加权对核电站安全运行指数进行量化。核电站安全边界等级分为：核电站正常运行安全边界级、核电站事件运行安全边界级，以及核电站事故运行安全边界级。判断模块417，用于根据量化模块415获得的核电站安全运行指数的量化值，判断核电站运行是否安全。可选的，判断模块417根据核电站安全运行指数的量化值，判断核电站运行是否安全，具体包括，判断模块417根据预先设置的核电站安全运行指数标准，根据量化值判断核电站运行安全等级。本发明实施方式通过获取核电站运行参数项的功能数据中的异常功能数据对核电站安全运行的破坏值和核电站缺陷设备对核电站安全运行的隐患值；根据获得的破坏值、隐患值、核电设备可靠性能值、人机匹配值、核电站安全边界等级以及事件事故影响值，结合预先设置各个值的加权对核电站安全运行指数进行量化，解决了核电站安全运行数据离散、无法精确评估核电站安全等级的问题。此外，由于采集了核电站运行中安全方面的绝大部分数据，通过建立的模型进行评测，实现了核电站全面的安全测评、数字化测评，取得很好的技术效果。请结合参看图5，图5提供了一种核电站运行安全指数量化系统的示意图，第一获取模块获取核电站运行参数项的功能数据第一获取模块，用于以一预设时间周期向每个功能服务器发送相应的生命信号；功能数据收集模块收集人和系统相关数据，同时收集上游设计数据和核电站功能组态数据，收集核电站最全数据。收集的数据主要包括：人员失误数据、人员干预统计数据、工艺参数、设备参数、核电站管理数据以及核电站上游输入数据等。当然，第一获取模块获得的数据不仅仅限于上述数据。系统的实施方法和流程可以参见前述实施例中介绍的方法实施例，此处不再赘述。结合以上对本发明的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明至少具有以下有益技术效果：通过获取核电站运行参数项的功能数据中的异常功能数据对核电站安全运行的破坏值和核电站缺陷设备对核电站安全运行的隐患值；根据获得的破坏值、隐患值、核电设备可靠性能值、人机匹配值、核电站安全边界等级以及事件事故影响值，结合预先设置各个值的加权对核电站安全运行指数进行量化，解决了核电站安全运行数据离散、无法精确评估核电站安全等级的问题。此外，由于采集了核电站运行中安全方面的绝大部分数据，通过建立的模型进行评测，实现了核电站全面的安全测评、数字化测评。另外，安全量化过程中，将人为的失误操作以及管理因素都纳入安全评测和量化过程，安全评测结果和量化结果更准确，取得很好的技术效果。根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。