一种展示核电站中核事故状态变迁的方法和系统与流程

本发明涉及核安全设备研究领域，特别涉及一种展示核电站中核事故状态变迁的方法和系统。

背景技术：

保障核电站中的核电机组正常运行，是核电站安全工作的重要前提。核电机组具有结构复杂、涉及的技术复杂的特点，其内部包括大量的阀门、泵、电机、传感器等部件，在正常工作中，这些部件的运行数据是非常庞大的。在进行核应急演习或事故状态下，这些运行数据会集中反馈到核电机组的控制室，如果操作人员对这些信息进行逐个检测识别需要花费大量的时间，且由于水平的限制、工作领域的跨度等，往往无法对整个机组总体状态进行把握，进而无法迅速找到需要的参数来判断当前事故发生状态以及之后的可能趋势，可能导致不能采集正确的处理措施。

例如，现有技术中公开了一种核电站计算机化事故工况下进行计算与显示的方法及系统，该方法是读取DCS(Distributed Control System，集散控制系统)的传感器或执行机构的信息，根据读取的信息进行逻辑计算和逻辑判断路径计算，然后将其显示到操作员事故监视画面中。但这种方法的显示结果仍然是逻辑的框图，需要操作员具有专业的知识才能掌握。同时这种方法仅仅是根据当前读取的信息显示了事故结论以及产生的结论，并未对各个事故、情景(例如地震、火灾、核气体泄漏等)之间的关系进行探讨，仍然无法克服对整个机组总体状态进行把握的缺点。

再例如，现有技术中公开了一种核电机组的事故监控系统及其监控方法，该事故监控系统提到了建立一个状态显示装置，用于显示整个核电机组的系统参数和设备状态，从而可以对整个机组总体状态进行把握。但是该系统并没有对各个事故、情景(例如地震、火灾、核气体泄漏等)之间的关系进行探讨，无法根据现有的状态信息来预测后面可能发生的事故，只能凭操作员的经验来判断。

从安全系统工程的相关理论可知，应急事故的情景是由诸多事故序列组成， 这些事故序列的出现具备一定的逻辑规则，遵循这种规则能够对事故的演化、后果及核应急等级水平做出预判，从而达到事故预警，防范于未然的效果。因此，如何利用事故序列之间的关系，对整个机组总体状态涉及的事故的演化进行明确清晰的展示，具有重要的研究意义。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种展示核电站中核事故状态变迁的方法，该方法基于实时数据，可以对核应急状态的事故序列进行逻辑组织，对其变迁进行动态展示，进而为应急岗位人员及决策人员提供可视化的技术支持。

本发明的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种展示核电站中核事故状态变迁的系统。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种展示核电站中核事故状态变迁的方法，包括步骤：

采集事故监控所需要的相关数据；

将上述数据转换为具有时间序列化特性的数据后储存到应急数据库；

将事故序列变迁图储存到应急数据库；所述事故序列变迁图包括若干个情景栏，每个情景栏中设有若干个事故结点，同一个情景栏中的各个事故结点之间、不同情景栏相应事故结点之间设有连接箭头，连接箭头的指向表示事故发生的先后顺序；

提取应急数据库中的数据，然后依据已有的规则，对数据进行分析判断，得到当前的事故序列变迁图中各个事故结点的状态；

显示当前的事故序列变迁图，并在事故序列变迁图上显示计算的各个事故结点的状态。

优选的，以颜色特征，或者形状特征，或者灯亮/灯灭方式显示事故序列变迁图上各个事故结点的状态。由于事故结点的状态分为两种，一种是发生，一种是未发生，通过采用不同的显示方法，明确区分两种状态，操作员可直观得到相应结果。

作为一种优选方式，从应急数据库中调取当前要使用的事故序列变迁图，将其显示在一显示屏上，事故序列变迁图上各个事故结点及连接箭头根据计算结果显示相应的颜色或形状。这种方式有利于随时更换事故序列变迁图，适用 场合更广泛。

更进一步的，所述展示核电站中核事故状态变迁的方法还包括事故序列变迁图更改步骤，即：通过一手工操作模块，增加或删减所述事故序列变迁图中的事故结点，调整各个事故结点之间的连接关系，调整各个情景栏之间的关系。通过设置该手工操作模块，可以在实际工作中，对预先设定的事故序列变迁图进行调整，进而可以不断优化事故序列变迁图，使其更准确、完备。

更进一步的，所述展示核电站中核事故状态变迁的方法还包括事故序列变迁图验证步骤：在计算当前的事故序列变迁图中各个事故结点的状态时，利用数据具有时间序列化特性，判断当前事故序列变迁图中各个事故结点是否依据时间顺序发生，如果不是，则对外提醒。通过该步骤可以帮助操作员发现潜在的、未能体现在事故序列变迁图中的事故，进而提醒进行补充，使事故序列变迁图更完备。

作为一种优选方式，所述事故序列变迁图刻印在一面板上，所述事故序列变迁图中的各个事故结点对应一个LED灯，以灯亮/灯灭方式显示计算得到的各个事故结点的状态。这种方式适用于事故结点之间关系明晰、不会经常变动的场合，成本较低，且可以避免误操作。

作为一种优选方式，所述事故序列变迁图刻印在一面板上，所述事故序列变迁图中的各个事故结点对应一个LED灯，LED灯颜色可调，根据事故结点的状态显示不同的颜色。

具体的，所述事故监控所需要的相关数据包括在设定工况下模拟的机组状态参数、当前真实发生的机组数据、当前厂区气象数据以及最近一定时间内的气象数据、最近一定时间内的环境数据。

一种展示核电站中核事故状态变迁的系统，包括：

数据采集模块，用于采集事故监控所需要的相关数据；

应急数据录制模块，用于将数据采集模块采集的数据转换为具有时间序列化特性的数据后储存到应急数据库；

应急数据库，用于存储数据以及事故序列变迁图，所述事故序列变迁图包括若干个情景栏，每个情景栏中设有若干个事故结点，同一个情景栏中的各个事故结点之间、不同情景栏相应事故结点之间设有连接箭头，连接箭头的指向表示事故发生的先后顺序；

核心处理模块，用于提取应急数据库中的数据，然后依据已有的规则，对数据进行分析判断，得到当前的事故序列变迁图中各个事故结点的状态；

显示模块，用于显示当前的事故序列变迁图，并在事故序列变迁图上显示计算的各个事故结点的状态。

优选的，所述显示模块以颜色特征，或者形状特征，或者灯亮/灯灭方式显示事故序列变迁图上各个事故结点的状态。

作为另一种优选方式，所述显示模块包括一显示屏，当前要使用的事故序列变迁图显示在该显示屏上，事故序列变迁图上各个事故结点及连接箭头根据计算结果显示相应的颜色或形状。这种方式有利于随时更换事故序列变迁图，适用场合更广泛。

更进一步的，所述展示核电站中核事故状态变迁的系统还包括一手工操作模块，该模块用于增加或删减所述事故序列变迁图中的事故结点，调整各个事故结点之间的连接关系，调整各个情景栏之间的关系。通过设置该手工操作模块，可以在实际工作中，对预先设定的事故序列变迁图进行调整，进而可以不断优化事故序列变迁图，使其更准确、完备。

更进一步的，所述展示核电站中核事故状态变迁的系统还包括事故序列变迁图验证模块，用于在核心处理模块计算当前的事故序列变迁图中各个事故结点的状态时，利用数据具有时间序列化特性，判断当前事故序列变迁图中各个事故结点是否依据时间顺序发生，如果不是，则对外提醒。通过该步骤可以帮助操作员发现潜在的、未能体现在事故序列变迁图中的事故，进而提醒进行补充，使事故序列变迁图更完备。

作为一种优选方式，所述显示模块包括一面板和若干个LED灯，所述事故序列变迁图刻印在该面板上，所述事故序列变迁图中的各个事故结点对应一个LED灯，以灯亮/灯灭方式显示计算得到的各个事故结点的状态。这种显示模块适用于事故结点之间关系明晰、不会经常变动的场合，成本较低，且可以避免误操作。

作为一种优选方式，所述显示模块包括一面板和若干个LED灯，所述事故序列变迁图刻印在该面板上，所述事故序列变迁图中的各个事故结点对应一个LED灯，LED灯颜色可调，根据事故结点的状态显示不同的颜色。

优选的，所述数据采集模块分别与模拟机、DCS系统、KRS(Site Radiation and Meteorological Monitoring，厂区辐射气象监测系统)系统、GAMMA移动监 测终端相连，所述模拟机用于提供在设定工况下模拟的机组状态参数，所述DCS系统用于提供当前真实发生的机组数据，所述KRS系统用于提供当前厂区气象数据以及最近一定时间内的气象数据，所述GAMMA移动监测终端用于提供最近一定时间内的环境数据。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明利用若干个情景下有可能发生的事故之间的关系，建立事故序列变迁图，该事故序列变迁图可以反映整个机组总体状态。在核应急演习或事故状态下，基于实时数据库，利用当前的采集数据和历史数据，可以对整个机组总体状态涉及的事故的演化进行明确清晰的动态展示，进而为应急岗位人员及决策人员提供可视化的技术支持。

2、本发明中还设置有手工操作模块，在实际工作中，可以对预先设定的事故序列变迁图进行调整，进而可以不断优化事故序列变迁图，使其更准确、完备。

3、本发明中设置了事故序列变迁图验证步骤，利用数据具有时间序列化特性，可帮助操作员发现潜在的、未能体现在事故序列变迁图中的事故，进而提醒进行补充，使事故序列变迁图更完备。

附图说明

图1是一事故序列变迁图的示例图。

图2是实施例1所述方法的流程图。

图3是实施例3所述装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

从安全系统工程的相关理论可知，应急事故的情景是由诸多事故序列组成，这些事故序列的出现具备一定的逻辑规则，有效地利用这些规则可以达到事故预警、防范于未然的效果。根据实际工作中积累的经验以及专家的研究，可以建立如图1所示的事故序列变迁图，在该事故序列变迁图中包括3个应急情景， 分别是地震、火灾、核气体泄漏，每个应急情景分别对应一个情景栏。每个应急情景均包括一事故序列，事故序列由若干个事故组成，由于事故之间具备一定的逻辑规则，即存在“先-后”或者“因-果”关系，因此事故序列中包括一个初始事故、若干中间事故和一个结束事故，以及这些事故之间的联系。反映到这个图上，每个事故即为一个事故结点，他们之间的连接箭头表示事故发生的先后顺序，所串联起来的事故结点为事故序列。

当然，根据应急情景的不同，可以将应急情景划分为不同的粒度，大的粒度可以包含小粒度的单元(如地震情景中可以包含火灾情景和核气体泄露情景)。在进行应急推演时，各种粒度的情景单元根据其内在逻辑可以实现关联，最终形成应急情景的组合构建，反映到这个图上，即建立不同情景栏相应事故结点之间的关系，以形成更具有全局性的事故序列变迁图。例如，在地震情景中发生油罐受损，则会导致火灾情景中的油库起火，在地震情景中发生厂房受震，则会导致核气体泄露情景中的设备损坏，在火灾情景中的输电线路受毁，则会导致核气体泄露情景中的安全装置失灵等等。

本实施例结合图1所示的事故序列变迁图来详细说明本发明一种展示核电站中核事故状态变迁的方法，流程参见图2。

S1：采集事故监控所需要的相关数据。

应急数据库的数据来源，主要包括：

1、模拟机演习数据：在设定工况下模拟的机组状态参数；

2、真实机组数据：来自DCS系统的真实发生的机组数据；

3、真实的KRS数据：来自KRS系统的厂区气象环境的数据；

4、最近一年的气象数据：来自KRS或其它气象数据系统的数据；

5、最近一个月的环境数据：来自GAMMA移动监测终端等数据。

当然，根据实际工作需要，对采集数据类型和途径进行其他一定的调整，以用于事故监控，都是可预期的。

S2：将上述数据转换为具有时间序列化特性的数据后储存到应急数据库。在进行转换后，可以将以上数据进行分类标识后存储于应急数据库中。分类标准可以是按照数据类型，例如将具备时间序列化特性的数值数据、文本数据以及流媒体数据等不同格式的数据按照统一的元数据规定进行描述、存储和解析。

S3：将事故序列变迁图储存到应急数据库。事故序列变迁图的形式类似图1，由专家设定，预先存储在应急数据库中。

S4：提取应急数据库中的数据，然后依据已有的规则，对数据进行分析判断，得到当前的事故序列变迁图中各个事故结点的状态。

S5：显示当前的事故序列变迁图，并在事故序列变迁图上显示计算的各个事故结点的状态。为了随时更换事故序列变迁图，本实施例从应急数据库中调取当前要使用的事故序列变迁图，将其显示在一显示屏上，事故序列变迁图上各个事故结点及连接箭头根据计算结果显示相应的颜色或形状，例如，如果当前事故结点表示的事故发生，则显示红色，否则默认显示黄色；或者如果当前事故结点表示的事故发生，则事故结点用星形表示，否则默认为圆形。

本实施例中，在计算当前的事故序列变迁图中各个事故结点的状态时，可利用数据具有时间序列化特性，判断当前事故序列变迁图中各个事故结点是否依据时间顺序发生，如果不是，则对外提醒。操作员根据提示，可通过一手工操作模块增加或删减所述事故序列变迁图中的事故结点，调整各个事故结点之间的连接关系，调整各个情景栏之间的关系。然后将新得到的事故序列变迁图储存到应急数据库。进而可以不断优化系统预存的事故序列变迁图，使其更准确、完备。

实施例2

本实施例除下述特征外其他结构同实施例1：对于一些事故结点之间关系明晰、不会经常变动的场合，为了避免操作人员的误操作，降低成本以及系统的复杂度，可将该事故序列变迁图直接刻印在一面板上，所述事故序列变迁图中的各个事故结点对应一个LED灯，以灯亮/灯灭方式或者颜色特征来显示计算得到的各个事故结点的状态。由于事故序列变迁图已展示了事故结点间的“先-后”或者“因-果”关系，采集的数据也为具有时间序列化特性的数据，因此根据当前图上各事故结点状态，就可以明了当前事故发生的程度以及预测下一步将会导致的事故，更利于操作人员的应急操作。

具体的，可在步骤S4得到当前的事故序列变迁图中各个事故结点的状态后，发送信号到各个事故结点对应的LED灯，如果未发生事故则控制该LED灯灭(默认状态)，如果发生事故，则控制该LED灯亮。

作为一种实施方式，可在步骤S4得到当前的事故序列变迁图中各个事故结点的状态后，发送信号到各个事故结点对应的LED灯，如果未发生事故则控制该LED灯发出黄色光，如果发生事故，则控制该LED灯发出红色光。当然，光 的颜色可根据实际应用由用户自主选择。

实施例3

本实施例结合图1所示的事故序列变迁图来详细说明本发明一种展示核电站中核事故状态变迁的系统，其结构参见图3。

本实施例展示核电站中核事故状态变迁的系统，包括：

1、数据采集模块，用于采集事故监控所需要的相关数据。

所述数据采集模块分别与模拟机、DCS系统、KRS、GAMMA移动监测终端相连，所述模拟机用于提供在设定工况下模拟的机组状态参数，所述DCS系统用于提供当前真实发生的机组数据，所述KRS系统用于提供当前厂区气象数据以及最近一定时间内的气象数据，所述GAMMA移动监测终端用于提供最近一定时间内的环境数据。

2、应急数据录制模块，用于将数据采集模块采集的数据转换为具有时间序列化特性的数据后储存到应急数据库。

3、应急数据库，用于存储数据以及事故序列变迁图。

4、核心处理模块，用于提取应急数据库中的数据，然后依据已有的规则，对数据进行分析判断，得到当前的事故序列变迁图中各个事故结点的状态。

5、显示模块，用于显示当前的事故序列变迁图，并在事故序列变迁图上显示计算的各个事故结点的状态。

为了随时更换事故序列变迁图，本实施例显示模块包括一显示屏，当前要使用的事故序列变迁图显示在该显示屏上，事故序列变迁图上各个事故结点及连接箭头根据计算结果显示相应的颜色或形状。例如，如果当前事故结点表示的事故发生，则显示红色，否则显示黄色等；或者如果当前事故结点表示的事故发生，则事故结点用星形表示，否则默认为圆形。

本实施例中，展示核电站中核事故状态变迁的系统还包括事故序列变迁图验证模块，用于在核心处理模块计算当前的事故序列变迁图中各个事故结点的状态时，利用数据具有时间序列化特性，判断当前事故序列变迁图中各个事故结点是否依据时间顺序发生，如果不是，则对外提醒。操作员根据提示，可通过一手工操作模块增加或删减所述事故序列变迁图中的事故结点，调整各个事故结点之间的连接关系，调整各个情景栏之间的关系。然后将新得到的事故序列变迁图储存到应急数据库。进而可以不断优化系统预存的事故序列变迁图， 使其更准确、完备。

实施例4

本实施例除下述特征外其他结构同实施例3：对于一些事故结点之间关系明晰、不会经常变动的场合，为了避免操作人员的误操作，降低成本以及系统的复杂度，所述显示模块包括一面板和若干个LED灯，所述事故序列变迁图刻印在该面板上，所述事故序列变迁图中的各个事故结点对应一个LED灯，以灯亮/灯灭方式或者颜色特征来显示计算得到的各个事故结点的状态。由于事故序列变迁图已展示了事故结点间的“先-后”或者“因-果”关系，采集的数据也为具有时间序列化特性的数据，因此根据面板上各LED灯的显示状态，就可以明了当前事故发生的程度以及预测下一步将会导致的事故，更利于操作人员的应急操作。

具体的，所述核心处理模块在得到当前的事故序列变迁图中各个事故结点的状态后，发送信号到显示模块上各个事故结点对应的LED灯，如果未发生事故则控制该LED灯灭(默认状态)，如果发生事故，则控制该LED灯亮。

作为一种实施方式，所述核心处理模块在得到当前的事故序列变迁图中各个事故结点的状态后，发送信号到显示模块上各个事故结点对应的LED灯，如果未发生事故则控制该LED灯发出黄色光，如果发生事故，则控制该LED灯发出红色光。当然，光的颜色可根据实际应用由用户自主选择。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。