核動(dòng)力運(yùn)行研究所 于洪濤 孫林 劉奇
核電廠作為核能發(fā)電企業(yè)，其生產(chǎn)運(yùn)行過程受到所屬集團(tuán)公司、國(guó)家能源局、國(guó)家核安全局等多個(gè)監(jiān)管部門的多重監(jiān)管。利用信息化系統(tǒng)，高效、準(zhǔn)確、規(guī)范的向不同監(jiān)管部門報(bào)送滿足監(jiān)管要求的指標(biāo)數(shù)據(jù)是核電廠急需解決的現(xiàn)實(shí)問題。核電廠外報(bào)指標(biāo)信息化系統(tǒng)開發(fā)研究通過全面系統(tǒng)的分析，提出系統(tǒng)構(gòu)建思路，明確各模塊的功能要求，對(duì)核電廠構(gòu)建外報(bào)指標(biāo)信息化系統(tǒng)具有重要的指導(dǎo)意義。
目前國(guó)內(nèi)核電廠外報(bào)指標(biāo)主要包括WANO 指標(biāo)、能源局指標(biāo)、核安全局指標(biāo)等，上述指標(biāo)體系之間存在指標(biāo)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)的交叉，但同時(shí)由于管理要求上的差異，各指標(biāo)體系在報(bào)送周期、計(jì)算方法、統(tǒng)計(jì)范圍、考核閾值等方面均存在明顯的差異，如何高效、準(zhǔn)確、規(guī)范的報(bào)送這些指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)核電廠來說是一項(xiàng)繁重的工作負(fù)擔(dān)。通過開發(fā)外報(bào)指標(biāo)信息化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種外報(bào)指標(biāo)相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)一在線填報(bào)、自動(dòng)計(jì)算、自動(dòng)生成外報(bào)報(bào)表、指標(biāo)計(jì)算結(jié)果在線展示等功能，可以高效、準(zhǔn)確的完成該項(xiàng)工作，有效地降低電廠工作人員在外報(bào)指標(biāo)工作中的負(fù)擔(dān)。研究核電廠外報(bào)指標(biāo)信息化管理系統(tǒng)的功能需求，為用戶和軟件開發(fā)者之間建立共同協(xié)議創(chuàng)立一個(gè)基礎(chǔ)，提高軟件開發(fā)效率，具有重要的指導(dǎo)意義。
構(gòu)建外報(bào)指標(biāo)信息化系統(tǒng)需要開展數(shù)據(jù)梳理、數(shù)據(jù)填報(bào)、指標(biāo)自動(dòng)計(jì)算、指標(biāo)展示和報(bào)表導(dǎo)出等工作。
1.1 數(shù)據(jù)梳理
面對(duì)多監(jiān)管部門多指標(biāo)體系的數(shù)據(jù)外報(bào)，實(shí)現(xiàn)信息化管理首先要完成輸入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)梳理，通過數(shù)據(jù)梳理明確各指標(biāo)體系相關(guān)底層數(shù)據(jù)的最小共集，從而實(shí)現(xiàn)不同指標(biāo)體系在數(shù)據(jù)層面的共通與復(fù)用。數(shù)據(jù)梳理要充分考慮以下因素：（1）客觀性，系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)應(yīng)盡可能的是客觀的數(shù)據(jù)項(xiàng)，減少數(shù)據(jù)填報(bào)人主觀判斷對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)的影響；
（2）直觀性，系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)應(yīng)盡可能是直觀易理解的數(shù)據(jù)項(xiàng)，減少數(shù)據(jù)收集過程中復(fù)雜的計(jì)算匯總過程，導(dǎo)致數(shù)據(jù)背后的直觀影響因素難以識(shí)別與判斷；
（3）復(fù)用性，信息化系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)應(yīng)充分考慮不同指標(biāo)體系間的數(shù)據(jù)重復(fù)引用問題，在充分考慮計(jì)算規(guī)則、統(tǒng)計(jì)周期、報(bào)送頻率等因素后，盡量選取同時(shí)滿足各指標(biāo)要求的最小顆粒度的數(shù)據(jù)項(xiàng)；
（4）管理要求，系統(tǒng)輸入的數(shù)據(jù)項(xiàng)還必須充分考慮數(shù)據(jù)歸口處室的管理要求，確定數(shù)據(jù)項(xiàng)獲取的可行性，確定相關(guān)處室能夠提供滿足系統(tǒng)需要的指標(biāo)數(shù)據(jù)項(xiàng)[1]。
1.2 數(shù)據(jù)填報(bào)
數(shù)據(jù)填報(bào)是將梳理確定的指標(biāo)數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，數(shù)據(jù)填報(bào)按照數(shù)據(jù)歸口管理處室分發(fā)到各處室填報(bào)，按照設(shè)定的填報(bào)頻率生成每個(gè)月需填報(bào)的數(shù)據(jù)項(xiàng)，由責(zé)任處室制定專人負(fù)責(zé)相關(guān)數(shù)據(jù)的定期填報(bào)，必要的話可以通過流程校對(duì)與審核。審核流程完成后的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)管理總表單用于后續(xù)指標(biāo)計(jì)算。
1.3 指標(biāo)計(jì)算
電廠外報(bào)指標(biāo)是系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)總表中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算得到的。計(jì)算規(guī)則嚴(yán)格遵守各指標(biāo)的定義及計(jì)算方法，并充分考慮各監(jiān)管部門的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)范圍及報(bào)送頻率等。指標(biāo)計(jì)算一般按月進(jìn)行，當(dāng)月度填報(bào)數(shù)據(jù)正式寫入總表時(shí)自動(dòng)觸發(fā)計(jì)算規(guī)則進(jìn)行指標(biāo)計(jì)算，此外數(shù)據(jù)修改后也會(huì)觸發(fā)計(jì)算結(jié)果的更新。
1.4 指標(biāo)展示和報(bào)表導(dǎo)出
按照電廠的使用需求，系統(tǒng)展示指標(biāo)的結(jié)果。同時(shí)根據(jù)外報(bào)的要求自動(dòng)生成報(bào)表，滿足電廠指標(biāo)外報(bào)的需求。
1.5 指標(biāo)預(yù)測(cè)與裕量分析
指標(biāo)預(yù)測(cè)是通過系統(tǒng)中已有數(shù)據(jù)，結(jié)合未來的工作計(jì)劃，對(duì)未來某一時(shí)間點(diǎn)的指標(biāo)結(jié)果進(jìn)行測(cè)算。裕量分析是設(shè)置未來某個(gè)時(shí)間點(diǎn)綜合指標(biāo)的目標(biāo)值，通過系統(tǒng)內(nèi)置計(jì)算規(guī)則，計(jì)算達(dá)成目標(biāo)各構(gòu)成因素的裕量。
外報(bào)指標(biāo)信息化管理系統(tǒng)主要用于實(shí)現(xiàn)核電廠對(duì)外報(bào)送相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的在線填報(bào)、指標(biāo)結(jié)果值自動(dòng)計(jì)算、指標(biāo)分析結(jié)果在線展示、外報(bào)報(bào)表自動(dòng)生成等功能，并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)及后續(xù)計(jì)劃信息對(duì)指標(biāo)結(jié)果和裕量進(jìn)行預(yù)測(cè)。
2.1 功能模塊組成
核電廠外報(bào)指標(biāo)信息化系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)填報(bào)與審核、WANO 指標(biāo)、能源局指標(biāo)、核安全指標(biāo)、系統(tǒng)設(shè)置5 個(gè)功能模塊及其他輔助模塊共同構(gòu)成。軟件功能模塊如圖1所示。
圖1 核電廠外報(bào)指標(biāo)信息化管理系統(tǒng)功能模塊示意圖Fig.1 Schematic diagram of the functional modules of the nuclear power plant"s external reporting index information management system
2.2 數(shù)據(jù)填報(bào)與審核
數(shù)據(jù)填報(bào)與審核模塊主要用于系統(tǒng)數(shù)據(jù)錄入人員向平臺(tái)填報(bào)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)審核人對(duì)填報(bào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，具體包括指標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)填報(bào)、處室基礎(chǔ)數(shù)據(jù)審核、核安全處數(shù)據(jù)審核功能。
2.2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)填報(bào)
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)填報(bào)頁面主要用于數(shù)據(jù)填報(bào)人員按月向系統(tǒng)中填報(bào)WANO 指標(biāo)、能源局指標(biāo)、核安全局指標(biāo)計(jì)算相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)填寫數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)超出設(shè)定取值范圍的數(shù)據(jù)彈出對(duì)話框告知，數(shù)據(jù)校驗(yàn)通過后自動(dòng)執(zhí)行保存并提交。數(shù)據(jù)提交成功后，再次進(jìn)入已提交數(shù)據(jù)的機(jī)組填報(bào)界面，頁面內(nèi)所有數(shù)據(jù)狀態(tài)變?yōu)榇龑徍藸顟B(tài)，無法修改。
2.2.2 處室數(shù)據(jù)審核
處室數(shù)據(jù)審核頁面主要用于處室負(fù)責(zé)人對(duì)本處室填報(bào)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，頁面樣式與填報(bào)界面布局基本一致，但功能和頁面顯示上略有不同，審核頁面除可以完成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)審核工作外，還可以完成“數(shù)據(jù)填報(bào)界面”的所有工作，回退表示數(shù)據(jù)未通過審核，相關(guān)數(shù)據(jù)填報(bào)人的填報(bào)界面重新獲得數(shù)據(jù)填報(bào)權(quán)限，數(shù)據(jù)填報(bào)人可以在填報(bào)界面再次修改數(shù)據(jù)；
通過審核時(shí)，數(shù)據(jù)填報(bào)人和數(shù)據(jù)審核人均失去對(duì)該頁面數(shù)據(jù)的修改權(quán)限。
2.2.3 主管部門數(shù)據(jù)審核
主管部門數(shù)據(jù)審核頁面主要用于指標(biāo)主管部門對(duì)各處室填報(bào)并經(jīng)過本處室審核的數(shù)據(jù)進(jìn)行再次審核。頁面采用整體表格的形式顯示所選月份各處室的數(shù)據(jù)填報(bào)、審核進(jìn)度，頁面包括處室、數(shù)據(jù)狀態(tài)、數(shù)據(jù)詳情、郵件提醒等信息，點(diǎn)擊處室對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)詳情查看對(duì)應(yīng)處室選定月份的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行查看，此外還可以手動(dòng)發(fā)送郵件提醒。郵件提醒按照“權(quán)限清單”向?qū)?yīng)人員發(fā)送提醒郵件。
2.3 WANO 指標(biāo)
WANO 指標(biāo)模塊主要用于展示外報(bào)指標(biāo)中的WANO指標(biāo)的情況，包括“WANO 綜合指數(shù)”“WANO 單項(xiàng)指標(biāo)”“指標(biāo)預(yù)測(cè)”3 個(gè)子模塊[2]。
2.3.1 WANO 綜合指數(shù)
WANO 綜合指數(shù)主要展示核電各機(jī)組綜合指數(shù)結(jié)果及歷史變化趨勢(shì)，頁面展示內(nèi)容主要包括“機(jī)組綜合指數(shù)結(jié)果”“ 機(jī)組WANO 綜合指數(shù)歷史變化趨勢(shì)”兩部分內(nèi)容。各機(jī)組綜合指數(shù)結(jié)果以柱狀圖的形式顯示截至當(dāng)前月最新的結(jié)果數(shù)據(jù)，機(jī)組按照綜合指數(shù)得分由高到低排序，鼠標(biāo)光標(biāo)點(diǎn)擊機(jī)組柱形圖后，顯示浮動(dòng)窗口展示選定機(jī)組綜合指數(shù)相關(guān)各單項(xiàng)指標(biāo)得分詳情；
各機(jī)組WANO 綜合指數(shù)歷史變化趨勢(shì)部分，默認(rèn)以折線圖的形式顯示截止最近月各機(jī)組WANO 綜合指數(shù)的變化趨勢(shì)。
2.3.2 WANO 單項(xiàng)指標(biāo)總體情況
WANO 單項(xiàng)指標(biāo)主要展示核電廠各機(jī)組月度WANO單項(xiàng)指標(biāo)總體情況，包括所有機(jī)組各單項(xiàng)指標(biāo)的結(jié)果，對(duì)比WANO 單項(xiàng)指標(biāo)四分位值，用不同顏色展示各指標(biāo)分布情況、所參考WANO 單項(xiàng)指標(biāo)四分位值列表、各機(jī)組單項(xiàng)指標(biāo)雷達(dá)圖及各機(jī)組單項(xiàng)指標(biāo)歷史變化趨勢(shì)等內(nèi)容。
2.3.3 指標(biāo)預(yù)測(cè)
指標(biāo)預(yù)測(cè)主要用于WANO 指標(biāo)預(yù)測(cè)功能，通過選擇機(jī)組、目標(biāo)時(shí)間節(jié)點(diǎn)、后續(xù)大修計(jì)劃等信息，系統(tǒng)通過內(nèi)置計(jì)算規(guī)則，計(jì)算從當(dāng)前月到截止月間各月的綜合指數(shù)結(jié)果及綜合指數(shù)變化趨勢(shì)圖。
也可以通過輸入預(yù)期節(jié)點(diǎn)的WANO 綜合指數(shù)目標(biāo)，反向預(yù)測(cè)要達(dá)成目標(biāo)計(jì)劃損失滿功率天數(shù)和非計(jì)劃損失滿功率天數(shù)，通過選擇機(jī)組、選擇目標(biāo)時(shí)間節(jié)點(diǎn)、目標(biāo)綜合指數(shù)得分，系統(tǒng)通過內(nèi)置算法首先判定預(yù)期綜合指數(shù)得分目標(biāo)能否達(dá)成，當(dāng)判定為可以達(dá)成，則繼續(xù)計(jì)算達(dá)成目標(biāo)計(jì)劃損失等效滿功率天數(shù)和非計(jì)劃損失等效滿功率天數(shù)。
2.4 能源局指標(biāo)模塊
能源局指標(biāo)模塊主要展示各廠每月報(bào)送能源局指標(biāo)的結(jié)果及指標(biāo)狀態(tài)，按照?qǐng)?bào)送能源局的模板生成展示界面并具備導(dǎo)出功能。通過選取機(jī)組、時(shí)間展示報(bào)送能源局的指標(biāo)結(jié)果及指標(biāo)狀態(tài)，頁面具備導(dǎo)出功能，導(dǎo)出頁面內(nèi)顯示的數(shù)據(jù)表單，所見即所得。
2.5 核安全局指標(biāo)模塊
核安全局指標(biāo)模塊主要通過按季度填報(bào)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)根據(jù)填寫的數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算核安全局指標(biāo)體系中各指標(biāo)結(jié)果，按照核安全局季度報(bào)送要求系統(tǒng)自動(dòng)生成外報(bào)核安全局的季報(bào)，導(dǎo)入季報(bào)即可報(bào)送核安全局，同時(shí)系統(tǒng)兼顧各指標(biāo)狀態(tài)展示功能。
2.6 系統(tǒng)運(yùn)維
系統(tǒng)運(yùn)維主要包括“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)總表”“機(jī)組參數(shù)”“日志管理”“權(quán)限清單維護(hù)”“郵件維護(hù)”“數(shù)據(jù)字典”等功能子模塊[3]。
2.6.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)總表
基礎(chǔ)數(shù)據(jù)總表旨在按機(jī)組管理所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)，總表中數(shù)據(jù)主要來源于各處室填報(bào)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，當(dāng)各處室填報(bào)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過審核后，這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)寫入總表，頁面內(nèi)可以查看每臺(tái)機(jī)組的全部歷史數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)總表是整個(gè)系統(tǒng)計(jì)算指標(biāo)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，表中數(shù)據(jù)寫入后正常狀態(tài)下只能查看不能修改，如確認(rèn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)必須修改，則進(jìn)行頁面操作，使頁面進(jìn)入可編輯狀態(tài)，修改后進(jìn)行保存，頁面退出可編輯狀態(tài)。
2.6.2 機(jī)組參數(shù)
機(jī)組參數(shù)頁面，主要用于維護(hù)中國(guó)核電所有機(jī)組在計(jì)算指標(biāo)時(shí)的相關(guān)機(jī)組參數(shù)，機(jī)組參數(shù)采用一次維護(hù)，后續(xù)自動(dòng)調(diào)用的方式，只有當(dāng)機(jī)組參數(shù)發(fā)生變更時(shí)，才需要再次修改，否則每次調(diào)用時(shí)，參數(shù)保持一致。
2.6.3 日志管理
日志管理模塊需要實(shí)現(xiàn)的功能是軟件操作日志的記錄、查詢。數(shù)據(jù)主要包括操作人、操作時(shí)間、操作模塊、修改數(shù)據(jù)項(xiàng)的名稱、被修改數(shù)據(jù)項(xiàng)原值、修改后值等。日志存儲(chǔ)原則上永久記錄，但如相關(guān)日志進(jìn)行了導(dǎo)出保存操作后，即可刪除。
2.6.4 權(quán)限清單維護(hù)
權(quán)限清單維護(hù)用于維護(hù)系統(tǒng)各類人員的權(quán)限信息，包括用戶角色設(shè)定、訪問頁面設(shè)置等。系統(tǒng)通過該模塊賦予訪問者不同的角色，而不同角色分別指定對(duì)不同頁面的訪問權(quán)限，通過這種方式實(shí)現(xiàn)了訪問者可訪問頁面的管理。
2.6.5 郵件維護(hù)
郵件維護(hù)用于維護(hù)系統(tǒng)郵件相關(guān)功能，郵件類型包括數(shù)據(jù)填報(bào)提醒郵件、數(shù)據(jù)審核提醒郵件、核安全處審核提醒郵件等，郵件內(nèi)容維護(hù)界面里包括收件人維護(hù)，抄送維護(hù)、郵件主題維護(hù)、郵件正文維護(hù)等。系統(tǒng)郵件設(shè)定手動(dòng)發(fā)送和設(shè)定時(shí)間自動(dòng)發(fā)送兩種模式，對(duì)參與指標(biāo)數(shù)據(jù)報(bào)送的人員進(jìn)行郵件提醒，確保及時(shí)參與系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理工作。
2.6.6 數(shù)據(jù)字典
數(shù)據(jù)字典用于維護(hù)頁面的數(shù)據(jù)項(xiàng)，包括電廠名稱維護(hù)、機(jī)組名稱維護(hù)、WANO 單項(xiàng)指標(biāo)名稱維護(hù)、機(jī)組參數(shù)名稱維護(hù)等。要求上述項(xiàng)目可根據(jù)實(shí)際情況，及時(shí)添加與刪除。
構(gòu)建核電廠外報(bào)指標(biāo)信息化系統(tǒng)，將核電廠外報(bào)指標(biāo)的數(shù)據(jù)收集、指標(biāo)計(jì)算、系統(tǒng)分析與展示、外報(bào)報(bào)表等通過信息化系統(tǒng)規(guī)范的管理，提高了核電廠信息外報(bào)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，有效的滿足了核電廠向監(jiān)管部門外報(bào)數(shù)據(jù)的需要。本文介紹的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式已在部分電廠進(jìn)行實(shí)踐，技術(shù)路線和系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)方式得到了有效驗(yàn)證，構(gòu)建完成的系統(tǒng)基本滿足了核電廠指標(biāo)外報(bào)的需要。因此本文介紹的外報(bào)指標(biāo)信息化系統(tǒng)的技術(shù)路線和實(shí)現(xiàn)方式可以推廣到各核電廠，具有一定的普遍適用性。
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