核電站數(shù)字化規(guī)程導(dǎo)入方式和方法研究

尹繼超 張軼婷 向俊瑛

摘 要 隨著全數(shù)字化儀控系統(tǒng)在核電機(jī)組的廣泛應(yīng)用，核電廠控制室人機(jī)界面的數(shù)字化具備了基本條件，核電廠運(yùn)行規(guī)程的數(shù)字化成為可能。但核電廠的運(yùn)行規(guī)程數(shù)量龐大，在實(shí)現(xiàn)過程，保證數(shù)字化過程的效率和準(zhǔn)確率非常重要。文章提出了通過Excel和UI界面兩種方式解決規(guī)程數(shù)字化過程中存在的效率低、準(zhǔn)確率差的問題，并對(duì)其中的優(yōu)缺點(diǎn)做了比較。

關(guān)鍵詞 數(shù)字化規(guī)程；操作票；UI界面

中圖分類號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）208-0113-02

1 背景介紹

核電廠的運(yùn)行規(guī)程文件總量非常龐大，在一個(gè)CP1000核電機(jī)組工程項(xiàng)目中，如果通過人工組態(tài)方式，將規(guī)程手動(dòng)錄入DCS組態(tài)工具，需要耗費(fèi)大量工作時(shí)間，而且以后的數(shù)據(jù)更新和維護(hù)也不方便。因此本文提出了數(shù)字化規(guī)程自動(dòng)批量轉(zhuǎn)換的技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)可以將電廠運(yùn)行人員編制、修訂的Word版規(guī)程快速、準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換成DCS人機(jī)界面可用的數(shù)字化規(guī)程。

2 關(guān)鍵技術(shù)

核電廠采用數(shù)字化的運(yùn)行規(guī)程可充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)處理信息的優(yōu)勢(shì)，規(guī)范操作步驟、管理操作歷史、操作智能提示等，使主控室操縱員可以非常靈活地尋找信息，在運(yùn)行規(guī)程和系統(tǒng)畫面、畫面與畫面及規(guī)程與規(guī)程之間相互調(diào)用，在規(guī)程頁(yè)面實(shí)時(shí)監(jiān)控重要參數(shù)。核電站運(yùn)行規(guī)程一般包括系統(tǒng)規(guī)程、總體規(guī)程和事故規(guī)程（EOP）三類。以CP1000核電機(jī)組為例，每個(gè)機(jī)組擁有系統(tǒng)規(guī)程50余本，總字?jǐn)?shù)60余萬字；總體規(guī)程20余本，總字?jǐn)?shù)30余萬字；EOP規(guī)程以畫面形式設(shè)計(jì)，暫未納入統(tǒng)計(jì)。如此大量的信息，靠人工組態(tài)方式在DCS系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，很難保證工程進(jìn)度和信息錄入的正確性，因此有必要開發(fā)相應(yīng)的自動(dòng)化導(dǎo)入工具。運(yùn)行規(guī)程導(dǎo)入的過程中主要有以下技術(shù)難點(diǎn)：規(guī)程文本導(dǎo)入、操作票拆分、控件的識(shí)別和動(dòng)態(tài)顯示。

1）規(guī)程文本導(dǎo)入。系統(tǒng)規(guī)程和總體規(guī)程提供的導(dǎo)入文件格式一般為可編輯的Word文檔。規(guī)程文本的導(dǎo)入主要是將Word文檔中的文本信息、格式信息讀到DCS軟件中，并盡可能與原文檔相同的面貌重新顯示出來。

2）操作票拆分。規(guī)程的執(zhí)行過程是以操作票為最小單元的。一本規(guī)程可能被拆分成很多操作票。規(guī)程的導(dǎo)入過程中需要將整本規(guī)程的Word文檔識(shí)別成一個(gè)一個(gè)的操作票，DCS軟件在執(zhí)行規(guī)程的過程中才能單獨(dú)的調(diào)用操作票，控制操作票的執(zhí)行進(jìn)程。

3）控件識(shí)別和動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)。控件指的是需要計(jì)算機(jī)識(shí)別的操作員可以用鼠標(biāo)點(diǎn)擊操作或者實(shí)時(shí)顯示重要參數(shù)的圖像單元。控件為操作員操作規(guī)程和觀察電廠運(yùn)行情況提供了更多便利。控件的導(dǎo)入過程一般分兩個(gè)步驟：控件的識(shí)別和動(dòng)態(tài)的實(shí)現(xiàn)。將word規(guī)程中控件的位置用特殊字段標(biāo)記，導(dǎo)入軟件才能正確地識(shí)別控件信息和顯示位置。DCS軟件要將導(dǎo)入軟件讀到的控件信息用組態(tài)工具中的動(dòng)態(tài)部件顯示出來，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)功能。

3 規(guī)程導(dǎo)入中存在的問題分析

一般在編寫同類運(yùn)行規(guī)程時(shí)都會(huì)約定相同的文件格式，一方面是便于閱讀，更主要的是為了計(jì)算機(jī)滿足識(shí)別的需要。但是由于Word文檔格式的多樣性和編寫文檔的人員操作習(xí)慣的不同，人眼看上去一致的文檔，計(jì)算機(jī)讀取到的信息卻是不同的。因此，在以往的項(xiàng)目中實(shí)施數(shù)字化規(guī)程導(dǎo)入時(shí)，一次性導(dǎo)入成功的機(jī)率不高，90%以上的文檔都需要經(jīng)過反復(fù)的調(diào)整才能成功讀取。在編寫規(guī)程時(shí)無法規(guī)范化是導(dǎo)致規(guī)程導(dǎo)入軟件無法識(shí)別的主要原因。

1）表格拆分與組合方式不同導(dǎo)致的不識(shí)別。一個(gè)視覺效果相同的Word表格往往可以通過不同的拆分組合方式實(shí)現(xiàn)，但是計(jì)算機(jī)讀取這些表格時(shí)識(shí)別到的具體文本的位置卻是不一樣的。對(duì)于沒有做過特殊標(biāo)記且以表格中的具體位置標(biāo)識(shí)特殊意義的文本，表格的組合方式嚴(yán)重影響識(shí)別的過程。

2）操作票丟失。不同的操作票代表了獨(dú)立的一個(gè)操作流程，操作票與操作票之間是可以相互調(diào)用的。規(guī)程導(dǎo)入過程中操作票是根據(jù)操作票的編碼進(jìn)行分割的。操作票的編碼不規(guī)范會(huì)導(dǎo)致操作票丟失或不識(shí)別。另外，運(yùn)行規(guī)程目錄與文檔內(nèi)容不對(duì)應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致索引和調(diào)用的錯(cuò)誤。規(guī)程導(dǎo)入過程中會(huì)根據(jù)規(guī)程目錄生成數(shù)字化規(guī)程的索引目錄，再根據(jù)文檔中規(guī)程操作票編號(hào)生成操作票。操作員通過點(diǎn)擊索引目錄調(diào)用操作票，如果索引目錄和操作票不對(duì)應(yīng)就會(huì)導(dǎo)致調(diào)用錯(cuò)誤。

3）特殊符號(hào)無法識(shí)別。由于Word文檔可以插入Word自定義的一些符號(hào)或特殊符號(hào)，在編寫規(guī)程時(shí)如果使用了這些字符，計(jì)算機(jī)就很難識(shí)別或再次顯示這類字符。

4）效率低，反復(fù)修改多次才能完成導(dǎo)入。根據(jù)規(guī)程文件的大小和編寫的規(guī)范程度的不同，每本規(guī)程的導(dǎo)入時(shí)間不同，平均時(shí)間大約20分鐘。由于導(dǎo)入過程中內(nèi)容的丟失或錯(cuò)誤，一般需要反復(fù)修改和導(dǎo)入多次，每本規(guī)程導(dǎo)入過程大約需要1～2個(gè)小時(shí)。

4 解決方案

在實(shí)際解決規(guī)程導(dǎo)入問題的過程中，為保證導(dǎo)入文本內(nèi)容的正確性和導(dǎo)入效率。我們提出了兩種方案：方案一，Excel規(guī)程；方案二，UI界面規(guī)程。這兩種方案的目的都是相同的—約定格式，規(guī)范數(shù)據(jù)源。圖1分正確率、可用率、導(dǎo)入效率3方面比較了Word規(guī)程（綠色）、Excel規(guī)程（黃色）和UI界面規(guī)程（紅色）。

正確率指導(dǎo)入文本的位置、格式、操作票的識(shí)別等的準(zhǔn)確性，范圍是0%～100%；可用率指導(dǎo)入?yún)?shù)的識(shí)別、頁(yè)間連接、操作票調(diào)用等的可用率，范圍是0%～100%；導(dǎo)入效率指規(guī)程更新所消耗的時(shí)間，耗時(shí)越短效率越高，范圍是0～100分。

從柱狀圖可以看出，Word版規(guī)程由于人為編寫格式的不一致使得規(guī)程導(dǎo)入的正確率只有60%，經(jīng)過反復(fù)修改后才能正確導(dǎo)入，從而導(dǎo)致導(dǎo)入效率只能評(píng)30分，嚴(yán)重影響了規(guī)程更新的效率；Excel規(guī)程和UI規(guī)程通過設(shè)定必選項(xiàng)或參數(shù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索功能將規(guī)程的可用率提高到了最高100%；UI界面是導(dǎo)入效率中最高的，因?yàn)橥ㄟ^UI界面錄入的規(guī)程直接存儲(chǔ)在了數(shù)據(jù)庫(kù)中可以很方便地更新到機(jī)組DCS軟件中。

5 結(jié)論

本文提出了通過Excel和UI界面方式解決核電廠運(yùn)行規(guī)程數(shù)字化過程中存在的規(guī)程導(dǎo)入過程困難、錯(cuò)誤率高的問題。規(guī)程通過Excel編寫，符合大多數(shù)人的文本編輯習(xí)慣，便于離線編寫和修改運(yùn)行規(guī)程；UI界面方式編寫規(guī)程，便于維護(hù)規(guī)程版本、使用效率也是最高的。Excel和UI界面方式編寫規(guī)程相對(duì)于Word版規(guī)程在正確率、可用率和導(dǎo)入效率上都有大幅提高。

參考文獻(xiàn)

[1]曲鳴，張玉峰，劉偉，等.核電廠DCS設(shè)計(jì)驗(yàn)證平臺(tái)[C].中國(guó)核學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集第3冊(cè)（核能動(dòng)力分卷下），2011.

[2]鄧戈燕，劉穎，曲鳴，等.核電DCS設(shè)計(jì)驗(yàn)證平臺(tái)開發(fā)[C].中國(guó)核學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)，2011.

[3]曲鳴，張玉峰，李姝，等.核電廠DCS仿真與設(shè)計(jì)驗(yàn)證[C].中國(guó)核學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第一卷·第3冊(cè)），2009-11-18.

[4]Deng Geyan，Yin Jichao.Studies on Configuration of NPPs DCS HMI Simulation.2014 International Conference on Future Computer and Communication Engineering.2014-3.

[5]王常力，羅安.分布式控制系統(tǒng)（DCS）設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2016.

[6]譚大鵬.基于Qt/E的嵌入式工業(yè)監(jiān)測(cè)輕型圖形用戶界面構(gòu)件庫(kù)開發(fā)[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2009，15（2）：399-404.

[7]孔令波.XML數(shù)據(jù)索引技術(shù)[J].軟件學(xué)報(bào)，2005，16（12）：2063-2079.