核電廠低級別事件趨勢分析軟件的研制與應用

胡 攀

（核動力運行研究所，湖北 武漢 430223）

0 引言

隨著國內各個核電廠對低級別事件趨勢分析越來越重視，如何對核電廠發生的低級別事件進行編碼和趨勢分析逐漸成為經驗反饋領域的一項重要工作。當前，大部分核電廠開展低級別趨勢分析主要還是依靠人工逐一查詢某一維度或某幾個維度的事件數量根據時間的變化趨勢，而僅設備類異常趨勢需要查詢的趨勢通常多達成千上萬種。這種做法不僅工作量繁重，并且還可能存在識別不完整的情況。因此，當前的趨勢分析結果很容易受到投入的時間精力、查詢的維度、相關人員的經驗水平等方面的影響，同時還缺少有效的手段對已經識別出來的異常趨勢進行動態跟蹤管理。如何保證趨勢分析結果準確、全面，并且對趨勢分析結果進行動態跟蹤管理則是后續趨勢分析工作的關注重點。 因此，開發分析軟件對實現趨勢分析工作的標準化、系統化具有重要意義。

1 系統需求分析及功能設計

1.1 業務需求及數據要求

趨勢分析首先要回答的問題是“什么是趨勢？”美國核動力運行研究院2007 年發布的《良好實踐：績效評價和趨勢分析》指出：在過程（生產或管理）績效度量數據的隨機（偶然）波動中出現的統計顯著性。 可見，開展趨勢分析必須要解決3 個問題：收集足夠的過程（生產或管理）績效度量數據，以反映過程的隨機（偶然）波動；這些數據具有隨機性；要能在隨機（偶然）波動中發現統計顯著性（異常波動）。 由于趨勢分析的目的是為生產或管理過程及時提供異常信息，實時改進過程，從而貫徹“預防為主”的原則，因此，趨勢分析的生命力在于及時性。

通過對核電廠低級別事件趨勢分析工作的業務進行需求分析， 明確了低級別事件趨勢分析方法、流程及必要的數據字典。

核電廠低級別事件趨勢分析軟件涉及的數據主要是事件信息相關數據，如表1 所示。

1.2 功能模塊設計

基于上述對核電廠低級別事件趨勢分析的業務需求及數據要求分析，系統功能模塊設計如圖1 所示。

1.2.1 首頁

首頁顯示本核電廠最新的異常趨勢，以便相關人員了解最近出現的異常趨勢或持續存在的異常趨勢。

1.2.2 事件信息

本模塊主要是處理事件信息，包括刪除、修改事件信息以及對事件進行編碼。事件信息是從核電廠經驗反饋信息平臺導入本模塊。本模塊的主要功能包括實現事件信息的刪除、修改、查詢、查看、導出功能，其中刪除功能針對的是整個事件；修改功能針對的是狀態報告中的事件編碼以及其他與趨勢分析有關的字段。 可通過輸入查詢條件進行查詢，查詢條件包括事件編號、主題、描述、事件級別、簽發時間、發生時間、事件編碼等，查詢條件應當優先支持下拉（如果關聯靜態數據），支持多選。 導出時，能夠根據頁面查看結果導出Excel 格式文件。

1.2.3 自動趨勢分析

本模塊是為了實現對事件從涉及系統、 涉及設備、事件編碼等不同維度進行趨勢分析計算，并設計判異準則，最終生成趨勢圖。

為了實現自動趨勢分析，需要先設置趨勢分析維度與判異準則，并且可以由分析人員自由設置。 趨勢分析維度包括涉及系統、涉及設備、是否為CC1 設備、機組、設備/人因分類、處室、簽發時間等導出的事件原有字段，以及后期新增的事件編碼字段。 分析維度中，簽發時間和事件編碼是必選維度，其他為維度為可選，可同時選擇一個或多個。

對于判異準則，可通過設置K 的具體數值來實現異常趨勢判異準則的調整，判異準則包括：1 個點，距離中心線大于K 個標準差； 連續K 點在中心線同一側；連續K 個點，全部遞增或全部遞減；連續K 個點，上下交錯；K+1 個點中有K 個點，距離中心線（同側）大于2 個標準差；K+1 個點中有K 個點， 距離中心線（同側）大于1 個標準差；連續K 個點，距離中心線（任一側）1 個標準差以內；連續K 個點，距離中心線（任一側）大于1 個標準差。

本模塊還可以根據不同核電廠的需要，分別設置月度自動趨勢分析的分析維度和判異準則。已經設置好的分析維度和判異準則可以根據不同電廠的需要進行調整。 系統可以根據設置的異常趨勢判定準則，自動判定異常趨勢。

在每月事件信息更新后， 系統可以自動根據已設置的趨勢分析維度、判異準則進行計算，自動生成一個或多個存在異常趨勢的趨勢圖， 無異常趨勢則不生成趨勢圖。 生成的異常趨勢圖，經人工判斷后，可以推送到“異常趨勢跟蹤”模塊中，以實現對該趨勢的跟蹤。

1.2.4 異常趨勢跟蹤

本模塊是對核電廠的異常趨勢進行持續跟蹤。跟蹤的趨勢一共包括五種狀態，分別為：正在原因分析的異常趨勢、正在實施糾正行動的異常趨勢、已經完成糾正行動的異常趨勢、 本月新發現的異常趨勢、需要持續關注的異常趨勢。 5 種狀態之間的邏輯轉換關系如圖2 所示。

表1 核電廠低級別事件趨勢分析軟件數據要求

圖1 系統功能模塊設計圖

1.2.5 數據字典

數據字典模塊主要是對趨勢分析軟件中的部分技術字段進行固化，減少后續技術字段升版帶來的軟件改動。數據字典分為事件編碼字段、涉及領域、涉及系統、涉及設備、機組等部分。

1.2.6 系統設置

該模塊為系統維護模塊，實現對分析軟件相關的人員信息、組織機構、權限管理、日志管理、靜態數據等信息的管理維護。

1.3 系統流程設計

核電廠低級別事件趨勢分析工作的業務流程如圖3 所示。

2 系統的開發和運行

2.1 開發及運行要求

核電廠低級別事件趨勢分析軟件開發采用B/S（Browser/Server，WEB 瀏覽器模式）模式，開發工具主要包括Eclipse、Dreamweaver、Dorado 等， 全部代碼涉及HTML、JSP、JAVA、XML 等開發語言； 數據庫平臺為ORACLE10g 及以上版本，采用國標字符集。

系統運行的WEB 服務器和數據庫服務器的操作系統為Windows Server 2012，采用主流軟件運行平臺（如Tomcat），所有WEB 頁面均采用“UTF-8”通用字符集；客戶端操作系統為Windows7 及以上，通過瀏覽器（Internet Explorer 9.0 以上）直接訪問系統。

2.2 運行情況

分析軟件實現了異常趨勢的自動識別與跟蹤。分析人員首先需要完成事件數據的清洗、事件編碼與核對，并提前設置好需要分析的維度，在分析軟件自動生成異常趨勢后，分析人員進行確認后，即可處理和跟蹤。 本節對其中部分重點內容進行說明。

在事件信息錄入階段，可以通過數據文件形式錄入，目前支持多條信息的Excel 錄入，界面如圖4 所示。

在維度設置過程中，可以根據涉及領域、涉及系統、事件編碼、機組、開發處室、CR 級別、是否為CC1等不同維度進行組合設置，設置界面如圖5 所示。

在設置判異準則時，可通過設置K 值來調整異常趨勢的閾值，設置界面如圖6 所示。

3 應用與展望

圖2 異常趨勢狀態流程圖

圖3 系統流程設計圖

圖4 事件信息導入界面

圖5 事件判定分析界面

圖6 異常趨勢判定準則設置界面

“核電廠低級別事件趨勢分析軟件” 已在部分項目中得到應用。 在沒有開發分析軟件時，開展低級別事件趨勢分析需要大量的時間，并且分析結果受到分析人員的經驗水平的影響，同時還缺少有效的手段對已經識別出來的異常趨勢進行動態跟蹤管理。在應用趨勢分析軟件后，可及時、自動識別出每個月的所有異常趨勢，確保了異常趨勢識別的完整性，同時還可以根據管理水平以及管理期望的改進，調整異常趨勢的判定準則， 并且實現了所有異常趨勢的動態跟蹤，降低了管理成本及技術門檻，提高了工作效率。 隨著核電廠低級別事件趨勢分析越來越受到各核電廠的重視，在本軟件廣泛應用的基礎上，可繼續優化相關分析維度、編碼體系、判異準則等，不斷優化趨勢分析質量， 從而改進核電廠低級別事件趨勢分析工作，提升核電廠績效水平。