核電站遺留項管理信息系統的設計與實現

摘要：為高質量完成核電站工程移交后的消缺工作，保障核電機組安全穩定運行，文章設計了核電站遺留項管理信息系統。信息系統PC端基于瀏覽器/服務器（Browser/Server，B/S）模式，采用C#語言、Ajax技術和WEB前端框架開發。用戶可通過主流的桌面瀏覽器訪問信息化系統，實現工作票管理和數據統計。基于HTML5技術，本設計開發了移動端釘釘小程序，用戶可以通過手機進行作業，在工作現場和辦公區域對工作票進行快速掃描識別和處理。

關鍵詞：核電站；工程遺留項；信息化系統；B/S模式

中圖分類號：TP392文獻標志碼：A

0 引言

核電站各項目在機組投入商業運行后，均剩有工程遺留項需繼續處理，工程遺留項包括3種類別，即臨時驗收（Provisional Acceptance Certificate，PAC）遺留項、生產工程聯系單（Design Change Link Sheet，DCL）和質保期設計變更改造（Design Change Key in-Warranty Period，DCK）。由于機組商運后缺陷處理窗口變少、工程方消缺資源減少等原因，工程遺留項的處理周期相對較長，一般會持續到機組的第二輪大修結束后甚至更長，單臺機組工程遺留項的最長處理周期達3年以上。

3類工程遺留項流程相對獨立，均不具備數據分類統計、經驗反饋標識及與生產方信息系統接口的功能，無法自動對工程遺留項、工作票和工作包進行關聯性梳理，需要依靠人工建立電子表格進行狀態和數據統計。為解決該問題，本文開展兩方面的研究：（1）基于B/S架構設計［1］開發了一套工程遺留項管理信息系統，將現有各類工程遺留項流程數據整合其中，并與生產方相關系統有效接口，可對遺留項數據進行整合統計和集中管理。數據之間高效關聯和同步，實現自動化、多樣化的信息統計和經驗反饋梳理功能，能夠有效提升工程遺留項處理效率和質量，節省工程遺留項處理的人力投入和管理成本。（2）基于HTML 5技術［2］，開發了手機移動端釘釘小程序，利用圖像識別二維碼技術，掃描識別作業工作票，并對工作票狀態進行快速更新。

1 系統設計

1.1 設計原則

系統主要設計原則遵守：

（1）高性能。提高整體處理能力，加快請求處理過程，減輕數據庫負載壓力。

（2）高可用性。7×24 h可用，服務器采用主、副站點方式部署，進行高可用的配置。系統設計有較強的防錯、抗錯以及糾錯能力，以保證數據在傳遞過程中的完整性和正確性。

（3）安全性。滿足對數據安全保密要求。系統具備周密和細致的數據權限控制機制，既能確保數據的安全，又不影響數據的共享。

（4）可伸縮。允許向應用服務器、數據庫服務器環境中增加新的服務器，緩解不斷上升的用戶并發訪問壓力和不斷增長的數據存儲需求。

（5）可擴展。高內聚、低耦合，將業務與可復用服務分離。系統能夠方便地接入新下位控制器或與其他系統掛接。

（6）易管理和易維護：網絡系統具有良好的可管理性，系統應具有檢測、故障診斷、故障隔離、過濾設置等功能，以便于系統的管理和維護。

（7）可重用。系統通過接口方式提供服務，實現與多系統對接。系統接口采用JSON格式進行數據傳遞，在開發測試過程中可對接口進行測試。

（8）開放性。底層系統、數據庫、通信協議采用統一標準，可以接入第三方系統。

（9）可移植。采用通用和跨平臺技術。

1.2 功能劃分

工作人員需要通過PC機和移動手機實現對系統的訪問和功能處理。為達到最佳功能，系統按照PC端和移動端進行功能劃分。

（1）PC端主要實現PAC、DCL、DCK數據信息的整合、關聯、跟蹤、統計、計算、圖表導出功能，以及新增經驗反饋等自定義字段功能［3］。功能分為“PAC/FAC 遺留項綜合查詢”和“PAC/FAC統計報表”兩大部分。遺留項綜合查詢主要作用是查詢和編輯工作票，功能包括PAC/FAC查詢、遺留項編輯、遺留項查看、PAC轉FAC和遺留項導出等。統計報表主要作用是統計和分析作業情況，功能包括總體統計、按周期統計、按類別統計、按部門統計和按工作包統計等。PC端模塊功能劃分如圖1所示。

（2）移動端主要實現記錄和跟蹤遺留項對應工作包流轉過程和狀態。功能分為“掃一掃”“狀態處理”和“歷史掃描處理記錄”。掃一掃是基于圖像識別技術，通過掃描工作票二維碼查詢信息并進行狀態更新。移動端模塊功能劃分如圖2所示。

1.3 層次模式

系統按層次進行開發設計，對各項功能進行解耦開發，以提高系統的可用性和可移植性。系統層次模型如圖3所示，分為4層。

（1）數據層。信息化系統中數據是核心，主要功能圍繞數據處理來開展。數據源來自IMS（項目信息管理系統的總稱）數據庫、人員衛星數據庫（用戶信息的認證）和分布式文件系統（文件存儲）。

（2）基礎框架層。該層將主要業務邏輯進行封裝，規范信息化系統的開發。SUFramework為自主開發的基礎操作框架，包括數據訪問、用戶管理、計算和資源管理功能；Workflow為工作流引擎，具備低代碼工作流構建功能；定時任務用于信息化系統的維護和定期工作處理。

（3）業務邏輯層。業務核心處理層是功能實現的關鍵部分。根據系統的業務需求，它包括工作票管理、調試安全管理、調試移動管理和調試管理4個部分。

（4）UI展示層。UI界面采用現代工業設計，簡單易用，便于學習。PC端基于ASP.NET頁面技術，使用瀏覽器進行訪問。移動端基于釘釘小程序。技術簇包括C#、.net Core、HTML、JavaScript、AJAX、Taro和CSS等。

2 系統實現

2.1 硬件系統

硬件系統兼容現有系統，總體分為服務器機群、網絡設備和客戶端3個部分。服務器機群為滿足可伸縮性和可靠性要求，采用分布式設計按功能分為數據庫服務器、WEB服務器和FTP服務器。網絡設備基于高安全性企業網絡系統。客戶端為具備訪問企業網絡權限的辦公電腦。硬件系統框架如圖4所示。

采用高性能的服務器，提高整體處理能力，加快請求處理過程，減輕數據庫負載壓力。可伸縮，允許向應用服務器、數據庫服務器環境中增加新的服務器，緩解不斷上升的用戶并發訪問壓力和不斷增長的數據存儲需求。

移動端硬件分為互聯網開放區、阿里云/釘釘接入區、防火墻、DMZ正/反向代理服務區、內網應用區、內網數據區，滿足內外網通信安全要求。移動端系統硬件框架如圖5所示。

2.2 數據庫設計

系統基于開源關系型數據庫進行開發。數據庫中建立表格“DCL/DCK信息主表”“經驗反饋信息表”“操作日志表”“工單與主表關聯信息表”“進度信息表”“工單信息表”和“掃碼記錄表”。

根據查詢的需求，本設計創建了“DCL/DCK查詢主表視圖”“PAC查詢主表視圖”和“DCL/DCK查詢審查意見表視圖”。數據庫表格的結構如圖6所示。表格之間通過關鍵字段進行關聯，同時考慮字段數量和業務邏輯的耦合關系。

2.3 文件系統設計

信息化系統需要上傳大量的掃描件和照片，為應對大量小容量文件存儲需求，采用分布式文件系統。分布式文件系統與傳統文件系統相比，將文件系統抽象化，分別存儲在不同的文檔服務器上，具有可擴展、高可用性、低成本和彈性存儲等優點。

2.4 功能設計

遺留項智能管理模塊實現功能如下：

（1）當前責任人登錄該模塊默認查詢列表中展示DCL/DCK的數據信息。

（2）針對列表中的每條記錄可以進行編輯、查看和導出。

（3）PAC記錄可以轉換為FAC記錄。

（4）編輯界面中可以分別針對工單號、經驗反饋和進展跟蹤進行獨立子模塊的管理。

（5）實現自動化、多樣化和可定制化的圖形表格數據統計功能。

（6）可實時顯示DCL/DCK 的多維度圖形表格數據統計報表。

移動App端模塊實現功能如下：

（1）通過打開顯示“掃一掃”模塊，獲取工單號編碼后，選擇所需對應的工作包狀態提交，將狀態回寫到數據庫表格中。

（2）查看歷史掃碼處理記錄。

2.5 統計報表

信息系統設計完善的統計報表功能，輔助工程師進行智能分析，報表功能如下。

（1）總體統計：工程師選擇類型按照總體統計類查看遺留項數據展示。顯示字段包括類別、總量、未清楚、已清楚、清除率。

（2）周期統計：工程師選擇類型按照周期統計類查看遺留項數據展示。顯示字段包括日期、累計產生、累計關閉、本月產生、本月關閉、累計清除率。

（3）類別統計：工程師選擇類型按照類別統計類查看遺留項數據展示。顯示字段包括類別、技術澄清、僅文件修改、僅備件提供、現場實施、其他。

（4）流程統計：工程師選擇類型按照流程統計類查看遺留項數據展示。顯示字段包括類別、合計、生產發起、生產審查、工程分發、工程答復、工程確認、生產確認、現場實施、生產關閉、關閉。

（5）工作票統計：工程師選擇類型按照工作票統計類查看遺留項數據展示。顯示字段包括類別、不需遞包、需遞包、未遞包、已遞工程接口人、生產審核中、合格、已出票、作廢、關閉、歸檔。

2.6 界面實現

PC端基于B/S架構［4］，用戶使用瀏覽器訪問，界面如圖7—8所示。

2.7 掃一掃功能實現

為保障數據安全，系統不調用第三方提供的服務，而是自主設計了圖像識別算法對二維碼進行識別。系統首先調用移動端攝像頭獲取圖像信號，然后對圖像進行識別處理，最終獲得二維碼信息。

圖像識別算法考慮到對工單進行拍照時，光線、角度和位置不同，因此需要對圖片進行灰度化和二值化處理，濾除圖像噪聲，從而實現二維碼信息的正確有效提取。

2.8 安全設計

信息化系統從輸入輸出驗證、數據交換、身份認證、會話管理、異常處理、數據保護、數據庫安全和文件安全等方面加強安全保護［5］。

輸入輸出驗證是安全防范的首道防線，以保障不讓惡意的數據進入系統。系統對所有輸入數據進行驗證，采用限制輸入、拒絕輸入、凈化輸入3個處理方式。數據交換采用安全方式進行，保障數據不可篡改。身份認證支持4A登錄認證，同時兼容賬號密碼驗證。系統限制會話壽命，確保通道的安全；對身份驗證cookie的內容進行加密；保護會話狀態，以防止未經授權的訪問；采用全局異常處理，響應返回的全部異常；實現嚴格的訪問控制，限制用戶只能訪問按照完成任務要求的功能、數據和系統信息。數據庫安全則考慮使用參數化SQL語句和確保數據庫資源能夠被釋放。文件安全則考慮嚴格控制文件上傳，為了安全地使用臨時文件，在程序初始化時創建一個只能被該程序讀寫的文件夾。

3 結語

本文從設計原則、功能劃分和層次模式3個方面入手，闡述了核電站遺留項管理信息系統設計方案。文章從硬件系統、數據庫設計、功能設計、界面實現和安全設計5個方面闡述了核電站遺留項管理信息系統實現。核電站遺留項管理信息系統，成功應用于防城港項目3、4號機組。通過實際使用，信息化系統對遺留項數據進行整合統計和集中管理，實現數據之間高效關聯和同步，實現自動化、多樣化的信息統計和經驗反饋梳理功能，能夠有效提升工程遺留項處理效率和質量，節省工程遺留項處理的人力投入和管理成本。

參考文獻

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Design and implementation of management information system for

remaining problems of nuclear power plant

ChenDixin1， WangJian2， CaiLiming2， YangXiaoqi2

（1.China Nuclear Power Engineering Co.， Ltd.， Shenzhen 518000， China;

2.Beijing Branch of China Nuclear Power Technology Research Institute Co.， Ltd.， Beijing 100086， China）

Abstract： In order to complete the vacancy elimination work after the transfer of nuclear power plant project with high quality and ensure the safe and stable operation of nuclear power units， a management information system for legacy items of nuclear power plants is designed. The PC side of the information system is based on the Browser/Server （ B/S ） mode， and is developed by using C# language， Ajax technology and WEB front-end framework. Users can access the information system through the mainstream desktop browser to realize the work ticket management and data statistics. Based on HTML5 technology， a small mobile-end pinning program is developed. Users can work through mobile phones， and quickly scan， identify and process work tickets at work sites and office areas.

Key words： nuclear power plant; project remains; information system; B/ S mode