[发明专利]一种数字化仪控系统动态可靠性集成分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字化仪控系统概率安全分析，具体涉及一种数字化仪控系统动态可靠性集成分析方法。

背景技术

传统可靠性分析方法之所以无法完全适用于数字化仪控系统，是由于数字化仪控系统依靠计算机硬件及软件控制平台执行各种复杂的核电厂控制。与单纯的硬件系统相比，由于数字化设备的时间动态特性，导致其具有不同的故障模式，并且在计算机软件冗余的开发、计算机故障统计数据的外推和共因故障模式的预测和验证等方面都存在困难。这些因素都导致目前对核电厂数字化仪控系统的安全性和可靠性进行定量评估面临着新的问题。尽管概率安全分析(PSA)对评估I&C系统风险有一定的作用，但目前对数字化系统的建模和分析普遍采用的仍然是传统静态的方法。可靠性模型如何更准确全面地反映系统复杂的动态交互特性是目前相关研究领域的重点。

目前NRC和NASA认可并推荐的分析含有软件的数字化仪控系统可靠性问题的方法主要是动态可靠性分析方法。NRC发布的过渡性导则及辅助的研究报告也主要说明和导向了DFM及马尔可夫胞映射(Markov/CCMT)的动态方法。其中，DFM方法目前有成熟的商用软件DYMONDA，但目前国内外还没有Markov/CCMT方法的商用软件。与DFM方法相比，Markov/CCMT对系统的失效状态定义，是通过考虑系统设备响应与系统的物理过程有机结合，采用例如系统的控制变量(如温度、压力等)之类的参数。而且，系统设备的故障状态通常不止两种，可以三种或更多，可靠性分析结果也将更精确，信息量更大。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种数字化仪控系统动态可靠性集成分析方法。

数字化仪控系统动态可靠性集成分析方法包括如下步骤：

采用产生仿真指令模块配置设备状态信息生成设备状态组合与仿真脚本，以此作为为后续仿真工作的基础；

采用系统运行区间划分模块配置系统变量信息对系统区间的划分个数，通过此划分将系统变量的状态进行离散化处理；

采用仿真机仿真模块打开外部仿真机并执行预先产生的仿真命令对系统进行仿真；

采用主程序计算模块收集系统状态信息计算区间转移概率，收集设备状态配置信息计算系统设备状态转移概率；及

采用结果分析模块计算转移矩阵及系统失效概率。

优选地，所述设备状态信息包括设备数量、设备状态及其仿真指令信息。

优选地，采用所述仿真机仿真模块整理并保存仿真结果。

优选地，采用所述主程序计算模块收集所述保存仿真结果信息计算区间转移概率，收集设备状态配置信息计算系统设备状态转移概率。

优选地，所述系统变量信息包括系统运行区间。

优选地，所述系统可应用于软件平台。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明基于Markov/CCMT方法理论，以C#作为基本开发语言，完成集仿真、计算、结果分析功能于一体的针对数字化仪控系统的动态可靠性集成分析方法，可应用于软件平台，并将所搭建的系统运用到实际AP1000主给水系统中进行调试，并对AP1000数字化仪控系统主给水部分进行全面的可靠性分析，分析范围包括系统失效概率及系统的薄弱点等。

2、本发明提供的数字化仪控系统动态可靠性集成分析方法，产生仿真指令根据模型中设备状态信息，自动生成所有可能的设备状态组合及其变化规则，并根据对应仿真代码指令生成仿真机可识别的仿真脚本，从而方便仿真机完成全部仿真过程。

3、本发明提供的数字化仪控系统动态可靠性集成分析方法，系统运行区间划分根据系统变量的正常运行范围与临界运行范围，将运行区间按指定规则离散化处理，从而便于分析系统当前所处具体状态。

4、本发明提供的数字化仪控系统动态可靠性集成分析方法，仿真机仿真可在系统中直接配置仿真机位置及其他配置文件信息，随后直接点击「开始仿真」按钮后，会直接通过系统启动仿真机并根据之前生成的仿真脚本进行仿真，大量减少人为配置工作。

5、本发明提供的数字化仪控系统动态可靠性集成分析方法，主程序计算根据仿真结果与系统配置信息计算系统失效概率，并以图形化形式显示系统失效概率的条件概率函数与累计概率函数。