[发明专利]一种核电站主控室盘台布局的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及核电站设施领域，尤其涉及一种核电站主控室盘台布局的方法和系统。

背景技术

目前，国内已经有部分核电站采用了数字化仪控系统(DCS)，在主控室内采用计算机信息与控制系统对电厂进行监控。为了防止失去全部核电站计算机信息和控制系统瘫痪，在主控制室内设置了常规控制盘台--后备盘，确保核电站在事故情况下，仍有安全路径可操作。在不以计算机为主的备用监控方式下，后备盘上安装有常规指示仪表、指示灯、开关、按钮、报警窗等。

核电站主控室后备盘人机界面所处理的工况复杂，后备盘人机界面通常由大量相互联系的功能模块组成，每个功能模块又包含支持功能运作的操作单元(操作单元又包括多个操作元件)。这些单元既有分层组织的，也有交叉耦合的，一个单元的变化将引起多个单元的同时变化，单元之间的关系错综复杂，且单元的数量呈增长趋势。

后备盘元件布局问题属于一种排列组合问题，亦是组合优化问题。目前在工程上解决该类问题通常采用综合权值法，即将元件要素的权值进行累加或累乘，然后依据综和权值从大到小的顺序排列，从而得到元件序列。这种方法简单、快捷，但其缺点也十分明显。当功能模块所对应的权值数值设置不合适的时候，有可能其中两个或者更多的功能模块通过累乘(或者累加)的方式得来的综合权值会相等，则此时用综合权值的方法就无法将权值相等的功能模块给出一个明确的排序。同时，综合权值法只是将功能模块元器件的权值机械地累乘到一起，无法将相关性等游离于功能模块之间的设计原则综合到布局排序之中来。

此外，目前在国内核电领域普遍采用的方法是照搬参考核电站并结合工程经验进行人工布局，最后在成型的盘台上采用操纵员实验方法确定布局方案的可靠性。人工布局的方法受人的主观因素限制，只能同时考虑一到两种优化因素而且当因素间互相冲突时，难以决定哪种因素更重要，且该方法不可追溯，效率低，客观性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中对核电站主控室盘台人工布局不可追溯、效率低、客观性差的缺陷，提供一种核电站主控室盘台布局的方法和系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种核电站主控室盘台布局的方法，包括以下步骤：

A、将核电站主控室盘台所控制的操作元件进行功能区域划分，以将具有相同功能的所述操作元件形成功能块；

B、根据所述主控室盘台的执行程序分析所述操作元件中影响主控室盘台布局结果优劣的优化元素，并根据分析结果给所述操作元件和所述功能块赋予优化元素权值；

C、建立评价操作员负荷量的目标函数，并根据所述权值计算所述目标函数值，采用迭代算法分别得到所述功能块和所述操作元件的最优布局。

本发明所述的核电站主控室盘台布局的方法中，所述优化元素包括所述操作元件和所述功能块在处理事故工况时的重要性、相关性、使用频率和操作顺序。

本发明所述的核电站主控室盘台布局的方法中，步骤B包括：

B1、人工输入所述操作元件和所述功能块的重要性、相关性的值；

B2、将所述主控室盘台的执行程序序列分解，对所述操作元件的使用次数和执行次序分别进行统计，以量化为使用频率和操作顺序的值，同时结合所述重要性、相关性的值给所述操作元件和所述功能块赋予相应的权值。

本发明所述的核电站主控室盘台布局的方法中，所述目标函数的值根据计算机化的人体模型在三维布局图中模拟执行程序操作步骤，按人体部位的移动距离来计算。

本发明所述的核电站主控室盘台布局的方法中，获得所述功能块中操作元件的最优布局的迭代算法包括：

根据所述功能块中操作元件的初始排列组合，并对所述初始排列组合进行目标函数的计算，得到第一目标函数值；

对所述初始排列组合经过预设的位置更换，产生一个新的排列组合，并计算此时目标函数的值，得到第二目标函数值；

将所述第二目标函数值与所述第一目标函数值进行比较，在所述第二目标函数值小于所述第一目标函数值时，将当前的排列组合取代初始排列组合，同时将当前的排列组合再进行预设的位置变换，以进行新一轮的迭代计算，直到找到最小目标函数值。

本发明还提供一种核电站主控室盘台布局的系统，包括：

功能区域划分模块，用于将核电站主控室盘台所控制的操作元件进行功能区域划分，以将具有相同功能的所述操作元件形成功能块；