适用于核电DCS产品的软件数字化运维系统设计

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作者 邓泽凡 王桂兰 +2 位作者 石桂连 董晓峰 彭立 《核科学与工程》 北大核心 2025年第1期36-43,共8页

核电DCS是核电厂的“神经中枢”,其运行的稳定性和可靠性是核电厂安全运营的保障。适用于核电DCS产品软件数字化运维系统是为解决核电DCS产品软件运维依赖人工、耗时长、效率低等问题而开展的产品研发工作。该系统基于核电DCS产品与核... 核电DCS是核电厂的“神经中枢”,其运行的稳定性和可靠性是核电厂安全运营的保障。适用于核电DCS产品软件数字化运维系统是为解决核电DCS产品软件运维依赖人工、耗时长、效率低等问题而开展的产品研发工作。该系统基于核电DCS产品与核电厂实际问题反馈,结合软件数字化运维理念,设计软件健康参数反映核电DCS产品软件运行状态,设计软件配置和指标监视模块采集核电DCS产品软件健康参数,降低运维时间和成本,带来可观经济效益,同时降低机组非计划停机风险。 展开更多

关键词 核电数字化仪控系统 软件健康 软件运维 数字化运维

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基于核电厂高加测点数据实时预测模型的样本迁移学习方法研究

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作者 习家轩 张大志 +2 位作者 肖云龙 王志会 周华兵 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1106-1115,共10页

针对核电厂高压加热测点数据实时预测在工程实际中存在故障数据缺失,观测数据量少等问题,提出基于数字孪生仿真数据的样本迁移学习方法。首先,利用数字孪生技术产生的特征丰富、样本充足的核工业相关仿真数据构建源域数据集,利用核工业... 针对核电厂高压加热测点数据实时预测在工程实际中存在故障数据缺失,观测数据量少等问题,提出基于数字孪生仿真数据的样本迁移学习方法。首先,利用数字孪生技术产生的特征丰富、样本充足的核工业相关仿真数据构建源域数据集,利用核工业设备运行过程中各监测点获取的实际观测数据构建目标域数据集;然后,通过交叉验证得到的分类模型,测得源域数据与目标域数据的相似度,将源域数据中与目标域数据相似的数据赋予高权重,使源域数据与目标域数据更匹配;最后,利用带权重的源域数据训练核工业数据实时预测模型。实验结果表明,样本迁移学习方法在小样本与特征缺失的情况下,具有良好的迁移学习效果,并且相较于传统迁移学习方法具有较高的实时预测精度。 展开更多

关键词 核电厂 高压加热 实时预测 数字孪生 样本迁移

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基于耦合场快速计算的核电厂主变压器数字孪生体搭建

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作者 薛杨 刘森 +2 位作者 吕杰 彭锦 司恒远 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期716-724,共9页

针对核电厂主变压器智能化程度低,运维仍以人工巡检、定期维护为主,以及缺乏运行状态实时预测和评估手段的现状,搭建了基于耦合场快速计算的主变压器数字孪生体。首先,建立主变压器的精细化数字模型并开展多物理场实时仿真分析,获得了... 针对核电厂主变压器智能化程度低,运维仍以人工巡检、定期维护为主,以及缺乏运行状态实时预测和评估手段的现状,搭建了基于耦合场快速计算的主变压器数字孪生体。首先,建立主变压器的精细化数字模型并开展多物理场实时仿真分析,获得了其关键部件的电磁场、损耗分布云图。然后,为解决主变压器流场和温度场仿真耗时长、无法实现运行状态实时监测的问题,提出了一种耦合场快速计算方法。最后,结合所提出的方法和各传感器采集的运行状态数据,搭建了主变压器的数字孪生体,实现了对实体主变压器多维度、全过程、全景式的状态监测与展示。结果表明,通过搭建数字孪生体可实现对不同工况下主变压器运行状态的实时监测和预测评估,为主变压器的运维巡检提供了便利,有助于核电厂的安全可靠运行。 展开更多

关键词 核电厂 主变压器 数字孪生 数字模型 耦合场 快速计算

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由“震网”病毒事件浅议核电站信息安全现状及监管 被引量：21

4

作者 胡江 孙国臣 +1 位作者 张加军 侯秦脉 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2015年第1期181-185,192,共6页

随着核电站控制系统的数字化与网络化程度的不断提高,核电站信息安全所面临的威胁越来越值得高度重视。本文借助"震网"病毒的例子首先介绍目前工业控制系统所面临的风险,然后引申到核电站信息安全可能存在的问题,并介绍美国NR... 随着核电站控制系统的数字化与网络化程度的不断提高,核电站信息安全所面临的威胁越来越值得高度重视。本文借助"震网"病毒的例子首先介绍目前工业控制系统所面临的风险,然后引申到核电站信息安全可能存在的问题,并介绍美国NRC在应对核电站信息安全威胁时采取的措施和提出的一些针对性的管理导则,最后根据我国核电站的特点对核电站信息安全监管提出建议。 展开更多

关键词 震网 核电站 数字化控制系统 信息安全 核安全监管

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核电站工程模拟器用于SGTR事故仿真分析研究 被引量：7

5

作者 林萌 苏云 +1 位作者 胡锐 杨燕华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期240-245,共6页

核电站数值反应堆系统(DRS)是基于轻水反应堆瞬态系统分析程序RELAP5的工程模拟器。本工作使用该工具模拟恰希玛(CHASHMA)核电站蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故,对30min不干预和30min内干预分别进行计算。仿真过程及计算结果验证了数... 核电站数值反应堆系统(DRS)是基于轻水反应堆瞬态系统分析程序RELAP5的工程模拟器。本工作使用该工具模拟恰希玛(CHASHMA)核电站蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故,对30min不干预和30min内干预分别进行计算。仿真过程及计算结果验证了数值反应堆系统是进行核电厂仿真和分析的有效工具。 展开更多

关键词 工程模拟器 核电站 仿真分析 事故 反应堆系统 RELAP5 轻水反应堆 蒸汽发生器 分析程序 有效工具 计算结果 仿真过程 传热管 核电厂 数值 干预

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基础提离对核电站结构地震响应的影响分析 被引量：7

6

作者 王国波 王亚西 +1 位作者 于艳丽 何卫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期228-233,共6页

当地震足够大时结构基础将会与下卧地基土发生分离,即所谓的基础提离现象。但该现象在常规的土-结构相互用(SSI)的地震响应分析中常常被忽视。核电站结构(NPP)由于特殊性,其设计地震强度一般较大,因而有可能发生基础提离现象。基于某简... 当地震足够大时结构基础将会与下卧地基土发生分离,即所谓的基础提离现象。但该现象在常规的土-结构相互用(SSI)的地震响应分析中常常被忽视。核电站结构(NPP)由于特殊性,其设计地震强度一般较大,因而有可能发生基础提离现象。基于某简化核电站结构,利用大型通用软件ANSYS的接触面功能和弹簧单元,分别进行了四种工况的计算:1基础固定;2考虑基础提离,不考虑土-结构动力相互作用效应;3不考虑基础提离,但考虑土-结构动力相互作用效应;4同时考虑基础分离和土-结构动力相互作用效应。通过对比分析,确定合适的土-结构动力相互作用计算方法以及基础提离对核电站结构地震响应的影响。计算分析表明:1土-结构相互作用对核电站结构地震响应的影响不容忽视;2基础提离主要影响核电站结构竖向地震响应,而对结构水平向地震响应的影响较小。本文研究成果可为核电站结构的抗震分析提供参考。 展开更多

关键词 基础提离 土-结构相互作用 地震响应 接触面 核电站

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核电厂信息安全问题研究及建议 被引量：6

7

作者 李晶 徐海峰 +2 位作者 杨安义 凌礼恭 李小龙 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期850-857,共8页

信息和网络技术在核电厂的广泛应用,给核安全带来了新的威胁与挑战。本文深入分析了核电厂的信息安全现状以及面临的主要威胁,总结归纳了IAEA和美国NRC针对核电系统信息安全的研究成果、具体措施以及法规标准,最后结合中国的实际情况分... 信息和网络技术在核电厂的广泛应用,给核安全带来了新的威胁与挑战。本文深入分析了核电厂的信息安全现状以及面临的主要威胁,总结归纳了IAEA和美国NRC针对核电系统信息安全的研究成果、具体措施以及法规标准,最后结合中国的实际情况分析提出了关于保障我国核电厂信息安全的若干建议,为我国进行核电厂信息安全相关的决策及政策法规研究提供借鉴。 展开更多

关键词 信息安全 网络攻击 核电厂 数字化仪控系统

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我国核电厂数字化仪控系统相关运行事件分析 被引量：7

8

作者 齐媛 张浩 +3 位作者 孙树海 杨丽丽 郑丽馨 张玮 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第10期1075-1080,共6页

从事件原因和事件后果两个方面分析了我国核电厂发生的25起数字化仪控系统相关运行事件,找出了安全级和非安全级数字化仪控系统存在的问题,总结了我国核电厂数字化仪控系统的运行情况,并提出了需要关注和进一步改进的方面,为后续新建核... 从事件原因和事件后果两个方面分析了我国核电厂发生的25起数字化仪控系统相关运行事件,找出了安全级和非安全级数字化仪控系统存在的问题,总结了我国核电厂数字化仪控系统的运行情况,并提出了需要关注和进一步改进的方面,为后续新建核电厂提供借鉴。 展开更多

关键词 核电厂 数字化仪控系统 运行事件

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对核电厂DCS中信号质量位设置问题的思考 被引量：5

9

作者 肖鹏 刘宏春 +3 位作者 简一帆 赵阳 李伟 唐涛 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S01期12-16,共5页

为彻底解决核电厂数字化控制系统(DCS)中,信号质量位相关参数的设置所导致的系统拒动和误动问题,通过分析目前的设计现状分析常规解决方案中的局限性,提出引入核电厂状态这一变量对DCS所执行的功能进行确认的设计思路.该方法不仅解决了... 为彻底解决核电厂数字化控制系统(DCS)中,信号质量位相关参数的设置所导致的系统拒动和误动问题,通过分析目前的设计现状分析常规解决方案中的局限性,提出引入核电厂状态这一变量对DCS所执行的功能进行确认的设计思路.该方法不仅解决了质量位的设置问题,还在一定程度上简化了操纵员的操作,提高了核电厂DCS的安全性和可用性,进而推动了核电厂的智能化和无人化的发展.通过利用稳态下的热工物理参数和状态转换过程中的人员手动操作来识别核电厂状态的方法能够确保DCS准确地执行其预期的功能,避免非预期事件的发生. 展开更多

关键词 质量位 数字化控制系统 核电厂状态

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核电站全生命周期数据管理框架体系构建与发展建议 被引量：16

10

作者 任景莉 杨盼 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2022年第2期152-159,共8页

核工业正在经历数字化、智能化变革,核电数据呈指数型增长,数据逐渐成为核电站的重要资产,然而缺少贯穿核电站全生命周期的数据管理体系。本文综述了我国核电站全生命周期数据管理的研究现状,剖析了核电站全生命周期数据管理面临的需求... 核工业正在经历数字化、智能化变革,核电数据呈指数型增长,数据逐渐成为核电站的重要资产,然而缺少贯穿核电站全生命周期的数据管理体系。本文综述了我国核电站全生命周期数据管理的研究现状,剖析了核电站全生命周期数据管理面临的需求与挑战,构建了围绕核电站全生命周期各个节点和业务流的数据管理框架。研究认为,建立核电站全生命周期数据管理体系当务之急是推进核电行业全面数字化,规范统一核电站全生命周期数据标准;依据数据类型对全生命周期数据进行分类管理,合理设计数据模型;科学制定数据质量管控政策、数据质量度量标准,确保核电站全生命周期数据安全。为此建议,加快建立数据一体化平台,对核电站中物项、业务数据、三维仿真数据等进行目录化组织,促进跨业务系统间数据的互联互通;将区块链技术应用到核电站全生命周期数据管理,实现核电站全生命周期数据的真实可溯;加强核电与数字孪生技术、基于模型的系统工程方法的融合应用,提高核电站智能化发展水平;建立健全核电站数据绿色管理政策体系,实现数据中心的低碳、高效、可持续发展。 展开更多

关键词 数字化转型 核电站 全生命周期 数据管理 框架体系

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核电厂操纵员的情景意识失误与预防控制研究 被引量：5

11

作者 李鹏程 张力 +2 位作者 戴立操 蒋建军 罗迪凡 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期323-331,共9页

核电厂的仪控系统数字化,使得操纵员的情景意识失误(SAE)更为突出。为了识别操纵员存在的主要情景意识失误并进行预防和控制,从认知功能的视角对情景意识失误进行分类,采用建立的SAE分析方法对收集到的人因事件进行分析,获得79组样本数... 核电厂的仪控系统数字化,使得操纵员的情景意识失误(SAE)更为突出。为了识别操纵员存在的主要情景意识失误并进行预防和控制,从认知功能的视角对情景意识失误进行分类,采用建立的SAE分析方法对收集到的人因事件进行分析,获得79组样本数据,识别存在的主要情景意识失误及其原因。基于纵深防御的视角,从SAE的事前预防、事中控制和事后恢复三方面提出了系统化的SAE预防、控制和恢复体系,为数字化核电厂在预防和控制SAE方面提供理论指导。 展开更多

关键词 情境意识失误 人因失误 行为形成因子 预防控制 数字化核电厂

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基于人因可靠性的核电厂数字化人机界面功能单元数量优化方法 被引量：3

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作者 蒋建军 张力 +6 位作者 王以群 彭玉元 李敏 伍大清 李鹏程 张晓玲 青涛 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1876-1881,共6页

核电厂数字化人机界面功能块中的构件数量给操纵员带来了极大负荷并影响人误事件的发生。本文对功能块中的参数数量建立了一完整的优化流程图,对流程图中的几个关键部分进行详细研究:对因子数量采用动态模糊分段法产生模糊数量段;在模... 核电厂数字化人机界面功能块中的构件数量给操纵员带来了极大负荷并影响人误事件的发生。本文对功能块中的参数数量建立了一完整的优化流程图,对流程图中的几个关键部分进行详细研究:对因子数量采用动态模糊分段法产生模糊数量段;在模糊数量段因子的搜索中,建立了模糊数量段的取中查找提取方法,大幅提高了搜索性能;对人机界面参数量设计了失误亲和率函数。试验结果表明:模糊数量段的取中查找提取方法明显优于顺序查找提取方法,失误亲和率函数具有较好的稳定性、收敛性及灵敏度。 展开更多

关键词 核电厂数字化人机界面 构件数量 取中查找提取方法 失误亲和率函数

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核电数字化控制系统安全综述 被引量：15

13

作者 李江海 黄晓津 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第B09期411-416,共6页

核电站控制系统的数字化和联网化,在提高控制性能、方便操作维护的同时,也带来新的安全漏洞。特别是通用的协议、软件和设备正逐步取代原有的专用系统,这导致系统安全漏洞更容易被利用。而控制系统与现实世界直接相互作用,一旦出现安全... 核电站控制系统的数字化和联网化,在提高控制性能、方便操作维护的同时,也带来新的安全漏洞。特别是通用的协议、软件和设备正逐步取代原有的专用系统,这导致系统安全漏洞更容易被利用。而控制系统与现实世界直接相互作用,一旦出现安全问题,将威胁人身健康和环境安全,破坏关键基础设施,甚至危及国家安全。通过详细评述近年来数起与核电相关的控制系统安全事件,总结归纳控制系统安全的重要意义和难点问题。结合现有的研究成果,分析展望了有学术价值的研究方向。 展开更多

关键词 核电站 数字化控制系统 信息物理系统 信息安全 弹性控制

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一种高精度核电仪控系统AI模块研制 被引量：4

14

作者 黄伟杰 尹宝娟 +1 位作者 张宓 李亮 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1330-1333,1352,共5页

核电厂数字化仪控系统的国产化对于我国的核电发展具有重要意义,针对其中对于模拟量采集模块的技术要求,自行研制出了一款采集精度达到万分之二AI模块,对于输入阻抗、元器件温度漂移、隔离等影响采集精度和稳定度的主要因素进行了原理... 核电厂数字化仪控系统的国产化对于我国的核电发展具有重要意义,针对其中对于模拟量采集模块的技术要求,自行研制出了一款采集精度达到万分之二AI模块,对于输入阻抗、元器件温度漂移、隔离等影响采集精度和稳定度的主要因素进行了原理性分析,阐述了模块的设计思路。长期运行试验结果显示模块的精度、温漂、共模和差模抑制比均达到设计要求.目前该模块已应用于核电厂现场。 展开更多

关键词 核电厂 数字化仪控系统 模拟量采集 高精度

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嵌入式数字化核电建设用多功能逆变焊机 被引量：3

15

作者 王振民 白中启 +1 位作者 孙雨 黄石生 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期146-150,共5页

为提高国产多功能焊机在严酷的核电施工环境下的可靠性和综合使用性能,采用基于ARM(Advanced R ISC Machine)的占先式嵌入式控制系统,结合软开关高频逆变技术,实现逆变焊机的数字化控制和功率器件的绿色化开关,以进一步提高系统的可靠... 为提高国产多功能焊机在严酷的核电施工环境下的可靠性和综合使用性能,采用基于ARM(Advanced R ISC Machine)的占先式嵌入式控制系统,结合软开关高频逆变技术,实现逆变焊机的数字化控制和功率器件的绿色化开关,以进一步提高系统的可靠性和动态响应能力.通过对电源输出特性的优化设计,实现直流/脉冲输出,提高一次引弧成功率,改善引弧及焊接性能,提高焊接质量,最终达到核电工程建设的要求. 展开更多

关键词 核电建设 多功能逆变焊机 软开关 数字化控制 嵌入式系统

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数字化核电厂操纵员监视行为可靠性分析及其应用 被引量：3

16

作者 张力 胡鸿 +3 位作者 李鹏程 易灿南 蒋建军 陈青青 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期921-929,共9页

为了建立数字化核电厂操纵员监视行为可靠性量化模型,在分析电厂数字化主控室设计特征和操纵员监视行为的基础上,结合监视活动过程与规律,将监视行为可靠性划分为屏幕间转移可靠性、屏幕内信息搜索转移可靠性和信息察觉可靠性3部分。基... 为了建立数字化核电厂操纵员监视行为可靠性量化模型,在分析电厂数字化主控室设计特征和操纵员监视行为的基础上,结合监视活动过程与规律,将监视行为可靠性划分为屏幕间转移可靠性、屏幕内信息搜索转移可靠性和信息察觉可靠性3部分。基于Senders的监视理论建立了屏幕间转移可靠性计算模型;基于注意力资源分配理论建立了屏幕内信息搜索转移可靠性计算模型;考虑行为形成因子(PSF)的因果关系,基于贝叶斯网络建立了信息察觉可靠性计算模型,并给出了'误安注'场景下监视可靠性计算应用实例。结果表明,建立的监视行为可靠性模型既能客观地描述操纵员监视过程,又能给出其可靠性量化结果,克服了传统方法的不足,提高了人因可靠性分析的精度,为数字化主控室操纵员监视行为可靠性分析与工程应用提供了理论与技术支持。 展开更多

关键词 数字化核电厂 操纵员 监视 人因可靠性分析 监视行为可靠性

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基于图像熵的数字化核电站人机界面复杂度快速评价 被引量：4

17

作者 贾倩倩 张良驹 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2370-2374,共5页

计算机画面是数字化核电站人机界面的基本组成元素,画面的复杂程度会影响操纵员对核电站情况的掌握。为对单幅画面进行快速有效的复杂度定量评价,本文提出了一种基于图像熵的定量评价方法。首先对画面做图像化处理,并转化为灰度图,然后... 计算机画面是数字化核电站人机界面的基本组成元素,画面的复杂程度会影响操纵员对核电站情况的掌握。为对单幅画面进行快速有效的复杂度定量评价,本文提出了一种基于图像熵的定量评价方法。首先对画面做图像化处理,并转化为灰度图,然后利用图像熵的定义,计算整个画面的熵值,并将其作为画面复杂度的度量。实验结果表明,图像熵作为画面复杂度的定量评价指标,与人工评价结果具有一致性,能反映人对画面复杂度的综合感受。此方法可应用于实际工程设计,特别是在设计初期不具备实验评价和专家评价的条件时,用来对画面进行复杂度测量,可避免画面过度复杂、改善人机交互。 展开更多

关键词 核电站 人机界面 图像熵 定量评价

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核电厂先进主控制室的发展概况与自主设计研究的内容和目标 被引量：1

18

作者 郑明光 张琴舜 +3 位作者 徐济鋆 宁忠和 林志坚 沈增耀 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2000年第4期297-303,共7页

描述了当今世界上核电厂先进主控制室的开发与工程应用的概况如N4 、系统 80 + 、ABWR与APWR等 ,简述了各自的技术路线、达到的技术水平。论述和分析了在将采用数字化控制、保护、显示和操作设备后的我国新一代核电厂的设计中 ,进行先... 描述了当今世界上核电厂先进主控制室的开发与工程应用的概况如N4 、系统 80 + 、ABWR与APWR等 ,简述了各自的技术路线、达到的技术水平。论述和分析了在将采用数字化控制、保护、显示和操作设备后的我国新一代核电厂的设计中 ,进行先进主控制室的自主设计研究的技术背景与技术需求、技术路线、设计研究的内容与目标。 展开更多

关键词 核电厂 先进主控制室 数字化仪表控制 设计 控制技术

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核电厂操纵员的SA模型与失误辨识研究 被引量：2

19

作者 李鹏程 张力 +1 位作者 戴立操 陈青青 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期56-61,共6页

为分析核电厂(NPP)数字化主控室(DMCR)操纵员的情景意识失误(SAE)问题,采用核电厂模拟机试验观察法、操纵员访谈法和认知任务分析法,建立SA模型,并将基于该模型的SAE进行分类。通过核电厂全尺寸模拟机试验,识别DMCR操纵员的主要SAE模式... 为分析核电厂(NPP)数字化主控室(DMCR)操纵员的情景意识失误(SAE)问题,采用核电厂模拟机试验观察法、操纵员访谈法和认知任务分析法,建立SA模型,并将基于该模型的SAE进行分类。通过核电厂全尺寸模拟机试验,识别DMCR操纵员的主要SAE模式及其原因。结果表明:DMCR操纵员SAE主要表现为信息定位丧失、状态解释错误等,主要原因涉及培训、人一机界面设计以及安全文化等方面的问题;基于认知功能的SAE分类全面且具体,有利于找到失误的具体原因。 展开更多

关键词 情境意识失误(SAE) 数字化主控室(DMCR) 影响因素 模拟机试验 核电厂(NPP)

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田湾核电厂数字化反应堆保护系统故障模式与后果分析 被引量：7

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作者 周海翔 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期702-706,共5页

从田湾核电厂数字化反应堆保护系统的结构出发,对数字化保护系统可能出现的故障种类、影响区域和故障后果等进行了详细分析,通过故障模式与后果分析(FMEA)方法,对田湾核电厂数字化反应堆保护系统是否存在设计薄弱环节作出了判断。本工... 从田湾核电厂数字化反应堆保护系统的结构出发,对数字化保护系统可能出现的故障种类、影响区域和故障后果等进行了详细分析,通过故障模式与后果分析(FMEA)方法,对田湾核电厂数字化反应堆保护系统是否存在设计薄弱环节作出了判断。本工作为国内数字化反应堆保护系统设计提供了一些新思路。 展开更多

关键词 数字化反应堆保护系统 故障模式 后果分析 核电厂

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