采用人工神经网络的基于征兆的核电厂运行诊断系统

核电厂运行过程中有许多瞬态过程，装置失灵、处理系统故障和安全系统失效都可能引起瞬态过程。这些瞬态过程可能导致电厂进入非期望的异常状态。如果电厂处于非期望状态(一般称为始发事件)，操纵员必须执行诊断和纠正措施，但是操纵员的反应可能太慢而不能减轻故障的不利影响。而本论文的目的是开发一种基于人工神经网络的操纵员支持系统，这个系统将辅助操纵员在始发事件的发展初期将其识别出来。电厂异常情况可通过处理仪表的读数来诊断和识别。基于征兆的诊断系统用于识别始发事件。该系统对始发事件的识别是通过使用弹性反传算法(Resilient Back Propagation Neural Network Algorithm)来实现。一旦识别出始发事件，系统将显示始发事件类型和必要的操纵员规程，还显示相关参数的趋势曲线。目前该系统能够识别Narora核电站的8个始发事件。本文将以一个始发事件为例，说明该诊断系统的特征。     

核电厂操纵员认知行为失误分析

核电厂是一个集机械、电子、自动控制的复杂人机系统,它要求操纵员具有良好的认知能力,能够进行正确的分析和操作。文章对操纵员在核电厂事故状态下的认知行为进行探讨。将认知行为过程分为5个阶段,并应用认知行为模型对操纵员认知过程中的失误情况进行了分析,得到操纵员发生认知失误的阶段和根源,从而为核电厂设备的人机界面设计和操纵员的培训与评价提供相应的依据。     

核电厂操纵员心理选拔系统研究

核电厂操纵员心理选拔系统研究是职业适宜性研究的一个重要方面．,通过研究找出核电厂操纵员应具有的心理胜任特质,并据此选拔适合的人员．对提高核电厂的安全性和可靠性具有重要意义。本文在分析核电厂操纵员工作和任务特点基础上．找出操纵员的工作行为特点。参考其他危险职业领域人员心理选拔的研究成果,将这些工作行为特点、重要的行为影响因素与特定的心理评价维度相对应,从认知能力、人格特质、心理健康等3个方面给出了操纵员心理选拔系统所需要的21个维度．并提出各个维度的测量方法。     

核电厂数字化人-机界面监视转移路径预测方法及其应用

核电厂操纵员在监视核电厂数字化人-机界面参数信息时,某些时刻难以判断下一个最可能的监视目标,从而导致监视延迟或转移失误的情况。为更好研监视路径预测问题,提出基于马尔可夫过程的监视过程预测路径规划方法,包括监视过程预测路径模型、监视过程预测路径规划算法、转移路径成功率算法。基于提出的方法,对核电厂蒸汽发生器传热管破裂事故操纵员监视转移行为进行分析,以数字化人-机界面作为t时刻监视任务的信息源节点,可以准确预测到下一个监视目标的转移路径,提高操纵员监视绩效并成功地降低监视失误风险。     

核电厂虚拟控制系统报警软件设计

通过对核电厂数字化仪控系统Ovation报警功能进行分析,设计专门用于虚拟控制系统的报警软件。软件以虚拟分散处理单元(DPU)运行服务器中控制功能模块运算结果作为报警触发源,利用套接字通信模式实现报警信息的传输,以Active X控件实现报警显示画面的实时交互。该虚拟控制系统报警软件可仿真模拟核电厂Ovation报警系统的主要功能,为核电厂操纵员培训和提高处理故障能力提供有力支持。     

核电厂先进测量控制系统发展：ADIOS和ASICS

文章中讨论了两个系统：自动启动智能控制系统(ASICS)，它自动地控制压水堆核电厂从冷停堆到反应堆功率的5％；警报与综合诊断操纵员支持系统(ADIOS)，它把报警过程值和诊断信息集成到一个进行警报处理的专家系统中。根据核电厂启动操作的常规规程，核电厂是手动控制从冷态到5％功率的.在核电厂和其它电厂中，检查异常主要利用的资源是警报信息。传统的硬件报警系统以单传感器单指示器为特点。这将使控制室中的操纵员在面对纷至沓来的警报的瞬间产生思维混乱、设计自动启动智能控制系统(ASICS)和警报与综合诊断操纵员支持系统(ADIOS)以减轻操纵员的负担。计算机软、硬件和信息处理技术的发展，给核电厂和有相关过程的电厂的控制系统与报警系统的改善提供了一个好的机会。对于像ASICS和ADIOS这样以计算机技术或以软件技术为基础的系统来说，测试与评价它们的功能和性能是非常必要的ASICS和ADIOS的功能和性能的评价是在实时功能测试装置上进行的。结果表明：开发的系统对于运行和操纵员的支持是有效的。     

核电厂操纵员健康状况的审查

身体健康是核电厂操纵员应具备的资质之一,也是其获得并持有国家核安全局颁发的核电厂操纵员或高级操纵员执照的基本条件。本文依据核安全法规对操纵员健康状况所提出的要求,结合最近几年发布的法律法规,特别是相关国家标准,阐述了对健康状况的审查思路、重要内容和相关准则。     

利用核电厂模拟器进行操纵员可靠性研究

为提高核电厂运动可靠性,需要对核电厂操纵员进行可靠性研究。本文结合我国核电厂操纵员可靠性研究的状况,并参考国际上流行的核电厂操纵员可靠性研究方法,利用两参数威布尔分布的理论在核电厂模拟器上对我国核电厂操纵员进行认知可靠性研究,将该方法得到的结果与其他理论模型的结果进行了比较和讨论,得到了一致的认知。本文的研究方法可为真实核电厂运行提供参考。     

基于模糊距离的核电厂瞬态分段识别方法

近年来发展的核电厂瞬态识别技术,可为操纵员提供处于发展阶段的故障信息,有助于了解核电厂状态并及时采取相应的操作动作,保证核电厂的安全运行。将瞬态过程曲线分为两段,前段利用聚类方法用于快速识别,后段利用提取的瞬态过程的特征进行更准确的识别。利用待识别瞬态与参考瞬态间的模糊距离描述二者的相近程度,可以消除噪声等扰动的影响,并得到更符合认知习惯的结果。利用高温气冷堆核电厂仿真机的故障数据验证瞬态识别方法的有效性。     

核电厂操纵员职业适宜性研究

文章涉及核电厂操纵员的工作任务分析和核电厂事故中相关人误分析的结果。从人机工程学原理出发，提出了包括认知、人格特质、心理健康三个方面的核电厂操纵员职业适宜性心理测评系统，并讨论了该系统的应用方式以及重要性。     

基于复合人工神经网络的核电站实时故障诊断方法研究

针对核电站运行时故障或事故状态的在线实时判定,提出了一种基于复合人工神经网络的故障诊断和事故判定方法.其基本思想是:首先应用BP网络对事故进行成组快速诊断,而后应用RBF网络对BP网络的诊断结果进行区分和检验.利用核电站正常状态和多种事故状态下各故障特征参数输出的仿真计算结果,对所提出的方法进行了检验.结果表明,通过BP网络和RBF网络的优势互补,不仅能对学习过的故障进行快速、正确的诊断,对不同工况下的故障以及未定义的新故障也能够有效地识别.该方法采用的是随时间序列输出诊断结果及其可信度的方式,操纵员容易接受推理结果.     

核电厂操纵员认知模型研究

本工作涉及中国核电厂操纵员可靠性研究的认知模型。采用核电厂模拟机作为研究平台，以核电厂操纵员事故不响应概率两参数威布尔分布拟合在核电厂模拟机上获取的有关核电厂6个事故序列的实验数据，得到了中国核电厂操纵员对事故的响应时间及其它分布参数。该研究结果可推广应用于我国核电厂操纵员的能力评价，对核电厂安全运行具有一定意义。     

Application of thermal comfort theory in probabilistic safety assessment of a nuclear power plant

Human factor errors in probabilistic safety assessment(PSA) of a nuclear power plant(NPP) can be prevented using thermal comfort analysis.In this paper,the THERP+HCR model is modified by using PMV (Predicted Mean Vote) and PPD(Predicted Percentage Dissatisfied) index system,so as to obtain the operator cognitive reliability,and to reflect and analyze human perception,thermal comfort status,and cognitive ability in a specific NPP environment.The mechanism of human factors in the PSA is analyzed by operators of skill,rule and knowledge types.The THERP+HCR model modified by thermal comfort theory can reflect the conditions in actual environment,and optimize reliability analysis of human factors.Improving human thermal comfort for different types of operators reduces adverse factors due to human errors,and provides a safe and optimum decision-making for NPPs.     

灰色理论在操纵员管理中的应用

科学合理的操纵员管理是核安全的基础,也是核电厂人力资源管理的发展要求。尤其在三哩岛事故发生之后,操纵员管理更加受到重视。科学合理的操纵员管理的前提和基础是操纵员基本行为参数的预测和决策。灰色理论恰好解决了现行操纵员管理预测和决策中所遇到的困境。整个管理过程分为两步：首先,通过以往的操纵员行为参数的记录,建立灰色预测模型,对其今后行为进行预测;然后,使用灰色决策对其进行决策。计算结果对操纵员管理有一定的指导意义,也为操纵员提高自身素质指明了方向。灰色理论方法为今后操纵员管理提供了新的思路和方法。     

核电厂操纵员态势感知方法研究

通过对人员进行心理培训和在操纵室中搭建数字化信息模型,可以减少操纵员的人为差错,从而有效的防止事故的发生.基于这些年来国内外对人因失误展开的研究,提出在影响人员操作方面存在的问题,如操纵人员的感知错误、信息呈现方式复杂、报警装置失效,信息传递失效等.并对此类问题给出相应解决方法:不同信息呈现方式获取操纵员的态势感知变化...     

基于顺序控制技术的反应堆自动启动系统

在深入分析反应堆启动过程各项技术操作的基础上,提出利用顺序控制技术实现反应堆自动启动的构想.对基于顺序控制技术的反应堆自动启动系统的设计思路、层次结构、系统组成和系统设计的关键技术进行了研究,并初步进行了系统设计.所设计的顺序控制系统能够实现反应堆的自动启动,减轻运行人员工作负担,从而提高了反应堆启动运行的安全性和经济性.     

Identification of nuclear power plant transients using the Particle Swarm Optimization algorithm

In order to help nuclear power plant operator reduce his cognitive load and increase his available time to maintain the plant operating in a safe condition, transient identification systems have been devised to help operators identify possible plant transients and take fast and right corrective actions in due time. In the design of classification systems for identification of nuclear power plants transients, several artificial intelligence techniques, involving expert systems, neuro-fuzzy and genetic algorithms have been used. In this work we explore the ability of the Particle Swarm Optimization algorithm (PSO) as a tool for optimizing a distance-based discrimination transient classification method, giving also an innovative solution for searching the best set of prototypes for identification of transients. The Particle Swarm Optimization algorithm was successfully applied to the optimization of a nuclear power plant transient identification problem. Comparing the PSO to similar methods found in literature it has shown better results.     

利用可信性模糊回归模型研究核电厂操纵员事故响应时

利用模糊数学中的模糊数概念,采用可信性模糊回归模型研究核电厂操纵员的事故响应.对影响操纵员事故响应时间的绩效形成因子PSF进行了定量化的分析,得到了核电厂操纵员事故响应时间的可信性模糊回归模型定量计算公式.对所得到的结论进行了相应的分析,说明了在小样本情况下所采用研究方法的正确性.研究方法不仅对核电厂的安全运行可以提供相应的参考借鉴而且可以推广到其他研究领域.     

Integrated software safety analysis method for digital I&C systems

The digitalized Instrumentation and Control (I&C) system of Nuclear power plants can provide more powerful overall operation capability, and user friendly man-machine interface. The operator can obtain more information through digital I&C system. However, while I&C system being digitalized, three issues are encountered: (1) software common-cause failure, (2) the interaction failure between operator and digital instrumentation and control system interface, and (3) the non-detectability of software failure. These failures might defeat defense echelons, and make the Diversity and Defense-in-Depth (D3) analysis be more difficult. This work developed an integrated methodology to evaluate nuclear power plant safety effect by interactions between operator and digital I&C system, and then propose improvement recommendations. This integrated methodology includes component-level software fault tree, system-level sequence-tree method and nuclear power plant computer simulation analysis. Software fault tree can clarify the software failure structure in digital I&C systems. Sequence-tree method can identify the interaction process and relationship among operator and I&C systems in each D3 echelon in a design basis event. Nuclear power plant computer simulation analysis method can further analyze the available backup facilities and allowable manual action duration for the operator when the digital I&C fail to function. Applying this methodology to evaluate the performance of digital nuclear power plant D3 design, could promote the nuclear power plant operation safety. The operator can then trust the nuclear power plant than before, when operating the highly automatic digital I&C facilities.     

核电厂操纵员心理特质分析及评价研究

基于国内外有关心理特质定量研究 ,提出了一套完整的程序和方法 ,来获取核电厂操纵员全面的心理特质定量数据及利用这些定量数据来评价操纵员的行为。利用此程序和方法 ,对我国核电厂操纵员的心理特质和行为评价进行了初步研究 ,研究结果显示了利用心理特质定量数据进行操纵员行为评价的可行性和重要性