基于故障树和规则推理的核电站决策支持系统

作     者：胡敬阔 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：冷杉;卫丽峰

授予年度：2017年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：核电站 安全 故障树分析法 计算机化规程 推理机 决策支持系统 

摘      要：我国火力发电比例很高,随着环境压力越来越大以及煤炭资源逐渐枯竭,迫切需要优化当前以煤炭为主的能源结构。核电是一种高能量密度、技术成熟的清洁能源,相比太阳能发电和风力发电,核电更容易被电网吸纳,对提升我国清洁能源消费比例具有重要意义。但是核电事故对周围环境的危害极大,因此安全对核电至关重要,大部分核电事故是由运行人员的操作失误造成的。本文为运行人员研发决策支持系统,帮助运行人员迅速掌握核电站运行状态,并为其事故处置提供决策支持。分析核电站专设安全系统各个子系统的失效模式,用静态故障树分析法对可通过事件组合描述的失效建模,用动态故障树分析法对含有动态关系的失效建模。通过模块分析法求解含有动态逻辑门的故障树,将动态逻辑门视作单独的模块,用马尔可夫模型求解动态逻辑门的失效特性参数,然后将整个故障树当做静态故障树处理,应用最小割集法对其进行定性分析和定量分析。将故障树分析法应用于核电站运行状态,识别运行过程中存在的危险部件。开发故障树模块库和建模平台,在故障树建模平台上拖拽故障树模块库中的模块建造故障树模型,建模平台根据核电站实时运行数据对所建造的故障树模型进行定性分析和定量分析,并将分析结果存储到数据库中,实时反映核电站失效特性。开发决策支持系统,通过数据库实现与故障树建模平台的交互,运行人员可以通过浏览决策支持系统前端界面掌握核电站的安全状态。为运行人员事故处置提供决策支持,开发计算机化规程,通过基于规则的推理机制实现故障树模型、计算机化规程、运行数据、运行监测界面的关联,运行人员通过故障树模型识别危险部件后,可以迅速定位到相关指导规程,并在事故处置过程中实时监测相关运行数据和运行界面,掌握核电站的运行状态。本文以故障树模型和计算机化规程为基础,并辅以运行数据和运行界面监测,为运行人员提供系统故障诊断、事故处置指导以及系统运行监测等信息,符合运行人员工作过程中的思维过程,为其提供全面的信息支持,提高核电站的安全性和稳定性。