CN114139403B - 一种基于概率论的事故规程整定值优化方法、装置和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于概率论的事故规程整定值优化方法、装置和设备，方法包括：步骤1，确定允许执行操作的时间窗口；步骤2，将时间窗口按照执行操作进行可用时间划分；步骤3，根据各操作的可用时间获取可用时间影响因子和其他误操作影响因子；步骤4，获得整体操作失误概率；步骤5，对各操作的可用时间进行调整，重复执行步骤3‑步骤4，直到获得的整体操作失误概率最小；步骤6，将所述整体操作失误概率最小值对应的可用时间作为规程整定值输出。本发明采用概率论方法对不同整定值对事故缓解的影响进行定量分析，根据定量分析结果确定最优的参数整定值，可以降低事故后操纵员误操作的概率，提高核电厂安全水平。

Description

一种基于概率论的事故规程整定值优化方法、装置和设备

技术领域

本发明属于核电站事故规程开发及优化技术领域，具体涉及一种基于概率论的事故规程整定值优化方法、装置和设备。

背景技术

事故规程是核电厂发生事故后操纵员应急响应行动的基础，操纵员根据规程中确定的各种仪表参数整定值来执行相应的操作，缓解事故后果。在传统事故规程开发过程中，通常采用确定论的方式开展整定值论证分析，证明整定值满足确定论分析的验收准则。这种方式虽然能够证明根据此整定值执行相应的操作，可以缓解事故后果，满足相关安全要求，但这种方式确定的整定值不一定是最优的。由于确定论分析的结果只有满足和不满足两种，对于不同整定值，如果都满足确定论分析要求，确定论方法难以对不同整定值的优劣开展进一步定量评价。而概率论方法可以对不同整定值开展定量的分析，在满足确定论分析要求的基础上开展进一步分析，为规程整定值的确定和优化提供指导。

发明内容

为了解决现有技术无法对事故规程整定值进行定量化分析，从而导致误操作的问题，本发明提供了一种基于概率论的事故规程整定值优化方法。本发明采用概率论方法对不同整定值对事故缓解的影响进行定量分析，根据定量分析结果确定最优的参数整定值，可以降低事故后操纵员误操作的概率，提高核电厂安全水平。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于概率论的事故规程整定值优化方法，包括

步骤1，根据确定论计算分析方法，确定允许执行操作的时间窗口；

步骤2，根据初始整定值，将时间窗口按照执行操作进行可用时间划分；

步骤3，根据各操作的可用时间获取可用时间影响因子和其他误操作影响因子；

步骤4，根据各操作的影响因子计算得到其对应的失误概率，从而获得整体操作失误概率；

步骤5，对各操作的可用时间进行调整，重复执行步骤3-步骤4，直到获得的整体操作失误概率最小；

步骤6，将所述整体操作失误概率最小值对应的可用时间作为规程整定值输出。

优选的，本发明的步骤3获取的其他误操作影响因子包括操纵员执行操作时面临的压力对误操作的影响影子和操作复杂程度对误操作的影响因子。

优选的，本发明的步骤4采用下式计算单个操作的失误概率P：

式中，P₀为名义失误概率，SF₁、SF₂、SF₃分别为可用时间、压力、复杂程度对操作失误概率的影响因子。

优选的，本发明的步骤4的整体操作失误概率是将所有单个操作的失误概率相乘得到。

优选的，本发明的步骤5采用敏感性分析方法对各操作的可用时间进行调整。

优选的，本发明的名义失误概率P₀取0.001。

第二方面，本发明提出了一种基于概率论的事故规程整定值优化装置，包括：

时间窗口确定单元，用于根据确定论计算分析方法，确定允许执行操作的时间窗口；

可用时间划分单元，用于根据初始整定值，将时间窗口按照执行操作进行可用时间划分；

影响因子获取单元，用于根据各操作的可用时间获取可用时间影响因子以及其他误操作影响因子；

失误概率计算单元，用于根据各操作的影响因子计算得到其对应的失误概率，从而获得整体操作失误概率；

迭代优化单元，用于对各操作的可用时间进行调整，并重新计算整体操作失误概率，直到获得整体操作失误概率的最小值；

输出单元，用于将整体失误概率的最小值对应的可用时间作为规程整定值输出。

优选的，本发明的其他误操作影响因子包括操纵员执行操作时面临的压力对误操作的影响影子和操作复杂程度对误操作的影响因子。

第三方面，本发明提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明所述方法的步骤。

第四方面，本发明提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明所述方法的步骤。

本发明具有如下的优点和有益效果：

本发明针对事故规程中需要在一定时间窗口内先后执行两个操作的情景，利用概率论方法对不同整定值对事故缓解的影响进行定量分析，以总失效概率最小作为优化目标，进行定量筛选、确定最优的参数整定值，降低操纵员误操作的可能性，提高了核电厂安全水平。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明实施例的优化方法流程示意图。

图2为本发明实施例的计算机设备结构示意图。

图3为本发明实施例的优化装置原理框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例提出了一种基于概率论的事故规程整定值优化方法，具体如图1所示，本实施例的优化方法包括：

步骤1，根据确定论计算分析方法，确定允许执行操作的时间窗口。

本实施例的步骤1的具体过程如下：

步骤11，确定事故处理需要满足的准则(例如，燃料温度不超过1204℃)；

步骤12，利用事故分析程序开展敏感性计算，从事故自动信号触发时刻T0开始，不断延迟执行操作的时间；

步骤13，当投入时间为Te时，执行操作后刚好满足事故处理准则，则允许的时间窗口T＝T0-Te。

步骤2，根据初始整定值，将时间窗口按照执行操作进行可用时间划分。

步骤3，根据各操作的可用时间获取可用时间影响因子，并获取操纵员执行操作时面临的压力、操作复杂程度对误操作的影响因子。

本实施例根据下表1获取可用时间、操纵员执行操作时面临的压力、操作复杂程度对误操作的影响因子。

表1

步骤4，根据获取的各操作的影响因子计算得到各操作的失误概率，从而获得整体操作失误概率。

本实施例通过下式计算单个操作的失误概率P：

式中，P₀为名义失误概率，SF₁、SF₂、SF₃分别为可用时间、压力、复杂程度对操作失误的影响因子。

本实施例的整体操作失误概率是将所有单个操作的失误概率相乘得到。

步骤5，对各操作的可用时间进行调整，重复执行步骤3和步骤4，直到获得的整体操作失误概率最小。

本实施例采用敏感性分析方法对整定值(即各操作的可用时间)进行调整，具体如下：

本实施例的敏感性分析过程具体为：

以完成操作A的名义时间Ta作为T1的初始值，以完成操作A、B的名义时间Ta、Tb中的最小值作为时间步长进行敏感性分析，即：

T11＝Ta，T21＝T-T11

T12＝Ta+min(Ta，Tb)，T22＝T-T12

T13＝Ta＝2*min(Ta，Tb)，T23＝T-T13

……

直到T2x小于等于Tb为止。

步骤6，将整体失误概率最小值对应的整定值作为规程整定值输出。

相较于现有的定性分析技术，本实施例通过上述过程实现了事故规程整定值的定量分析，降低了事故后操纵员误操作的概率，能够进一步提高核电厂的安全水平。

本实施例还提出了一种计算机设备，用于执行本实施例的上述方法。

具体如图2所示，计算机设备包括处理器、内存储器和系统总线；内存储器和处理器在内的各种设备组件连接到系统总线上。处理器是一个用来通过计算机系统中基本的算术和逻辑运算来执行计算机程序指令的硬件。内存储器是一个用于临时或永久性存储计算程序或数据(例如，程序状态信息)的物理设备。系统总线可以为以下几种类型的总线结构中的任意一种，包括存储器总线或存储控制器、外设总线和局部总线。处理器和内存储器可以通过系统总线进行数据通信。其中内存储器包括只读存储器(ROM)或闪存(图中未示出)，以及随机存取存储器(RAM)，RAM通常是指加载了操作系统和计算机程序的主存储器。

计算机设备一般包括一个外存储设备。外存储设备可以从多种计算机可读介质中选择，计算机可读介质是指可以通过计算机设备访问的任何可利用的介质，包括移动的和固定的两种介质。例如，计算机可读介质包括但不限于，闪速存储器(微型SD卡)，CD-ROM，数字通用光盘(DVD)或其它光盘存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备，或者可用于存储所需信息并可由计算机设备访问的任何其它介质。

计算机设备可在网络环境中与一个或者多个网络终端进行逻辑连接。网络终端可以是个人电脑、服务器、路由器、智能电话、平板电脑或者其它公共网络节点。计算机设备通过网络接口(局域网LAN接口)与网络终端相连接。局域网(LAN)是指在有限区域内，例如家庭、学校、计算机实验室、或者使用网络媒体的办公楼，互联组成的计算机网络。WiFi和双绞线布线以太网是最常用的构建局域网的两种技术。

应当指出的是，其它包括比计算机设备更多或更少的子系统的计算机系统也能适用于发明。

如上面详细描述的，适用于本实施例的计算机设备能执行基于概率论的事故规程整定值优化方法的指定操作。计算机设备通过处理器运行在计算机可读介质中的软件指令的形式来执行这些操作。这些软件指令可以从存储设备或者通过局域网接口从另一设备读入到存储器中。存储在存储器中的软件指令使得处理器执行上述的群成员信息的处理方法。此外，通过硬件电路或者硬件电路结合软件指令也能同样实现本发明。因此，实现本实施例并不限于任何特定硬件电路和软件的组合。

实施例2

本实施例针对事故规程中需要在一定时间窗口内先后执行两个操作的情景，采用上述实施例1提出的优化方法对该场景的事故规程整定值进行定量分析，规程整定值将允许的时间窗口T分为两部分，第一段时间T1用于执行操作A，如果在T1时间内操作A未能成功执行，则需要执行操作B，操作B允许的时间窗口T2＝T-T1。T1越长，操作A失误的概率P_A越低，但T2就会比较短，导致操作B失误概率P_B较大。为了合理确定整定值、使得整体安全性最优化，即P_A*P_B最小，本实施例根据执行某个操作所需的时间、操纵员执行操作时面临的压力水平、操作本身的复杂程度三个因素对给定时间窗口下执行某一操作的失误概率进行定量计算，然后针对不同的整定值进行敏感性分析，获得P_A*P_B最小时对应的整定值。

具体分析过程如下：

步骤1，根据确定论计算分析，确定允许执行操作A/B的时间窗口T。

步骤2，确定一个初始整定值，将时间窗口T分为T1、T2，T1用于执行操作A，T2用于执行操作B。

步骤3，确定可用时间、操纵员执行操作时面临的压力、操作复杂程度对误操作的影响因子。

步骤4，通过下式计算操作A失误概率：

通过下式计算操作B的失误概率：

从而得到整体失误概率：

P_T＝P_A×P_B其中，本实施例的名义失误概率可取0.001，SF_A1、SF_A2、SF_A3为可用时间、压力、复杂程度对操作A失误概率的影响因子，SF_B1、SF_B2、SF_B3为可用时间、压力、复杂程度对操作B失误概率的影响因子。

步骤5，对整定值进行敏感性分析，获得不同的T1和T2取值，重复执行步骤3-步骤4，直到得到整体失误概率P_T最小。

步骤6，将整体失误概率P_T的最小值对应的整定值作为规程整定值，从而使得整体操作失误概率最小，即降低了误操作的概率，提高了核电厂的安全水平。

实施例3

本实施例提出了一种基于概率论的事故规程整定值优化装置，如图3所示，本实施例的装置包括：

时间窗口确定单元10，用于根据确定论计算分析方法，确定允许执行操作的时间窗口。

可用时间划分单元11，用于根据初始整定值，将时间窗口按照执行操作进行可用时间划分。

影响因子获取单元12，用于根据各操作的可用时间获取可用时间影响因子，并获取操纵员执行操作时面临的压力、操作复杂程度对误操作的影响因子。

失误概率计算单元13，用于根据各操作的影响因子计算得到其对应的失误概率，从而获得整体操作失误概率。

迭代优化单元14，用于对各操作的可用时间进行调整，并重新计算整体操作失误概率，直到获得整体操作失误概率的最小值。

输出单元15，用于将整体失误概率的最小值对应的可用时间作为规程整定值输出。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于概率论的事故规程整定值优化方法，其特征在于，包括：

步骤1，根据确定论计算分析方法，确定允许执行操作的时间窗口；

步骤2，根据初始整定值，将时间窗口按照执行操作进行可用时间划分；

步骤3，根据各操作的可用时间获取可用时间影响因子和其他误操作影响因子；

步骤4，根据各操作的影响因子计算得到其对应的失误概率，从而获得整体操作失误概率；所述步骤4采用下式计算单个操作的失误概率P：

式中，P₀为名义失误概率，SF₁、SF₂、SF₃分别为可用时间、压力、复杂程度对操作失误概率的影响因子；

步骤5，对各操作的可用时间进行调整，重复执行步骤3-步骤4，直到获得的整体操作失误概率最小；

步骤6，将所述整体操作失误概率最小值对应的可用时间作为规程整定值输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于概率论的事故规程整定值优化方法，其特征在于，所述步骤3获取的其他误操作影响因子包括操纵员执行操作时面临的压力对误操作的影响影子和操作复杂程度对误操作的影响因子。

3.根据权利要求1所述的一种基于概率论的事故规程整定值优化方法，其特征在于，所述步骤4的整体操作失误概率是将所有单个操作的失误概率相乘得到。

4.根据权利要求1所述的一种基于概率论的事故规程整定值优化方法，其特征在于，所述步骤5采用敏感性分析方法对各操作的可用时间进行调整。

5.根据权利要求1所述的一种基于概率论的事故规程整定值优化方法，其特征在于，所述名义失误概率P₀取0.001。

6.一种基于概率论的事故规程整定值优化装置，其特征在于，包括：

时间窗口确定单元，用于根据确定论计算分析方法，确定允许执行操作的时间窗口；

可用时间划分单元，用于根据初始整定值，将时间窗口按照执行操作进行可用时间划分；

影响因子获取单元，用于根据各操作的可用时间获取可用时间影响因子以及其他误操作影响因子；

失误概率计算单元，用于根据各操作的影响因子计算得到其对应的失误概率，从而获得整体操作失误概率；所述失误概率计算单元采用下式计算单个操作的失误概率P：

式中，P₀为名义失误概率，SF₁、SF₂、SF₃分别为可用时间、压力、复杂程度对操作失误概率的影响因子；

迭代优化单元，用于对各操作的可用时间进行调整，并重新计算整体操作失误概率，直到获得整体操作失误概率的最小值；

输出单元，用于将整体失误概率的最小值对应的可用时间作为规程整定值输出。

7.根据权利要求6所述的一种基于概率论的事故规程整定值优化装置，其特征在于，所述其他误操作影响因子包括操纵员执行操作时面临的压力对误操作的影响影子和操作复杂程度对误操作的影响因子。

8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。