[发明专利]混合现实核电站仿真和分析系统

权利要求书

1.一种混合现实核电站仿真和分析系统，包括核电站模拟机、核电站主控制室、接口与分析系统、智能在线监测模块及混合现实模型，其特征在于，

所述核电站模拟机与所述接口与分析系统采用双向实时数据通信，以提供共享内存以及数据通讯方式实现数据交互，数据存储通过文件方式进行存储，用于建立物理模型，反映核岛及常规岛的热工水力特性，模拟实际操作和工况下的核电站运行状况及具体参数，并且接收所述混合现实模型提供的操控指令信息；所述核电站主控制室与接口与分析系统采用单向实时数据通信，用于提供核电站DCS运行历史数据服务器中保存的核电站实时运行/状态参数；所述系统可实现电站仿真模式和电站运行模式的切换；

所述接口与分析系统，包括数据接口、核电站数据处理模块、混合现实数据处理模块和概率安全分析模块，所述数据接口用于与所述核电站模拟机、核电站主控制室、智能在线监测及混合现实模型进行数据交互；所述核电站数据处理模块用于将接收的数据进行加工、解码及转换；所述混合现实数据处理模块用于同步、读取及存储所述核电站数据处理模块和所述混合现实模型的数据；所述概率安全分析模块评估核电站的失效概率，分析结果传输至所述混合现实模型，所述概率安全分析模块具体应用过程如下：

熟悉对象系统；定义顶事件；确定系统控制变量的区间划分；失效设备及其状态的选取；确定区间转移概率；确定系统设备状态转移概率；分析计算结果；根据计算结果，找出最易发生故障的组件和时间点并提出相应的改进措施；提出改进措施之后，再次计算系统故障概率，分析最新结果是否满足要求，若不满足要求，则继续改进；

所述智能在线监测模块包括数据分类模块、数据学习模块、模型检测模块及数据监测模块，其中，所述数据分类模块用于判断变量类型，所述变量类型包括冗余变量、单变量或多变量，所述冗余变量的学习方法为主成分分析方法，所述单变量的学习方法为自我回归模型方法，所述多变量的学习方法为支持向量机或多元状态评估方法或神经网络方法；所述数据学习模块根据变量类型选择学习算法建立相应数学模型；所述模型检测模块采用仿真/测试分析方法检测模型是否更新；所述数据监测模块通过变量估计、残差检验进行故障报警；

所述混合现实模型包括三维模型及三维全息用户界面，所述三维全息用户界面显示所述三维模型及核电站运行/设备参数和数据图表，并接收操作员输入的操作指令，所述三维模型包括核电站主控制室的盘台、计算机操作站、核电站设备及厂房，所述三维模型通过三维扫描的方式进行建模。

2.根据权利要求1所述的混合现实核电站仿真和分析系统，其特征在于：所述数据接口包括模拟机数据接口、主控室数据接口、监测模块数据接口和模型数据接口，所述模拟机数据接口与所述核电站模拟机进行数据交互，所述主控室数据接口与所述核电站DCS运行历史数据服务器进行数据交互，所述监测模块数据接口与所述智能在线监测模块进行数据交互，所述模型数据接口与所述混合现实模型进行数据交互。

3.根据权利要求1所述的混合现实核电站仿真和分析系统，其特征在于：所述模拟机数据接口与所述主控室数据接口在同一时间点有且仅有一个接口进行数据交互，当所述模拟机数据接口进行数据交互时，所述系统处于电站仿真模式；当所述主控室数据接口进行数据交互时，所述系统处于电站运行模式。

4.根据权利要求1所述的混合现实核电站仿真和分析系统，其特征在于：所述核电站数据处理模块包括数据请求与回应模块、数据加工与转换模块和实时数据库，所述数据加工与转换模块用于将接收的数据进行加工、解码及转换，所述实时数据库用于存储加工后的数据，并用于为所述数据请求与回应模块提供数据缓存，加快数据传输。

5.根据权利要求4所述的混合现实核电站仿真和分析系统，其特征在于：包括N个所述核电站数据处理模块，其中N≥1。

6.根据权利要求5所述的混合现实核电站仿真和分析系统，其特征在于：所述混合现实数据处理模块包括混合现实数据库和数据同步模块，所述数据同步模块用于同步所述实时数据库和混合现实数据库的数据，所述混合现实数据库用于自动读取和存储来自所述核电站模拟机和核电站主控制室的数据，追溯历史数据并进行分析。