摘要:為高質(zhì)量完成核電站工程移交后的消缺工作,保障核電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行,文章設(shè)計(jì)了核電站遺留項(xiàng)管理信息系統(tǒng)。信息系統(tǒng)PC端基于瀏覽器/服務(wù)器(Browser/Server,B/S)模式,采用C#語言、Ajax技術(shù)和WEB前端框架開發(fā)。用戶可通過主流的桌面瀏覽器訪問信息化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)工作票管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)?;贖TML5技術(shù),本設(shè)計(jì)開發(fā)了移動端釘釘小程序,用戶可以通過手機(jī)進(jìn)行作業(yè),在工作現(xiàn)場和辦公區(qū)域?qū)ぷ髌边M(jìn)行快速掃描識別和處理。
關(guān)鍵詞:核電站;工程遺留項(xiàng);信息化系統(tǒng);B/S模式
中圖分類號:TP392文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
0 引言
核電站各項(xiàng)目在機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行后,均剩有工程遺留項(xiàng)需繼續(xù)處理,工程遺留項(xiàng)包括3種類別,即臨時(shí)驗(yàn)收(Provisional Acceptance Certificate,PAC)遺留項(xiàng)、生產(chǎn)工程聯(lián)系單(Design Change Link Sheet,DCL)和質(zhì)保期設(shè)計(jì)變更改造(Design Change Key in-Warranty Period,DCK)。由于機(jī)組商運(yùn)后缺陷處理窗口變少、工程方消缺資源減少等原因,工程遺留項(xiàng)的處理周期相對較長,一般會持續(xù)到機(jī)組的第二輪大修結(jié)束后甚至更長,單臺機(jī)組工程遺留項(xiàng)的最長處理周期達(dá)3年以上。
3類工程遺留項(xiàng)流程相對獨(dú)立,均不具備數(shù)據(jù)分類統(tǒng)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)反饋標(biāo)識及與生產(chǎn)方信息系統(tǒng)接口的功能,無法自動對工程遺留項(xiàng)、工作票和工作包進(jìn)行關(guān)聯(lián)性梳理,需要依靠人工建立電子表格進(jìn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。為解決該問題,本文開展兩方面的研究:(1)基于B/S架構(gòu)設(shè)計(jì)[1]開發(fā)了一套工程遺留項(xiàng)管理信息系統(tǒng),將現(xiàn)有各類工程遺留項(xiàng)流程數(shù)據(jù)整合其中,并與生產(chǎn)方相關(guān)系統(tǒng)有效接口,可對遺留項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合統(tǒng)計(jì)和集中管理。數(shù)據(jù)之間高效關(guān)聯(lián)和同步,實(shí)現(xiàn)自動化、多樣化的信息統(tǒng)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)反饋梳理功能,能夠有效提升工程遺留項(xiàng)處理效率和質(zhì)量,節(jié)省工程遺留項(xiàng)處理的人力投入和管理成本。(2)基于HTML 5技術(shù)[2],開發(fā)了手機(jī)移動端釘釘小程序,利用圖像識別二維碼技術(shù),掃描識別作業(yè)工作票,并對工作票狀態(tài)進(jìn)行快速更新。
1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.1 設(shè)計(jì)原則
系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)原則遵守:
(1)高性能。提高整體處理能力,加快請求處理過程,減輕數(shù)據(jù)庫負(fù)載壓力。
(2)高可用性。7×24 h可用,服務(wù)器采用主、副站點(diǎn)方式部署,進(jìn)行高可用的配置。系統(tǒng)設(shè)計(jì)有較強(qiáng)的防錯、抗錯以及糾錯能力,以保證數(shù)據(jù)在傳遞過程中的完整性和正確性。
(3)安全性。滿足對數(shù)據(jù)安全保密要求。系統(tǒng)具備周密和細(xì)致的數(shù)據(jù)權(quán)限控制機(jī)制,既能確保數(shù)據(jù)的安全,又不影響數(shù)據(jù)的共享。
(4)可伸縮。允許向應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器環(huán)境中增加新的服務(wù)器,緩解不斷上升的用戶并發(fā)訪問壓力和不斷增長的數(shù)據(jù)存儲需求。
(5)可擴(kuò)展。高內(nèi)聚、低耦合,將業(yè)務(wù)與可復(fù)用服務(wù)分離。系統(tǒng)能夠方便地接入新下位控制器或與其他系統(tǒng)掛接。
(6)易管理和易維護(hù):網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有良好的可管理性,系統(tǒng)應(yīng)具有檢測、故障診斷、故障隔離、過濾設(shè)置等功能,以便于系統(tǒng)的管理和維護(hù)。
(7)可重用。系統(tǒng)通過接口方式提供服務(wù),實(shí)現(xiàn)與多系統(tǒng)對接。系統(tǒng)接口采用JSON格式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞,在開發(fā)測試過程中可對接口進(jìn)行測試。
(8)開放性。底層系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、通信協(xié)議采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),可以接入第三方系統(tǒng)。
(9)可移植。采用通用和跨平臺技術(shù)。
1.2 功能劃分
工作人員需要通過PC機(jī)和移動手機(jī)實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的訪問和功能處理。為達(dá)到最佳功能,系統(tǒng)按照PC端和移動端進(jìn)行功能劃分。
(1)PC端主要實(shí)現(xiàn)PAC、DCL、DCK數(shù)據(jù)信息的整合、關(guān)聯(lián)、跟蹤、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、圖表導(dǎo)出功能,以及新增經(jīng)驗(yàn)反饋等自定義字段功能[3]。功能分為“PAC/FAC 遺留項(xiàng)綜合查詢”和“PAC/FAC統(tǒng)計(jì)報(bào)表”兩大部分。遺留項(xiàng)綜合查詢主要作用是查詢和編輯工作票,功能包括PAC/FAC查詢、遺留項(xiàng)編輯、遺留項(xiàng)查看、PAC轉(zhuǎn)FAC和遺留項(xiàng)導(dǎo)出等。統(tǒng)計(jì)報(bào)表主要作用是統(tǒng)計(jì)和分析作業(yè)情況,功能包括總體統(tǒng)計(jì)、按周期統(tǒng)計(jì)、按類別統(tǒng)計(jì)、按部門統(tǒng)計(jì)和按工作包統(tǒng)計(jì)等。PC端模塊功能劃分如圖1所示。
(2)移動端主要實(shí)現(xiàn)記錄和跟蹤遺留項(xiàng)對應(yīng)工作包流轉(zhuǎn)過程和狀態(tài)。功能分為“掃一掃”“狀態(tài)處理”和“歷史掃描處理記錄”。掃一掃是基于圖像識別技術(shù),通過掃描工作票二維碼查詢信息并進(jìn)行狀態(tài)更新。移動端模塊功能劃分如圖2所示。
1.3 層次模式
系統(tǒng)按層次進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì),對各項(xiàng)功能進(jìn)行解耦開發(fā),以提高系統(tǒng)的可用性和可移植性。系統(tǒng)層次模型如圖3所示,分為4層。
(1)數(shù)據(jù)層。信息化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)是核心,主要功能圍繞數(shù)據(jù)處理來開展。數(shù)據(jù)源來自IMS(項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)的總稱)數(shù)據(jù)庫、人員衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(用戶信息的認(rèn)證)和分布式文件系統(tǒng)(文件存儲)。
(2)基礎(chǔ)框架層。該層將主要業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行封裝,規(guī)范信息化系統(tǒng)的開發(fā)。SUFramework為自主開發(fā)的基礎(chǔ)操作框架,包括數(shù)據(jù)訪問、用戶管理、計(jì)算和資源管理功能;Workflow為工作流引擎,具備低代碼工作流構(gòu)建功能;定時(shí)任務(wù)用于信息化系統(tǒng)的維護(hù)和定期工作處理。
(3)業(yè)務(wù)邏輯層。業(yè)務(wù)核心處理層是功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵部分。根據(jù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求,它包括工作票管理、調(diào)試安全管理、調(diào)試移動管理和調(diào)試管理4個(gè)部分。
(4)UI展示層。UI界面采用現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì),簡單易用,便于學(xué)習(xí)。PC端基于ASP.NET頁面技術(shù),使用瀏覽器進(jìn)行訪問。移動端基于釘釘小程序。技術(shù)簇包括C#、.net Core、HTML、JavaScript、AJAX、Taro和CSS等。
2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
2.1 硬件系統(tǒng)
硬件系統(tǒng)兼容現(xiàn)有系統(tǒng),總體分為服務(wù)器機(jī)群、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和客戶端3個(gè)部分。服務(wù)器機(jī)群為滿足可伸縮性和可靠性要求,采用分布式設(shè)計(jì)按功能分為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB服務(wù)器和FTP服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基于高安全性企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)??蛻舳藶榫邆湓L問企業(yè)網(wǎng)絡(luò)權(quán)限的辦公電腦。硬件系統(tǒng)框架如圖4所示。
采用高性能的服務(wù)器,提高整體處理能力,加快請求處理過程,減輕數(shù)據(jù)庫負(fù)載壓力??缮炜s,允許向應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器環(huán)境中增加新的服務(wù)器,緩解不斷上升的用戶并發(fā)訪問壓力和不斷增長的數(shù)據(jù)存儲需求。
移動端硬件分為互聯(lián)網(wǎng)開放區(qū)、阿里云/釘釘接入?yún)^(qū)、防火墻、DMZ正/反向代理服務(wù)區(qū)、內(nèi)網(wǎng)應(yīng)用區(qū)、內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)區(qū),滿足內(nèi)外網(wǎng)通信安全要求。移動端系統(tǒng)硬件框架如圖5所示。
2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
系統(tǒng)基于開源關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行開發(fā)。數(shù)據(jù)庫中建立表格“DCL/DCK信息主表”“經(jīng)驗(yàn)反饋信息表”“操作日志表”“工單與主表關(guān)聯(lián)信息表”“進(jìn)度信息表”“工單信息表”和“掃碼記錄表”。
根據(jù)查詢的需求,本設(shè)計(jì)創(chuàng)建了“DCL/DCK查詢主表視圖”“PAC查詢主表視圖”和“DCL/DCK查詢審查意見表視圖”。數(shù)據(jù)庫表格的結(jié)構(gòu)如圖6所示。表格之間通過關(guān)鍵字段進(jìn)行關(guān)聯(lián),同時(shí)考慮字段數(shù)量和業(yè)務(wù)邏輯的耦合關(guān)系。
2.3 文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
信息化系統(tǒng)需要上傳大量的掃描件和照片,為應(yīng)對大量小容量文件存儲需求,采用分布式文件系統(tǒng)。分布式文件系統(tǒng)與傳統(tǒng)文件系統(tǒng)相比,將文件系統(tǒng)抽象化,分別存儲在不同的文檔服務(wù)器上,具有可擴(kuò)展、高可用性、低成本和彈性存儲等優(yōu)點(diǎn)。
2.4 功能設(shè)計(jì)
遺留項(xiàng)智能管理模塊實(shí)現(xiàn)功能如下:
(1)當(dāng)前責(zé)任人登錄該模塊默認(rèn)查詢列表中展示DCL/DCK的數(shù)據(jù)信息。
(2)針對列表中的每條記錄可以進(jìn)行編輯、查看和導(dǎo)出。
(3)PAC記錄可以轉(zhuǎn)換為FAC記錄。
(4)編輯界面中可以分別針對工單號、經(jīng)驗(yàn)反饋和進(jìn)展跟蹤進(jìn)行獨(dú)立子模塊的管理。
(5)實(shí)現(xiàn)自動化、多樣化和可定制化的圖形表格數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能。
(6)可實(shí)時(shí)顯示DCL/DCK 的多維度圖形表格數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。
移動App端模塊實(shí)現(xiàn)功能如下:
(1)通過打開顯示“掃一掃”模塊,獲取工單號編碼后,選擇所需對應(yīng)的工作包狀態(tài)提交,將狀態(tài)回寫到數(shù)據(jù)庫表格中。
(2)查看歷史掃碼處理記錄。
2.5 統(tǒng)計(jì)報(bào)表
信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)完善的統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能,輔助工程師進(jìn)行智能分析,報(bào)表功能如下。
(1)總體統(tǒng)計(jì):工程師選擇類型按照總體統(tǒng)計(jì)類查看遺留項(xiàng)數(shù)據(jù)展示。顯示字段包括類別、總量、未清楚、已清楚、清除率。
(2)周期統(tǒng)計(jì):工程師選擇類型按照周期統(tǒng)計(jì)類查看遺留項(xiàng)數(shù)據(jù)展示。顯示字段包括日期、累計(jì)產(chǎn)生、累計(jì)關(guān)閉、本月產(chǎn)生、本月關(guān)閉、累計(jì)清除率。
(3)類別統(tǒng)計(jì):工程師選擇類型按照類別統(tǒng)計(jì)類查看遺留項(xiàng)數(shù)據(jù)展示。顯示字段包括類別、技術(shù)澄清、僅文件修改、僅備件提供、現(xiàn)場實(shí)施、其他。
(4)流程統(tǒng)計(jì):工程師選擇類型按照流程統(tǒng)計(jì)類查看遺留項(xiàng)數(shù)據(jù)展示。顯示字段包括類別、合計(jì)、生產(chǎn)發(fā)起、生產(chǎn)審查、工程分發(fā)、工程答復(fù)、工程確認(rèn)、生產(chǎn)確認(rèn)、現(xiàn)場實(shí)施、生產(chǎn)關(guān)閉、關(guān)閉。
(5)工作票統(tǒng)計(jì):工程師選擇類型按照工作票統(tǒng)計(jì)類查看遺留項(xiàng)數(shù)據(jù)展示。顯示字段包括類別、不需遞包、需遞包、未遞包、已遞工程接口人、生產(chǎn)審核中、合格、已出票、作廢、關(guān)閉、歸檔。
2.6 界面實(shí)現(xiàn)
PC端基于B/S架構(gòu)[4],用戶使用瀏覽器訪問,界面如圖7—8所示。
2.7 掃一掃功能實(shí)現(xiàn)
為保障數(shù)據(jù)安全,系統(tǒng)不調(diào)用第三方提供的服務(wù),而是自主設(shè)計(jì)了圖像識別算法對二維碼進(jìn)行識別。系統(tǒng)首先調(diào)用移動端攝像頭獲取圖像信號,然后對圖像進(jìn)行識別處理,最終獲得二維碼信息。
圖像識別算法考慮到對工單進(jìn)行拍照時(shí),光線、角度和位置不同,因此需要對圖片進(jìn)行灰度化和二值化處理,濾除圖像噪聲,從而實(shí)現(xiàn)二維碼信息的正確有效提取。
2.8 安全設(shè)計(jì)
信息化系統(tǒng)從輸入輸出驗(yàn)證、數(shù)據(jù)交換、身份認(rèn)證、會話管理、異常處理、數(shù)據(jù)保護(hù)、數(shù)據(jù)庫安全和文件安全等方面加強(qiáng)安全保護(hù)[5]。
輸入輸出驗(yàn)證是安全防范的首道防線,以保障不讓惡意的數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)。系統(tǒng)對所有輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,采用限制輸入、拒絕輸入、凈化輸入3個(gè)處理方式。數(shù)據(jù)交換采用安全方式進(jìn)行,保障數(shù)據(jù)不可篡改。身份認(rèn)證支持4A登錄認(rèn)證,同時(shí)兼容賬號密碼驗(yàn)證。系統(tǒng)限制會話壽命,確保通道的安全;對身份驗(yàn)證cookie的內(nèi)容進(jìn)行加密;保護(hù)會話狀態(tài),以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問;采用全局異常處理,響應(yīng)返回的全部異常;實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的訪問控制,限制用戶只能訪問按照完成任務(wù)要求的功能、數(shù)據(jù)和系統(tǒng)信息。數(shù)據(jù)庫安全則考慮使用參數(shù)化SQL語句和確保數(shù)據(jù)庫資源能夠被釋放。文件安全則考慮嚴(yán)格控制文件上傳,為了安全地使用臨時(shí)文件,在程序初始化時(shí)創(chuàng)建一個(gè)只能被該程序讀寫的文件夾。
3 結(jié)語
本文從設(shè)計(jì)原則、功能劃分和層次模式3個(gè)方面入手,闡述了核電站遺留項(xiàng)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。文章從硬件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、界面實(shí)現(xiàn)和安全設(shè)計(jì)5個(gè)方面闡述了核電站遺留項(xiàng)管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。核電站遺留項(xiàng)管理信息系統(tǒng),成功應(yīng)用于防城港項(xiàng)目3、4號機(jī)組。通過實(shí)際使用,信息化系統(tǒng)對遺留項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合統(tǒng)計(jì)和集中管理,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間高效關(guān)聯(lián)和同步,實(shí)現(xiàn)自動化、多樣化的信息統(tǒng)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)反饋梳理功能,能夠有效提升工程遺留項(xiàng)處理效率和質(zhì)量,節(jié)省工程遺留項(xiàng)處理的人力投入和管理成本。
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Design and implementation of management information system for
remaining problems of nuclear power plant
ChenDixin1, WangJian2, CaiLiming2, YangXiaoqi2
(1.China Nuclear Power Engineering Co., Ltd., Shenzhen 518000, China;
2.Beijing Branch of China Nuclear Power Technology Research Institute Co., Ltd., Beijing 100086, China)
Abstract: In order to complete the vacancy elimination work after the transfer of nuclear power plant project with high quality and ensure the safe and stable operation of nuclear power units, a management information system for legacy items of nuclear power plants is designed. The PC side of the information system is based on the Browser/Server ( B/S ) mode, and is developed by using C# language, Ajax technology and WEB front-end framework. Users can access the information system through the mainstream desktop browser to realize the work ticket management and data statistics. Based on HTML5 technology, a small mobile-end pinning program is developed. Users can work through mobile phones, and quickly scan, identify and process work tickets at work sites and office areas.
Key words: nuclear power plant; project remains; information system; B/ S mode