陸嘉寧，譚 平，蘇金遵，紀(jì)潤(rùn)澤，周 智

(1. 中核霞浦核電有限公司，福建 霞浦 355100；2. 中核控制系統(tǒng)工程有限公司，北京 102401；3. 中核武漢核電運(yùn)行技術(shù)股份有限公司，湖北 武漢 430200)

示范快堆配置的數(shù)字化主控室中人機(jī)接口為8塊大屏幕和5套多屏操作員站，運(yùn)行人員對(duì)機(jī)組系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)，需依據(jù)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格驗(yàn)證后批準(zhǔn)生效的運(yùn)行規(guī)程，保證核電廠的一切操作有章可循。尤其在事故情況下，需要主控室操作人員快速?gòu)拇罅啃畔⒅袦?zhǔn)確地調(diào)用規(guī)程和相應(yīng)畫(huà)面，進(jìn)行精準(zhǔn)判斷和決策，將機(jī)組參數(shù)控制在運(yùn)行限值以?xún)?nèi)，防止故障擴(kuò)大。降低運(yùn)行規(guī)程執(zhí)行的人因失誤，對(duì)于核電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

相對(duì)傳統(tǒng)的紙質(zhì)規(guī)程，計(jì)算機(jī)化運(yùn)行規(guī)程是將規(guī)程顯示在人機(jī)接口中，再將相應(yīng)的畫(huà)面鏈接嵌入規(guī)程的對(duì)應(yīng)步驟，并設(shè)計(jì)規(guī)程內(nèi)顯示工藝參數(shù)、防跳步等功能，降低了因操作員找錯(cuò)畫(huà)面、遺漏步驟等人因失誤風(fēng)險(xiǎn)，輔助操作員判斷規(guī)程執(zhí)行條件和快速定位，有效提高執(zhí)行規(guī)程的效率，減輕操作員負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)安全性。

然而，傳統(tǒng)的紙質(zhì)規(guī)程計(jì)算機(jī)化的時(shí)間成本高，計(jì)算機(jī)化規(guī)程更新滯后于紙質(zhì)規(guī)程，限制其真正投入使用。示范快堆執(zhí)行規(guī)程是基于傳統(tǒng)紙質(zhì)規(guī)程的計(jì)算機(jī)化實(shí)施流程開(kāi)發(fā)的一套規(guī)程編輯器軟件，可實(shí)現(xiàn)多角色協(xié)同編輯，使用編輯器完成規(guī)程編制、數(shù)字化、修訂、生效等全流程，輸出的計(jì)算機(jī)化規(guī)程可直接導(dǎo)入DCS平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了紙質(zhì)規(guī)程和計(jì)算機(jī)化規(guī)程的同步性、一致性，對(duì)于其他新建及在役核電機(jī)組有一定參考意義。

1 傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)化實(shí)施流程

示范快堆計(jì)算機(jī)化運(yùn)行規(guī)程是由電廠運(yùn)行人員、設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)人員、規(guī)程管理人員協(xié)同參與，經(jīng)過(guò)規(guī)程編制、添加計(jì)算機(jī)化信息、修訂、生效、升版等一系列過(guò)程而產(chǎn)生的。

通常計(jì)算機(jī)化實(shí)施流程是運(yùn)行人員編制規(guī)程(如原因、操作等)，設(shè)計(jì)人員審查規(guī)程并補(bǔ)充計(jì)算機(jī)化信息(如數(shù)字顯示參數(shù)、畫(huà)面鏈接等)，再返回運(yùn)行人員對(duì)審查意見(jiàn)進(jìn)行回復(fù)、修訂規(guī)程，設(shè)計(jì)人員修訂計(jì)算機(jī)化信息……如此往復(fù)，直至意見(jiàn)關(guān)閉，規(guī)程定稿，定稿后交由規(guī)程管理人員導(dǎo)入到DCS中(DCS平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)時(shí)考慮了符合人機(jī)接口要求的規(guī)程格式)，并在DCS出廠前由DCS供貨商進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。運(yùn)行人員、設(shè)計(jì)人員與DCS供貨商間的規(guī)程文件統(tǒng)一由規(guī)程管理人員進(jìn)行傳遞和版本控制。

以上三種角色交互過(guò)程中，審查意見(jiàn)和修訂記錄采用人工標(biāo)記(如批注、加底色等)，規(guī)程的編制、計(jì)算機(jī)化涉及人員多，運(yùn)行人員更為注重規(guī)程內(nèi)容的正確性，容易忽略編制格式和標(biāo)記的規(guī)范，在規(guī)程計(jì)算機(jī)化過(guò)程中易出現(xiàn)定稿后的規(guī)程不符合DCS平臺(tái)識(shí)別的導(dǎo)入格式的情況；運(yùn)行人員修訂規(guī)程忽略進(jìn)行標(biāo)記或誤刪計(jì)算機(jī)化信息，易使設(shè)計(jì)人員在更新計(jì)算機(jī)化信息時(shí)遺漏信息，導(dǎo)致規(guī)程和計(jì)算機(jī)化信息不匹配，在規(guī)程計(jì)算機(jī)化過(guò)程中即產(chǎn)生人因失誤，如圖1所示。在核電廠建設(shè)和調(diào)試階段，已傳遞設(shè)計(jì)人員的規(guī)程內(nèi)容可能因設(shè)計(jì)變更和實(shí)際驗(yàn)證出現(xiàn)再次修訂，變動(dòng)信息難以高效識(shí)別和整合，從而導(dǎo)致版本管理困難，計(jì)算機(jī)化實(shí)施的質(zhì)量和效率較低，難以真正投入使用。

圖1 計(jì)算機(jī)化實(shí)施流程示意圖Fig.1 The schematic of the computerized implementation process

圖2 軟件架構(gòu)圖Fig.2 The software architecture

2 基于編輯器實(shí)現(xiàn)一體化處理流程

為解決計(jì)算機(jī)化運(yùn)行規(guī)程實(shí)施質(zhì)量和效率較低的痛點(diǎn)，基于計(jì)算機(jī)化實(shí)施流程開(kāi)發(fā)規(guī)程編輯器軟件，建立了一種一體化處理流程的規(guī)程編輯方法，使核電廠運(yùn)行人員、設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)人員、規(guī)程管理人員三種角色權(quán)限的用戶(hù)能夠?qū)σ?guī)程進(jìn)行交互處理，從創(chuàng)建到編制、計(jì)算機(jī)化、修訂、升版、生效，實(shí)現(xiàn)一體化處理流程，保證計(jì)算機(jī)化運(yùn)行規(guī)程和紙質(zhì)規(guī)程的同步性、一致性；開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)化運(yùn)行規(guī)程時(shí)，規(guī)范規(guī)程模板，支持多角色協(xié)同編制，限制人員角色權(quán)限，規(guī)范人員編制行為，所修改內(nèi)容易于識(shí)別和對(duì)比，對(duì)規(guī)程進(jìn)行版本管理，所交互的標(biāo)記/批注可追溯。

2.1 軟件架構(gòu)

本文開(kāi)發(fā)的規(guī)程編輯器軟件基于Sqlite 數(shù)據(jù)庫(kù)，軟件架構(gòu)包括界面層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層，如圖1所示。界面層為用戶(hù)提供人機(jī)交互界面，用戶(hù)通過(guò)人機(jī)交互界面登錄系統(tǒng)，對(duì)業(yè)務(wù)層進(jìn)行在線操作。

業(yè)務(wù)層用于實(shí)現(xiàn)一體化處理流程的規(guī)程編輯功能，并將處理后的相應(yīng)數(shù)據(jù)反饋至界面層，業(yè)務(wù)層包括：用戶(hù)管理模塊、規(guī)程管理模塊、內(nèi)容維護(hù)模塊和模板管理模塊。

用戶(hù)管理模塊：用于規(guī)程新建、規(guī)程搜索、規(guī)程刪除、規(guī)程升版、規(guī)程列表查看、規(guī)程信息導(dǎo)出、規(guī)程的導(dǎo)入/導(dǎo)出的管理；

規(guī)程管理模塊：用于用戶(hù)登錄、注銷(xiāo)和角色權(quán)限的管理；

內(nèi)容維護(hù)模塊：用于規(guī)程內(nèi)容的查看、修改、刪除、保存、批注交互和差異對(duì)比的管理；

模板管理模塊：用于字體、字號(hào)、字體顏色、縮進(jìn)、表格形式的管理，以及序列號(hào)自動(dòng)排序、版本版次自動(dòng)編號(hào)、單元格自適應(yīng)行高以自動(dòng)切分編輯頁(yè)。

數(shù)據(jù)層用于規(guī)程編輯過(guò)程數(shù)據(jù)以及模板文件的存儲(chǔ)，主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)，其負(fù)責(zé)讀取或者存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，指令通過(guò)界面層操作發(fā)送至業(yè)務(wù)層，業(yè)務(wù)層根據(jù)用戶(hù)的操作，在收到指令后，查詢(xún)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)表格的相關(guān)數(shù)據(jù)，或者將需要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)的位置中。

用戶(hù)在界面層的人機(jī)界面對(duì)軟件進(jìn)行操作，產(chǎn)生的指令數(shù)據(jù)傳遞給業(yè)務(wù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，包括用戶(hù)及角色權(quán)限信息，對(duì)規(guī)程的增刪改查、導(dǎo)入/導(dǎo)出，對(duì)規(guī)程內(nèi)容的編輯等，解析后的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)層中的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)以及反饋，將反饋的數(shù)據(jù)在業(yè)務(wù)層反向解析，送回界面層展示。此外，模板由后臺(tái)開(kāi)發(fā)完成后將信息內(nèi)置于數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)庫(kù)中，在規(guī)程展示、編輯、導(dǎo)入和導(dǎo)出等過(guò)程中使用。

2.2 角色權(quán)限

根據(jù)核電廠運(yùn)行人員、設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)人員、規(guī)程管理人員在開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)化運(yùn)行規(guī)程中的職責(zé)，在編輯器中設(shè)置三個(gè)角色各自的權(quán)限，如表1所示。用戶(hù)選擇權(quán)限后對(duì)其操作進(jìn)行不同的限制，選擇運(yùn)行人員或設(shè)計(jì)人員的角色，只能編輯各自擁有編輯權(quán)限的區(qū)域，如圖3所示，對(duì)其他權(quán)限區(qū)域僅擁有批注權(quán)限，避免對(duì)信息的誤刪，規(guī)程管路人員具有較高的權(quán)限。

表1 編輯器軟件中三個(gè)角色的權(quán)限Table 1 Permission for three roles in the editor software

圖3 運(yùn)行人員角色權(quán)限下顯示界面Fig.3 The display interface of the role and mandate of the operator

2.3 主要功能

2.3.1 規(guī)范模板

固化規(guī)程格式，包括規(guī)程的結(jié)構(gòu)、格式樣式、字體類(lèi)型、大小、顏色等，編制者在使用過(guò)程中僅編輯內(nèi)容，無(wú)需考慮格式，導(dǎo)出時(shí)按已定義的規(guī)程模板導(dǎo)出，防止個(gè)人習(xí)慣引入的不合規(guī)的操作；包括序號(hào)自適應(yīng)、版本版次自適應(yīng)、單元格自適應(yīng)行高，提高編制效率；采用所見(jiàn)即所得的技術(shù)，規(guī)程編輯器輸出的文件可被DCS平臺(tái)識(shí)別，無(wú)需儀控人員再次進(jìn)行轉(zhuǎn)化，環(huán)節(jié)簡(jiǎn)化，實(shí)現(xiàn)了紙質(zhì)規(guī)程與計(jì)算機(jī)化運(yùn)行規(guī)程的格式和內(nèi)容上的一致性。

規(guī)程模板還在編寫(xiě)鏈接的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置數(shù)字化的宏，用戶(hù)只需輸入鏈接編號(hào)，導(dǎo)出后自動(dòng)添加數(shù)字化的宏，導(dǎo)入DCS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊鏈接編號(hào)能夠快速跳轉(zhuǎn)到指定畫(huà)面或規(guī)程。

2.3.2 版本管理

通過(guò)規(guī)程編輯器可實(shí)現(xiàn)各規(guī)程版本的差異比對(duì)，通過(guò)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)前版本數(shù)據(jù)與上一版本數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)對(duì)比插件將相同位置單元格的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，并將對(duì)比結(jié)果傳輸給界面層，有差異的單元格會(huì)自動(dòng)加紅色背景顯示，此外，在修改當(dāng)前版本時(shí)也會(huì)實(shí)時(shí)顯示紅色背景。

點(diǎn)擊紅色單元格，可顯示當(dāng)前版本該單元格與上一版本該單元格中的內(nèi)容差異，其中當(dāng)前版本內(nèi)容中，用不同顏色字體來(lái)體現(xiàn)修改的差異，紅色字體(帶刪除線)表示刪除，綠色表示新增，如圖4所示。通過(guò)規(guī)程編輯器的此功能來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行規(guī)程版本控制，以代替人工標(biāo)注和對(duì)比。

圖4 版本差異對(duì)比Fig.4 Comparison of differences in versions

2.3.3 交互處理

用戶(hù)能夠給另一方權(quán)限填寫(xiě)的單元格內(nèi)容新建批注，批注將顯示批注時(shí)間和批注人；對(duì)應(yīng)的，當(dāng)某單元格有批注時(shí)，使用特殊標(biāo)記提示用戶(hù)，用戶(hù)可查看批注內(nèi)容，點(diǎn)擊批注中的回復(fù)按鈕，可以對(duì)該條批注進(jìn)行回復(fù)。避免其他角色誤刪信息等人因失誤，可在規(guī)程上之間體實(shí)現(xiàn)意見(jiàn)的交互，簡(jiǎn)化了文函傳遞意見(jiàn)的過(guò)程，提高了紙質(zhì)規(guī)程計(jì)算機(jī)化的效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

示范快堆開(kāi)發(fā)的規(guī)程編輯器軟件開(kāi)發(fā)周期滿(mǎn)足工程進(jìn)度要求，規(guī)程的格式模板可定義，編輯權(quán)限可設(shè)定，簡(jiǎn)化運(yùn)行人員、設(shè)計(jì)人員在計(jì)算機(jī)化過(guò)程中的編制規(guī)則，易于識(shí)別和對(duì)比差異、交互追溯，有助于提升多角色協(xié)同開(kāi)發(fā)的質(zhì)量和效率，保證紙質(zhì)規(guī)程與計(jì)算機(jī)化運(yùn)行規(guī)程的同步性、一致性。后續(xù)還需優(yōu)化編輯器界面設(shè)計(jì)，將計(jì)算機(jī)化實(shí)施相關(guān)管理程序嵌入軟件的確認(rèn)項(xiàng)，并研究開(kāi)發(fā)規(guī)程的自動(dòng)測(cè)試、自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告等功能。

對(duì)于新建核電機(jī)組，建議在運(yùn)行規(guī)程策劃階段就定義好規(guī)程模板，并制定配套的管理手段，核電廠與設(shè)計(jì)院、DCS供貨商基于規(guī)程編輯器軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)化規(guī)程的開(kāi)發(fā)，將大大減少計(jì)算機(jī)化規(guī)程的設(shè)計(jì)、實(shí)施周期，對(duì)DCS項(xiàng)目的供貨進(jìn)度具有重要價(jià)值。

對(duì)于在役核電機(jī)組，除在編輯器中新建規(guī)程之外，編輯器支持規(guī)程導(dǎo)入和在線編輯，導(dǎo)入的規(guī)程需嚴(yán)格符合定義的規(guī)程模板，可在電子化規(guī)程(Word、Visio格式)基礎(chǔ)上，在編輯器中設(shè)置數(shù)字化的宏的位置直接添加數(shù)字化信息(畫(huà)面鏈接編號(hào)等)，導(dǎo)出的規(guī)程可被DCS識(shí)別，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊鏈接快速跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)畫(huà)面，有助于計(jì)算機(jī)化規(guī)程走入到實(shí)質(zhì)性應(yīng)用階段。