[發明專利]一種基于最小割集的核反應堆故障監測系統

有效

• 申請號: 201310139327.2
• 申請日: 2013-04-21
• 公開（公告）號: CN103235881A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 汪進;陳珊琦;胡麗琴;李亞洲;吳宜燦
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G21C17/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;賈玉忠

1.一種基于最小割集的核反應堆故障監測系統，其特征在于包括：

模型解析器：對給定的核反應堆系統的常規故障樹模型進行解析，構建一種分層結構故障樹模型，分離出故障樹每層節點列表，每層節點的具體信息包括：名稱、節點類型、所屬分層行號和父親節點名稱；

任務分發器：將解析后的分層結構故障樹模型，按照自底向上的順序，依次將每層節點分發給不同的并行機節點進行處理，當該層節點全部處理完畢之后才能處理上一層節點，直到處理完頂層節點為止；

并行機：配置一定數量的計算節點，每個計算節點上部署一個計算引擎，計算引擎針對任務分發器發送來的分層結構故障樹模型某一層節點中的某一個節點進行處理，將以該節點為頭節點的子故障樹轉換成零壓縮二元決策圖，并將這些零壓縮二元決策圖送至結果收集器；

結果收集器：收集并行機得到的計算結果，即零壓縮二元決策圖，當并行機處理的不是頂節點時，此結果收集器將計算結果反饋給任務分發器，當并行機處理的是頂節點是，此結果收集器將計算結果送至割集解析器；

割集解析器：將結果收集器發送的零壓縮二元決策圖進行解析，得到所分析核反應堆系統的最小割集，并將該最小割集送至故障診斷器；

故障診斷器：根據割集解析器發送過來的核反應堆系統最小割集，進行系統故障排除與診斷工作。

2.根據權利要求1所述的基于最小割集的核反應堆故障監測系統，其特征在于：所述模型解析器中對給定的核反應堆系統的常規故障樹模型進行解析的具體實現方式如下：

先定義一種存儲故障樹結構的基本單元，該單元表示如下：<TOP,K,{INPUT₁,INPUT₂…INPUT_n}>，上述基本單元中TOP代表每個子故障樹的頂節點，K代表該節點的類型，INPUT1,INPUT2…INPUTn代表頂門的所有輸入節點，n表示該節點的輸入節點個數，當k=1<n時表示該節點為“或”門，當1<k<n時表示該節點為n取k表決門，當k=n時表示該節點為“與”門；

從故障樹頂節點開始自上往下分層遍歷，初始時給故障樹頂節點賦予層號為1，并將該節點置于下標為1的數組中；將該節點的所有的INPUT層號設為2，記錄這些節點的名稱、節點類型、所屬分層行號、父親節點名稱，并將這些節點置于下標為2的數組中；對所有INPUT節點進行遞歸操作，這些節點的所有INPUT層號則設為3，記錄這些節點的名稱、節點類型、所屬分層行號、父親節點名稱，并將所有這些節點置于下標為3的數組中；依此類推，直到所有葉子節點全部加入相應的哈希表位置中為止。

3.根據權利要求1所述的基于最小割集的核反應堆故障監測系統，其特征在于：從所述模型解析器中構建一種分層結構故障樹模型到所述結果收集器中得到所分析核反應堆系統的最小割集具體實現過程如下：從底往上，任務分發器先將模型解析器構建的分層結構故障樹模型最底層節點依次發送到并行機的不同計算節點，進行并行計算，直到該層所有節點全部轉化為零壓縮二元決策圖，這些零壓縮二元決策圖將反饋給任務分發器，任務分發器再連同這些結果與分層結構故障樹模型從底向上倒數第二層節點一起分發給并行機進行并行計算，依此類推，直到將頂節點處理完畢為止，此時所得到的零壓縮二元決策圖即為整個故障樹的零壓縮二元決策圖，該過程中每層節點的計算是并行的，相較于傳統的自底向上或自頂向下的串行方法節省了計算時間。

4.根據權利要求1所述的基于最小割集的核反應堆故障監測系統，其特征在于：所述并行機中配置一定數量的計算節點，該數量處于故障樹每層節點數的平均值與最大值之間，K為故障樹層數，且每層節點數自頂向下依次為N₁,N₂,...,N_k，所需的并行機總計算核數在區間max{N₁,N₂,...,N_k}]內。