模拟机教学分析系统的设计与实现

冯蔚++张明辉++赖伟

摘 要：模拟机教学分析系统用于教员分析学员在模拟机上的操作，建立一个可以读取操纵员的所用动作和关键参数历史的系统，开发该系统不仅能方便模拟机教学，也可扩展成为模拟机本身的运行状态分析工具。

关键词：模拟机教学；历史分析；

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.173

模拟机是核电站操纵员培训的重要设备，在一般情形下，教员通过實时观看学员操作，多画面录制、回放录像等形式观察和分析学员行为，以达到良好的模拟机教学效果。

全范围模拟机是对主控室1：1仿真，显示设备多，例如福清核电已投用的两台模拟机显示屏均超过20个，难以录制所有屏幕，受制于硬盘空间仅能保留少量信息，而且录像回放效果不佳。播放视频文件时，不可能同时回放所有内容，未被调到屏幕上的重要信息无法读取，学员的完整操作和重要历史参数的无法复现，这些都成为教学分析中难以解决的困难。

为解决以上问题，分析目前基于DCS的模拟机功能特点，利用其具备的日志和历史存储功能，可开发一套专用的教学分析系统，不仅能方便模拟机教学，也可扩展成为模拟机本身的运行状态分析工具。

1 需求分析及设计

在核电厂的培训楼的建设过程中，一般会有几个教学分析室，用于回放学员录像，分析其行为，模拟机教学分析系统应将在模拟机与分析室之间建立计算机专用局域网络，实现以下功能：

与已投用模拟机的数据服务器接口，读取其上的历史文件，并预留与其他模拟机的接口。从历史文件中提出有效信息，可根据具体培训时间和培训场景，显示预先选定数据点的历史曲线和所有操纵员动作。实现局域网内多台计算机均可登录软件界面并执行查询、选择时间、场景、数据等操作，并可查数据历史曲线和操纵员动作。

根据模拟机已具备的功能，将需求进一步细化：

系统可采用C/S和B/S两种模式开发，B/S模式可通过本机或其他计算机的web界面访问，在分析室或办公室对培训课程进行回放和分析。

2 技术方案及功能设计

在整个系统中，设置一台数据处理服务器，通过网络与模拟机连接，获取模拟机数据服务器上的日志文件和历史数据。将获取的数据进行处理，加入到服务器端所在的数据库中，为分析系统客户端提供数据。为每个分析室配一台客户端，在同一个网络中，用交换机及光纤与服务器相连，通过网络从数据处理服务器中获取数据，用户可以在客户端界面上查看数据和操作。

2.1 分析室计算机服务器端

需具备通过网络获取远端文件功能（FTP）。能够读取并解析1、2号模拟机历史文件，将信息存放在数据库表或者数据文件中，至少包括以下信息：参数的参数名、参数值、实际时间、模拟机时间；操纵员动作，动作实际时间、模拟机时间。根据复位初始条件的情况，区分不同场景。能够依据教员预定义的参数清单，选取清单中的参数来处理，再放入数据库或数据文件中。

2.2 模拟机端

在模拟机端开发处理程序或用其他方式，将模拟机数据服务器上的历史数据和日志数据发送到教学分析系统数据处理服务器上，并考虑到模拟机使用中（如模拟机复位、回溯或重启）对这些文件的影响。

2.3 客户端界面

模拟机教学分析系统的客户端可实现以下主要功能：

3 福清核电模拟机教学系统实现

福清1号模拟机DCS非安全级人机界面部分与现场一致，通过配置可从历史数据服务器指定文件夹获取指定数据的历史文件和LOGBOOK日志文件。利用专用接口程序定期或不定期获取这类文件，由于文件格式统一，可开发文本处理程序将文件内容进行拆分，提取系统所需有效信息，保存在专用服务器中。福清2号模拟机人机界面的全仿平台中数据均存放在MYSQL数据库中，提取所需数据则更为简单。福清2号模拟机的全仿平台中已具备了分布式、趋势、历史以及时间记录、场景选择等功能，可复用这些功能进行界面开发，技术上是可行的。模拟机教学分析系统开发投用后，模拟机分析室的利用率有所提升，教员可以充分观察操纵员的上机表现，有针对性的分析、讲解，有助于提高操纵员观察能力、分析能力、判断力，有利于良好操作习惯的养成；操纵员也可通过回顾自己的操作过程、观摩其他学员的操作来提升自己的能力，有效提高操纵员培训质量。利用教学分析系统，还可在发现模拟机的缺陷后，为复现问题提供更好的条件，可提高模拟机的质量。通过对模拟场景和操纵员动作的复现和分析，可帮助发现机组中潜在的问题，为核电厂安全运行提供有力保障。

作者简介：冯蔚（1986-），女，湖北黄冈人，硕士，工程师，主研究方向：模拟机维护。