基于B/S结构的核燃料软件模型评估数据管理平台研制

刘欣 汪洋 韦俊

摘  要： 为解决核燃料软件模型评估过程中操作重复性大和错误率高的问题，进行了模型评估数据管理平台（Model Evaluate Database Management Platform）的研制。该平台主要以JAVA为开发语言，基于B/S结构和SSM框架，后台采用SQL Server作为数据库管理软件，实现了对核电厂数据和实验数据的管理。在数据管理基础上，用户可通过输入卡计算后的结果，与实验数据对比进行软件模型评估。同时，平台实现了同类软件结果对比的功能，为用户提供多种评估方式，保证了评估结果的精确和可靠。

关键词： 核燃料软件; 模型评估;数据管理;JAVA

【Abstract】： In order to solve the problem of large repeatability and high error rate in the process of model evaluation of nuclear software， the data management platform for model evaluation was developed.The platform mainly use Java as the development language，based on B/S structure and SSM framework， and SQL Server as the data management software in the background to realize the management of nuclear power plant data and experimental data.On the basis of data management，the user evaluates the software model by comparing the results calculated by the input card with the experimental data.At the same time，the platform achieves the functions of comparing the results of similar software，provides users with a variety of evaluation methods， and ensures the accuracy and reliability of the evaluation results.

【Key words】： Nuclear fuel software; Model evaluation; Data managemen; JAVA

0  引言

随着我国核电自主化的推进，核电软件的自主化也随之不断发展。其中，核燃料分析软件对核燃料设计和分析起着重要作用，为实现其走出去和投入工程应用，需按照国际惯例及安审要求，利用电厂或实验数据进行验证，以评估适用范围和确保可靠。在整个验证过程中，模型评估是其重要一环，直接关系着软件的功能要求和质量要求。为有效支撑软件模型的评估，需要合理有效的利用相关实验数据进行对比分析。我们经过多年的电站运行技术支持，以及参加众多的国际合作项目，目前已经积累了丰富的核燃料堆内辐照数据;同时，通过加入HRP、SCIP等国际合作项目，也为自主化核燃料软件的确认与评估提供了大量的实验数据。基于以上，建立了模型评估数据管理平台（NEDMP，Model Evaluate Database Management Platform），在对实验数据集中管理的基础上，实现了自主软件自动化验证的过程，方便业务人员进行分析对比。为保障数据安全，平台建立了数据加密等机制。同时，为保证数据的正确性，建立了数据校审批管理。最终实现了对数据的高效利用，有效支撑了燃料软件模型评估，也推进了核级软件自主化的进程[1-3]。

1  平台研制

1.1  网络拓扑结构

网络拓扑结构可用来描述互连节点设备的物理布局[4]。该平台的网络拓扑结构可概括包含以下三部分：

（1）数据库服务器：用来保存平台所有结构化数据的专用服务器，数据管理软件使用SQL Server;

（2）文件服务器：用来保存系统中数据文件的服务器，系统从此处调用文件进行查看等;

（3）终端：用户通过终端访问数据库服务器和文件服务器，用来获取所需数据和文件。

1.2  总体架构

本平台采用B/S结构，将Web技术与数据库技术相结合，与传统C/S结构相比，不仅能更好的   满足数据量的增加和信息服务所需的实时性和交互性[5]，而且该结构将平台功能的调用和处理集中到服务器端，用户只需安装浏览器即可访问后台，进而简化了平台的开发和维护。平台借助JavaEE开发环境，利用其技术规范为多层应用提供服務[6]。平台整体架构如图1所示。

前端访问层为用户展示平台可操作的功能，接受用户请求后返回所需数据。具体原理是：平台页面由HTML和CSS等实现静态展示和样式设计，由嵌套在HTML中的JSP实现动态网页制作。访问层发送的请求通过JSP页面，在后台服务层被分析并当成一个Servlet进行业务逻辑处理[7-8]。

后端服务层可细分为业务逻辑层和数据访问层。用户操作界面提交请求后，由业务逻辑层负责传递处理，发送给数据访问层，由访问层访问数据库以获取所需数据，数据访问层对数据保存、读取

和更新后，再逐步返回给前端访问层。后端通过SSM（Spring、SpringMVC、Mybatis）框架搭建，利用Spring整合表现层的SpringMVC和数据持久层的Mybatis[9]。后台使用SQL Server2012和Redis用于管理数据和提供分布式缓存服务[10]。

1.3  业务流程

根据平台的功能分析，需要用户权限设置，只有已授权的用户经过身份验证后，才可进入系统。身份验证采用账号与密码的方式，若用户在登录系统时输入的账号和密码都合法，则可进入系统进行相应操作，否则，无权进入系统。合法用户大致分为三类，分别是管理员、普通业务人员和校审人员。管理员对平台进行系统管理;普通业务人员可新建评估算例、计算、模型评估等;业务校审人员可对普通业务人员提交的基础文件、输入卡和评估结果进行校对。该平台的流程图如图2所示。

1.4  功能模块

平台功能模块划分为六部分，分别为核心模块：基础实验数据管理、数据内容查询和数据校审管理;非核心模块：实验统计、业务论坛和系统运维模块。功能模块如图3所示。

基础实验数据管理实现实验数据文件上传、利用数据制作输入卡和提交校对的功能。为便于后台处理，文件上传时，需对文件名称进行规范化处理。文件中数据项包含实验基础数据和实验结果数据，若实验涉及重开工，还需包含重开工数据及其结果。文件上传后，经过后台解析，数据以字段形式存入SQL Server。利用字段数据，用户可生成输入卡，操作界面如图4所示。生成输入卡前，应选择所需软件，界面自动调用该软件输入卡模板，显示的输入卡参数包括辐照数据、模型数据等。这些参数，若能直接从实验数据文件中读取，则会在参数值的位置显示，若未能读取，则由用户手动填写。平台自动制卡和用户手动制卡相结合，使用中只需关注输入卡参数值，而无需考虑输入卡对参数格式的要求，提高了分析效率。

利用数据查询模块，可查到实验数据文件和输入卡。选取输入卡计算后，可查询计算结果，以分析评估其模型是否可靠。该模块可利用电厂实验数据进行评估，也可利用同类软件输入卡计算后的结果进行对比。两种评估方式均支持输入卡的批量计算。评估结果以图表展示在界面，如图5所示，展示了同类软件的芯块中心温度模型对比，用户可直观分析结果。确认结果无误后，可提交校审流程，使此次评估结果进入公共库当中。该模块实现了平台的核心功能，为用户提供了程序模型自动化验证的方式。

数据校审模块包含提交记录、待办事项和已办事项。平台校审针对的内容包括实验数据文件、输入卡和计算结果。用户发起流程时，需进行校审流程节点设置，以将校审内容传至校审人。校审人可在待办事项中直接查看该条流程并进行处理，若数据有误，可退回给发起人，若无误，可使流程流转下一处理人。待流程节点完成后，数据存至公共库，并可被所有合法用户查询。

平台除以上业务模块外，设计了实验统计模块，用户可直接查询计算过的输入卡，以及查看计算结果。同时，建立了业务论坛模块，为用户提供发帖和回帖权限，用于交流程序评估相关经验和技术等，帖子发布前由管理员逐条审核，避免出现违规内容。

平台投入使用后，由于涉及数据量较大，因此需要管理员对数据进行管理，包括定期或不定期备份和维护。建立系统日志，记录平台使用期间用户的操作等。

1.5  安全机制

鉴于平台所存数据的安全级别较高，研制中设计了完善的安全机制。除基本的用户身份验证外，对后台数据库中敏感数据和文件进行了加密处理，非法用户读到的数据或文件均为密文，保证数据即使被盗用也无法查看。

2  总结

本文介绍了用于核燃料软件模型评估的数据管理平台的架构和功能，该平台在数据库基础上提供了利用实验数据进行模型评估和利用同类软件计算结果对比的模型评估方式，方便用户按需使用，成为一个集数据管理和应用于一体的系统。平台从数据上传和利用数据编制输入卡，到输入卡计算和结果分析，覆盖了模型评估全过程，并实现了自动化管理。随着平台的使用，可考虑与外部分析软件的接口，以更好的完善平台功能。

参考文献

[1]王杰， 刘琨. 核电厂分析软件验证导则研究[J]. 科技视界， 2017.

[2]高超， 胡立生. 核级软件的验证与确认技术研究[J]. 微型电脑应用， 2010， 26（4）.

[3]刘欣， 汪洋， 邓勇军， 等. 核燃料数据库系统的建设[J]. 软件导刊， 2018， 06（3）： 49-52.

[4]詹相国， 李俊卿， 刘元. 核电厂非安全级数字化仪控系统网络拓扑研究[J]. 自动化博览， 2017.

[5]金建隆， 陆慧娟. Web数据库系统安全研究[J]. 網络安全技术与应用， 2008.

[6]程尧， 邢延， 蔡延光， 陈玮. 基于JavaEE 的专业英语学习交流平台[J]. 软件， 2013， 34（11）.

[7]赵露. 基于HTML+CSS+JavaScript实现Web 页中多功能焦点图轮播效果[J]. 九江学院学报（自然科学版）， 2017， 4： 84-87.

[8]汪君宇. 基于JSP的Web应用软件开发技术分析[J]. 科技创新与应用， 2018， 16.

[9]李洋. SSM框架在Web应用开发中的设计与实现[J]. 计算机技术与发展， 2016， 26（12）.

[10]张威. 基于redis的分布式缓存系统架构分析[J]. 计算机产品与流通， 2017， 08.