《電子技術應用》
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基于MBSE的核電廠應急預案系統的頂層需求分析與接口設計研究
電子技術應用
方思聰1,2,侯嘉偉1,戴浩1,2,祁蔚1,2,黃尚龍1
1.中核武漢核電運行技術有限公司;2.中核核工業仿真技術重點實驗室
摘要: 在核電領域,任何意外情況都可能引發嚴重的后果,因此,制定科學、有效的應急預案系統是保障核電安全不可或缺的一環。作為一種先進的系統工程方法,基于模型的系統工程(MBSE)以其系統化、模型化、可視化的優勢,為核電應急預案系統的設計與實施提供了新的思路和方法。探討了MBSE在核電廠應急預案系統設計中的初步應用,分析了核電應急體系的關鍵要素以確定其與MBSE方法論的契合度,利用MBSE方法論進行了頂層需求的承接。針對應急體系接口問題,構建了核電應急體系各組成部分之間的交互模型。結果表明,MBSE可以提高核電廠應急預案系統設計便利性和開發效率。
中圖分類號:TL48 文獻標志碼:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245149
中文引用格式: 方思聰,侯嘉偉,戴浩,等. 基于MBSE的核電廠應急預案系統的頂層需求分析與接口設計研究[J]. 電子技術應用,2024,50(10):36-43.
英文引用格式: Fang Sicong,Hou Jiawei,Dai Hao,et al. Research on top-level requirement analysis and interface design of emergency response management system for nuclear power plants based on MBSE[J]. Application of Electronic Technique,2024,50(10):36-43.
Research on top-level requirement analysis and interface design of emergency response management system for nuclear power plants based on MBSE
Fang Sicong1,2,Hou Jiawei1,Dai Hao1,2,Qi Wei1,2,Huang Shanglong1
1.China Nuclear Power Operation Technology Co., Ltd.; 2.CNNC Key Laboratory on Nuclear Industry Simulation
Abstract: In the field of nuclear power, any unforeseen situation may lead to serious consequences. Therefore, the development of scientific and effective emergency response management system is an indispensable part of guaranteeing the safety of nuclear power. Model-Based Systems Engineering (MBSE), as an advanced systems engineering method, provides new ideas and methods for the design and implementation of nuclear power emergency response management system with its advantages of systematization, modeling and visualization. The preliminary application of MBSE in nuclear power plant emergency response management system is explored. The key elements of the nuclear power emergency response system are analyzed for its fitness with the MBSE methodology, and the MBSE methodology is utilized to undertake the top-level requirements. The interaction model between the components of the nuclear power emergency response system is constructed for the emergency response system interface problem. The results indicate that MBSE can enhance the convenience of designing emergency response management systems for nuclear power plants and improve the development efficiency.
Key words : Model-Based System Engineering (MBSE);nuclear power plant emergency response management system;requirement analysis;interface design

引言

保護環境、保障核電廠工作人員及周邊地區廣大公眾的健康和安全是我國發展核電事業嚴格遵循的一條基本方針。核電廠場內應急預案是核應急體系有效運作的基礎,是核電廠營運單位為提高保障公眾安全和處置應急事件的能力,最大限度地預防和減少應急事件及其造成的損害,保障公眾生命財產安全,依據國家核安全相關法律、法規、規范編制而成的應急事件應對的原則性方案[1]。應急預案提供了應急事件應對的標準化反應程序,是應急事件處置的基本規則和應急響應的重要依據。

核電廠應急事件具有種類多、分布廣、損失大、影響深等特點,因此在構建核電廠應急預案體系過程中必須考慮覆蓋各專業、各系統、各種來源和類型的應急事件,使預案具有系統性、完整性和廣泛性。對于如此龐大的系統,目前應急預案通常是電子文檔的形式,導致相關資料查找困難,且不同人從文檔中查找各種要求和記錄分析可能存在二義性[2]。其次基于文檔的設計缺乏需求管理體系,很難在不同階段對需求進行追蹤以及驗證。因此,建立對應的系統模型尤為重要。例如,風險分析和應急能力評估是應急預案設計的基石,需建立在核電廠故障風險與應急能力模型之上。并且預案評估和修訂常通過應急演習進行,但該方法周期長、成本高,若無系統模型輔助,工作將更為困難。

基于模型的系統工程(MBSE)是以模型驅動系統開發流程,利用模型表達系統全生命周期中需求、設計、分析、驗證和確認等過程[3]。MBSE能夠以數字化、圖形化、標準化的模型完成對系統的表達,在系統研制過程中能夠有效地提升設計需求一致性、增強需求可追溯性。

本文采用基于模型的系統工程方法論,對核電廠應急預案進行設計,實現從需求分析、功能設計、邏輯映射的完整閉環,滿足用戶需求。


本文詳細內容請下載:

http://www.viuna.cn/resource/share/2000006176


作者信息:

方思聰1,2,侯嘉偉1,戴浩1,2,祁蔚1,2,黃尚龍1

(1.中核武漢核電運行技術有限公司,湖北 武漢 430223;

2.中核核工業仿真技術重點實驗室,湖北 武漢 430223)


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