核能装备安全控制代码自动生成软件研发与应用的构想与成果展望

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作者 刘明星 马权 +5 位作者 吴鹏 杨斐 侯荣彬 王俊峰 黄滟鸿 吴延群 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-16,共16页

目前,核能装备等安全关键系统中软件的作用越来越重要,对系统的安全稳定运行具有至关重要的影响。安全关键软件规模的增长和复杂度的增加给设计和开发高可信的软件带来了新的挑战,亟需新的软件开发和验证方法与模式。针对此需求,本文围... 目前,核能装备等安全关键系统中软件的作用越来越重要,对系统的安全稳定运行具有至关重要的影响。安全关键软件规模的增长和复杂度的增加给设计和开发高可信的软件带来了新的挑战,亟需新的软件开发和验证方法与模式。针对此需求,本文围绕核能装备安全控制代码自动生成软件研究面临的三大关键科学问题,分别开展一个基础理论、七大关键技术及一套原型系统的研究。通过核能安全控制代码自动生成软件总体设计集成与评估、核能安全控制与交互系统软件建模技术、核能安全控制系统模型分析与验证技术、核能安全控制系统可信软件代码自动生成技术等方面的研究,突破核能装备安全控制代码自动生成软件在建模、代码生成和测试验证面临的系统性技术瓶颈,建立起新的安全关键软件开发和验证方法与模式。通过可信安全控制代码自动生成软件工程化应用与认证技术研究,构建一个核能装备安全控制代码自动生成的原型系统,并在核能、汽车等领域对研究成果进行验证。通过上述研究实现以下5个方面创新:一是形式化方法与模型驱动开发融合理论,用确定的数学理论保证模型的高可信;二是状态机扩展同步数据流语言形式化定义方法,建立适用于核能、航空、汽车等场景的软件建模方法;三是基于交互式定理证明的可信代码生成器构造方法,形成经过形式化验证的可信代码生成器;四是数据驱动的测试用例智能生成方法,实现测试验证的自动化;五是一套面向核能装备控制软件的一体化研发平台,构建完整的开发和验证工具链。本文旨在以形式化和模型驱动方法为基础,对安全关键软件的建模、模型验证、代码生成、测试验证等方面进行系统性研究,以形成高可信的安全关键软件开发和验证新方法。研究成果对核能等领域安全关键软件开发相关工业软件的科学研究、技术研发、产业发展等具有十分重要的理论意义和实际应用价值。 展开更多

关键词 核能装备 代码生成 形式化 模型驱动

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时序数据库在核安全级DCS运维场景中的应用研究 被引量：4

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作者 吴延群 张维睿 +3 位作者 黄俊 杨斌 党丽君 陈美远 《自动化仪表》 CAS 2021年第S01期135-138,147,共5页

关系型数据库或文件存储存在数据存储和维护成本高、写入吞吐低、查询性能差等问题,难以满足核安全级分布式控制系统(DCS)长期运行时海量数据管理的需求。介绍了核安全级DCS运维场景中远程在线监控系统的组成和作用,从存储容量和访问性... 关系型数据库或文件存储存在数据存储和维护成本高、写入吞吐低、查询性能差等问题,难以满足核安全级分布式控制系统(DCS)长期运行时海量数据管理的需求。介绍了核安全级DCS运维场景中远程在线监控系统的组成和作用,从存储容量和访问性能两方面分析了远程在线监控系统对数据存储和访问的应用需求,提出了基于influxDB时序数据库与关系数据库结合的远程在线监控系统解决方案。介绍了基于此解决方案实现的全站运行状态监测、数据统计分析、故障预测与健康管理等数据应用。应用表明,此解决方案可同时支持几十个站点数据的并发写入和存储,且查询性能高、数据扩展应用强,为核安全级DCS运维过程中数据的海量存储、快速访问、高效应用提供了良好的解决方法。 展开更多

关键词 核电站 运维 远程监控 核安全级DCS 时序数据库 关系数据库 influxDB 时间结构合并 数据采集

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基于改进型TOPSIS法的水电机组运行可靠性分析 被引量：5

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作者 吴延群 刘长良 《电力科学与工程》 2018年第1期59-65,共7页

为保证电力系统的安全可靠运行,结合马氏距离对传统TOPSIS法中的距离计算进行改进,对全国3类不同装机容量的水电机组运行可靠性进行了综合评价。以中电联公布的2013年40 MW及以上各容量水电机组运行数据为基础,与用信息熵法确定指标权重... 为保证电力系统的安全可靠运行,结合马氏距离对传统TOPSIS法中的距离计算进行改进,对全国3类不同装机容量的水电机组运行可靠性进行了综合评价。以中电联公布的2013年40 MW及以上各容量水电机组运行数据为基础,与用信息熵法确定指标权重的TOPSIS评价方法进行对比分析,改进后的基于马氏距离的TOPSIS法不仅简化了计算步骤,而且不受属性指标量纲以及属性指标间相关性的影响,不需要决策人对指标进行主观或客观赋权。评价结果表明,基于马氏距离的改进型TOPSIS法是一种评价水电机组运行可靠性的科学实用方法。 展开更多

关键词 马氏距离 水电机组 可靠性评价 TOPSIS法 信息熵

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核安全级DCS系统模型驱动可信代码自动生成方法 被引量：2

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作者 兰林 马权 +4 位作者 侯荣彬 李勇 杨斌 荣健兵 吴延群 《仪器仪表用户》 2020年第11期52-56,共5页

为了提高核安全级DCS系统控制算法的设计效率和打破关键建模软件完全依赖国外进口的局面,基于对图形化建模技术和形式化验证技术的研究,提出了一种集图形化建模和可信代码自动生成于一体的核安全级DCS系统控制算法的开发方法,将极大地... 为了提高核安全级DCS系统控制算法的设计效率和打破关键建模软件完全依赖国外进口的局面,基于对图形化建模技术和形式化验证技术的研究,提出了一种集图形化建模和可信代码自动生成于一体的核安全级DCS系统控制算法的开发方法,将极大地提高核安全级DCS系统控制算法开发效率。主要介绍了图形化建模软件、XML文件数据提取方法和可信代码生成软件的设计,将这些软件集成后,为核安全级DCS系统控制算法开发,提供了一套由模型驱动代码自动生成的解决方案。 展开更多

关键词 可信代码自动生成 XML 形式化验证

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胡集书会进校园调查研究

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作者 吴延群 张永华 《人文天下》 2019年第13期47-51,共5页

胡集书会是首批国家级非物质文化遗产,有着700余年的历史,具有广泛的群众基础,但在发展过程中遇到了群众疏远、艺人老去、后继乏人的传承保护困境。近年来,随着非物质文化遗产保护、支持戏曲传承发展等政策的不断出台,非物质文化遗产保... 胡集书会是首批国家级非物质文化遗产,有着700余年的历史,具有广泛的群众基础,但在发展过程中遇到了群众疏远、艺人老去、后继乏人的传承保护困境。近年来,随着非物质文化遗产保护、支持戏曲传承发展等政策的不断出台,非物质文化遗产保护得到了更多的关注。胡集书会作为胡集镇的“家乡曲艺”,其保护传承工作也受到地方政府的重视。特别是自2012年开始,地方推出“书会进校园”活动,胡集书会上开始涌现曲艺新星,“书会进乡村”等举措激发了民众听书、评书的热情,胡集书会迎来了又一个发展高潮。这其中有许多成功的经验,但也存在一些问题。笔者结合自身工作,对胡集书会进校园进行调研,以期对非物质文化遗产保护传承,特别是“戏曲进校园”提供理论参考和实践遵循。 展开更多

关键词 非物质文化遗产保护 校园 群众基础 保护传承 传承保护 传承发展 地方政府 国家级

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安全级显示单元屏幕校准算法研究与应用

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作者 吴延群 陈起 +1 位作者 谌志强 雷敏杰 《仪器仪表用户》 2019年第12期56-60,共5页

核安全级DCS中的安全级显示单元(SVDU)属于安全级1E级设备,实现核电站安全参数显示和发送安全控制指令等功能。为保证SVDU中人机交互的可靠性和准确性,减少或避免操作人员误触,减低SVDU实际应用的风险,对SVDU中实现人机交互的电阻式触... 核安全级DCS中的安全级显示单元(SVDU)属于安全级1E级设备,实现核电站安全参数显示和发送安全控制指令等功能。为保证SVDU中人机交互的可靠性和准确性,减少或避免操作人员误触,减低SVDU实际应用的风险,对SVDU中实现人机交互的电阻式触摸屏进行高精度校准十分必要。以核安全级DCS平台(NAPIC)中的SVDU触摸屏为对象,针对该对象以往采用线性校准算法校准精度不高问题,采用基于牛顿插值的方法对电阻式触摸屏进行校准研究和应用。测试结果表明,与普通线性校准算法相比,该校准算法能有效提高触摸屏校准精度,降低误触次数,目前该方法已应用于NASPIC平台的SVDU触摸屏校准中。 展开更多

关键词 电阻式触摸屏校准 牛顿插值算法 人机交互 SVDU 核安全级DCS

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泥浆泵空心曲轴的加工方法

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作者 吴延群 《金属加工（冷加工）》 2021年第5期51-53,共3页

利用合适的工装,适当调整加工工序,选用普通刀杆、刀具、卧式车床和立式车床,用不同的回转中心完成泥浆泵空心曲轴的加工。

关键词 空心曲轴 刀杆 刀具 C5231立式车床

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核电厂数字化仪控系统算法软件自动化生成方法 被引量：1

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作者 黄俊 李晓龙 +1 位作者 赵洋 吴延群 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期31-35,共5页

在核电厂数字化仪控系统(DCS)中,算法软件主要完成系统的业务功能,属于安全级软件.算法软件开发遵循软件的典型生命周期,即从软件的需求,设计到实现的整个过程.在核电行业的算法软件开发生命周期中,需求一般对应功能图,设计一般对应逻辑... 在核电厂数字化仪控系统(DCS)中,算法软件主要完成系统的业务功能,属于安全级软件.算法软件开发遵循软件的典型生命周期,即从软件的需求,设计到实现的整个过程.在核电行业的算法软件开发生命周期中,需求一般对应功能图,设计一般对应逻辑图,实现一般对应C代码.在算法软件的开发过程中,可能在不经意间引入一些人为错误,导致一些不可承受的严重后果.文中针对核电厂DCS系统算法软件的安全性要求,基于SCADE软件的KCG模式生成代码,提出算法软件从需求到代码自动化生成的方法,并利用该方法开发出符合核电行业高安全性要求的算法软件,从而使得核电厂DCS系统设计人员既能节省整个算法软件的开发周期,又能保证开发出的软件具备在系统中运行的高安全性要求.在满足核安全的前提下,该方法可以大幅缩短工程设计的开发时间,提高用户使用体验,具有可观的经济效益. 展开更多

关键词 核电厂 数字化仪控系统 自动化生成方法 高安全性要求

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小型光伏发电实验平台的设计与实现

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作者 徐东东 张海宁 +2 位作者 刘卫亮 王印松 吴延群 《国网技术学院学报》 2015年第6期41-46,共6页

为便于光伏发电技术的研究与教学工作,文章设计并实现了一套小型光伏发电实验平台。简要介绍了光伏发电技术的基本原理,分别设计了实验平台的硬件装置部分和软件部分,基于嵌入式技术和C#开发环境进行了实验平台的实现,并通过应用实例对... 为便于光伏发电技术的研究与教学工作,文章设计并实现了一套小型光伏发电实验平台。简要介绍了光伏发电技术的基本原理,分别设计了实验平台的硬件装置部分和软件部分,基于嵌入式技术和C#开发环境进行了实验平台的实现,并通过应用实例对其功能进行了验证。应用结果表明,该实验平台可有效的开展光伏电池的伏安特性实验、最大功率跟踪控制实验、逆变控制实验等多个常规实验,并具有简洁直观、人机交互友好,成本低的特点,并且可扩展性良好。 展开更多

关键词 光伏发电 实验平台 MPPT 逆变

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SVDU的多协处理器并行化方法研究 被引量：2

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作者 赵洋 汪亨 +1 位作者 吴延群 余波 《仪器仪表用户》 2019年第12期33-38,共6页

安全级图形显示单元作为安全级核电控制系统的配套人机交互界面,用于为核电厂操作员提供安全级核电控制系统内的状态监视和手动控制功能。随着国内核电产业的发展,核电业主对安全级图形显示单元提出更高的应用要求,而现有的安全级软件... 安全级图形显示单元作为安全级核电控制系统的配套人机交互界面,用于为核电厂操作员提供安全级核电控制系统内的状态监视和手动控制功能。随着国内核电产业的发展,核电业主对安全级图形显示单元提出更高的应用要求,而现有的安全级软件设计原则限制了安全级图形显示单元功能的持续改进。本文通过对安全级图形显示单元的系统功能和底层支撑技术的分析,提出通过多协处理器并行化方法改进安全级图形显示单元的总体设计,并详细阐述了该方法的系统架构、运行机制、技术实现及其优劣性。 展开更多

关键词 安全级图形显示单元 安全功能 多协处理器 并发执行

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频控阵雷达频率合成器技术研究与设计

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作者 谌志强 陈起 +2 位作者 雷敏杰 吴延群 黄起昌 《科技视界》 2019年第22期11-13,65,共4页

频控阵雷达作为近年来提出的一种新体制雷达,其对频率合成器的需求与传统的相控阵雷达对频率合成器的需求较为不同;频控阵雷达频率合成器除了阵列雷达所需求的相位相参性要求以外,还对各个通道输出信号频率及对应通道频率偏移也提出了... 频控阵雷达作为近年来提出的一种新体制雷达,其对频率合成器的需求与传统的相控阵雷达对频率合成器的需求较为不同;频控阵雷达频率合成器除了阵列雷达所需求的相位相参性要求以外,还对各个通道输出信号频率及对应通道频率偏移也提出了新的要求。本文以频控阵雷达对频率合成器需求为前提,研究并设计了几种直接数字频率合成器与锁相环相结合的频率合成器方案,对其原理及性能指标等进行分析对比,并给出应对不同频率特性需求的设计建议。 展开更多

关键词 频控阵雷达 频率合成器 锁相环 直接数字频率合成器

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