基于B/S結(jié)構(gòu)的核燃料軟件模型評估數(shù)據(jù)管理平臺研制

劉欣 汪洋 韋俊

摘? 要： 為解決核燃料軟件模型評估過程中操作重復(fù)性大和錯誤率高的問題，進行了模型評估數(shù)據(jù)管理平臺（Model Evaluate Database Management Platform）的研制。該平臺主要以JAVA為開發(fā)語言，基于B/S結(jié)構(gòu)和SSM框架，后臺采用SQL Server作為數(shù)據(jù)庫管理軟件，實現(xiàn)了對核電廠數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)的管理。在數(shù)據(jù)管理基礎(chǔ)上，用戶可通過輸入卡計算后的結(jié)果，與實驗數(shù)據(jù)對比進行軟件模型評估。同時，平臺實現(xiàn)了同類軟件結(jié)果對比的功能，為用戶提供多種評估方式，保證了評估結(jié)果的精確和可靠。

關(guān)鍵詞： 核燃料軟件; 模型評估;數(shù)據(jù)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

隨著我國核電自主化的推進，核電軟件的自主化也隨之不斷發(fā)展。其中，核燃料分析軟件對核燃料設(shè)計和分析起著重要作用，為實現(xiàn)其走出去和投入工程應(yīng)用，需按照國際慣例及安審要求，利用電廠或?qū)嶒灁?shù)據(jù)進行驗證，以評估適用范圍和確保可靠。在整個驗證過程中，模型評估是其重要一環(huán)，直接關(guān)系著軟件的功能要求和質(zhì)量要求。為有效支撐軟件模型的評估，需要合理有效的利用相關(guān)實驗數(shù)據(jù)進行對比分析。我們經(jīng)過多年的電站運行技術(shù)支持，以及參加眾多的國際合作項目，目前已經(jīng)積累了豐富的核燃料堆內(nèi)輻照數(shù)據(jù);同時，通過加入HRP、SCIP等國際合作項目，也為自主化核燃料軟件的確認與評估提供了大量的實驗數(shù)據(jù)。基于以上，建立了模型評估數(shù)據(jù)管理平臺（NEDMP，Model Evaluate Database Management Platform），在對實驗數(shù)據(jù)集中管理的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了自主軟件自動化驗證的過程，方便業(yè)務(wù)人員進行分析對比。為保障數(shù)據(jù)安全，平臺建立了數(shù)據(jù)加密等機制。同時，為保證數(shù)據(jù)的正確性，建立了數(shù)據(jù)校審批管理。最終實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的高效利用，有效支撐了燃料軟件模型評估，也推進了核級軟件自主化的進程[1-3]。

1? 平臺研制

1.1? 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)可用來描述互連節(jié)點設(shè)備的物理布局[4]。該平臺的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)可概括包含以下三部分：

（1）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：用來保存平臺所有結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的專用服務(wù)器，數(shù)據(jù)管理軟件使用SQL Server;

（2）文件服務(wù)器：用來保存系統(tǒng)中數(shù)據(jù)文件的服務(wù)器，系統(tǒng)從此處調(diào)用文件進行查看等;

（3）終端：用戶通過終端訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和文件服務(wù)器，用來獲取所需數(shù)據(jù)和文件。

1.2? 總體架構(gòu)

本平臺采用B/S結(jié)構(gòu)，將Web技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合，與傳統(tǒng)C/S結(jié)構(gòu)相比，不僅能更好的? ?滿足數(shù)據(jù)量的增加和信息服務(wù)所需的實時性和交互性[5]，而且該結(jié)構(gòu)將平臺功能的調(diào)用和處理集中到服務(wù)器端，用戶只需安裝瀏覽器即可訪問后臺，進而簡化了平臺的開發(fā)和維護。平臺借助JavaEE開發(fā)環(huán)境，利用其技術(shù)規(guī)范為多層應(yīng)用提供服務(wù)[6]。平臺整體架構(gòu)如圖1所示。

前端訪問層為用戶展示平臺可操作的功能，接受用戶請求后返回所需數(shù)據(jù)。具體原理是：平臺頁面由HTML和CSS等實現(xiàn)靜態(tài)展示和樣式設(shè)計，由嵌套在HTML中的JSP實現(xiàn)動態(tài)網(wǎng)頁制作。訪問層發(fā)送的請求通過JSP頁面，在后臺服務(wù)層被分析并當成一個Servlet進行業(yè)務(wù)邏輯處理[7-8]。

后端服務(wù)層可細分為業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。用戶操作界面提交請求后，由業(yè)務(wù)邏輯層負責傳遞處理，發(fā)送給數(shù)據(jù)訪問層，由訪問層訪問數(shù)據(jù)庫以獲取所需數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)訪問層對數(shù)據(jù)保存、讀取

和更新后，再逐步返回給前端訪問層。后端通過SSM（Spring、SpringMVC、Mybatis）框架搭建，利用Spring整合表現(xiàn)層的SpringMVC和數(shù)據(jù)持久層的Mybatis[9]。后臺使用SQL Server2012和Redis用于管理數(shù)據(jù)和提供分布式緩存服務(wù)[10]。

1.3? 業(yè)務(wù)流程

根據(jù)平臺的功能分析，需要用戶權(quán)限設(shè)置，只有已授權(quán)的用戶經(jīng)過身份驗證后，才可進入系統(tǒng)。身份驗證采用賬號與密碼的方式，若用戶在登錄系統(tǒng)時輸入的賬號和密碼都合法，則可進入系統(tǒng)進行相應(yīng)操作，否則，無權(quán)進入系統(tǒng)。合法用戶大致分為三類，分別是管理員、普通業(yè)務(wù)人員和校審人員。管理員對平臺進行系統(tǒng)管理;普通業(yè)務(wù)人員可新建評估算例、計算、模型評估等;業(yè)務(wù)校審人員可對普通業(yè)務(wù)人員提交的基礎(chǔ)文件、輸入卡和評估結(jié)果進行校對。該平臺的流程圖如圖2所示。

1.4? 功能模塊

平臺功能模塊劃分為六部分，分別為核心模塊：基礎(chǔ)實驗數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)內(nèi)容查詢和數(shù)據(jù)校審管理;非核心模塊：實驗統(tǒng)計、業(yè)務(wù)論壇和系統(tǒng)運維模塊。功能模塊如圖3所示。

基礎(chǔ)實驗數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)文件上傳、利用數(shù)據(jù)制作輸入卡和提交校對的功能。為便于后臺處理，文件上傳時，需對文件名稱進行規(guī)范化處理。文件中數(shù)據(jù)項包含實驗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實驗結(jié)果數(shù)據(jù)，若實驗涉及重開工，還需包含重開工數(shù)據(jù)及其結(jié)果。文件上傳后，經(jīng)過后臺解析，數(shù)據(jù)以字段形式存入SQL Server。利用字段數(shù)據(jù)，用戶可生成輸入卡，操作界面如圖4所示。生成輸入卡前，應(yīng)選擇所需軟件，界面自動調(diào)用該軟件輸入卡模板，顯示的輸入卡參數(shù)包括輻照數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)等。這些參數(shù)，若能直接從實驗數(shù)據(jù)文件中讀取，則會在參數(shù)值的位置顯示，若未能讀取，則由用戶手動填寫。平臺自動制卡和用戶手動制卡相結(jié)合，使用中只需關(guān)注輸入卡參數(shù)值，而無需考慮輸入卡對參數(shù)格式的要求，提高了分析效率。

利用數(shù)據(jù)查詢模塊，可查到實驗數(shù)據(jù)文件和輸入卡。選取輸入卡計算后，可查詢計算結(jié)果，以分析評估其模型是否可靠。該模塊可利用電廠實驗數(shù)據(jù)進行評估，也可利用同類軟件輸入卡計算后的結(jié)果進行對比。兩種評估方式均支持輸入卡的批量計算。評估結(jié)果以圖表展示在界面，如圖5所示，展示了同類軟件的芯塊中心溫度模型對比，用戶可直觀分析結(jié)果。確認結(jié)果無誤后，可提交校審流程，使此次評估結(jié)果進入公共庫當中。該模塊實現(xiàn)了平臺的核心功能，為用戶提供了程序模型自動化驗證的方式。

數(shù)據(jù)校審模塊包含提交記錄、待辦事項和已辦事項。平臺校審針對的內(nèi)容包括實驗數(shù)據(jù)文件、輸入卡和計算結(jié)果。用戶發(fā)起流程時，需進行校審流程節(jié)點設(shè)置，以將校審內(nèi)容傳至校審人。校審人可在待辦事項中直接查看該條流程并進行處理，若數(shù)據(jù)有誤，可退回給發(fā)起人，若無誤，可使流程流轉(zhuǎn)下一處理人。待流程節(jié)點完成后，數(shù)據(jù)存至公共庫，并可被所有合法用戶查詢。

平臺除以上業(yè)務(wù)模塊外，設(shè)計了實驗統(tǒng)計模塊，用戶可直接查詢計算過的輸入卡，以及查看計算結(jié)果。同時，建立了業(yè)務(wù)論壇模塊，為用戶提供發(fā)帖和回帖權(quán)限，用于交流程序評估相關(guān)經(jīng)驗和技術(shù)等，帖子發(fā)布前由管理員逐條審核，避免出現(xiàn)違規(guī)內(nèi)容。

平臺投入使用后，由于涉及數(shù)據(jù)量較大，因此需要管理員對數(shù)據(jù)進行管理，包括定期或不定期備份和維護。建立系統(tǒng)日志，記錄平臺使用期間用戶的操作等。

1.5? 安全機制

鑒于平臺所存數(shù)據(jù)的安全級別較高，研制中設(shè)計了完善的安全機制。除基本的用戶身份驗證外，對后臺數(shù)據(jù)庫中敏感數(shù)據(jù)和文件進行了加密處理，非法用戶讀到的數(shù)據(jù)或文件均為密文，保證數(shù)據(jù)即使被盜用也無法查看。

2? 總結(jié)

本文介紹了用于核燃料軟件模型評估的數(shù)據(jù)管理平臺的架構(gòu)和功能，該平臺在數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上提供了利用實驗數(shù)據(jù)進行模型評估和利用同類軟件計算結(jié)果對比的模型評估方式，方便用戶按需使用，成為一個集數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用于一體的系統(tǒng)。平臺從數(shù)據(jù)上傳和利用數(shù)據(jù)編制輸入卡，到輸入卡計算和結(jié)果分析，覆蓋了模型評估全過程，并實現(xiàn)了自動化管理。隨著平臺的使用，可考慮與外部分析軟件的接口，以更好的完善平臺功能。

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