核电站遗留项管理信息系统的设计与实现

核电站遗留项管理信息系统的设计与实现作者：陈迪新王健蔡黎明杨晓奇
来源：《无线互联科技》2023年第17期
摘要：為高质量完成核电站工程移交后的消缺工作，保障核电机组安全稳定运行，文章设计了核电站遗留项管理信息系统。

信息系统PC端基于浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）模式，采用C#语言、Ajax技术和WEB前端框架开发。

用户可通过主流的桌面浏览器访问信息化系统，实现工作票管理和数据统计。

基于HTML5技术，本设计开发了移动端钉钉小程序，用户可以通过手机进行作业，在工作现场和办公区域对工作票进行快速扫描识别和处理。

关键词：核电站；工程遗留项；信息化系统；B/S模式
中图分类号：TP392文献标志码：A
0 引言
核电站各项目在机组投入商业运行后，均剩有工程遗留项需继续处理，工程遗留项包括3种类别，即临时验收（Provisional Acceptance Certificate，PAC）遗留项、生产工程联系单（Design Change Link Sheet，DCL）和质保期设计变更改造（Design Change Key in-Warranty Period，DCK）。

由于机组商运后缺陷处理窗口变少、工程方消缺资源减少等原因，工程遗留项的处理周期相对较长，一般会持续到机组的第二轮大修结束后甚至更长，单台机组工程遗留项的最长处理周期达3年以上。

3类工程遗留项流程相对独立，均不具备数据分类统计、经验反馈标识及与生产方信息系统接口的功能，无法自动对工程遗留项、工作票和工作包进行关联性梳理，需要依靠人工建立电子表格进行状态和数据统计。

为解决该问题，本文开展两方面的研究：（1）基于B/S架构设计［1］开发了一套工程遗留项管理信息系统，将现有各类工程遗留项流程数据整合其中，并与生产方相关系统有效接口，可对遗留项数据进行整合统计和集中管理。

数据之间高效关联和同步，实现自动化、多样化的信息统计和经验反馈梳理功能，能够有效提升工程遗留项处理效率和质量，节省工程遗留项处理的人力投入和管理成本。

（2）基于HTML 5技术［2］，开发了手机移动端钉钉小程序，利用图像识别二维码技术，扫描识别作业工作票，并对工作票状态进行快速更新。

1 系统设计
1.1 设计原则
系统主要设计原则遵守：
（1）高性能。

提高整体处理能力，加快请求处理过程，减轻数据库负载压力。

（2）高可用性。

7×24 h可用，服务器采用主、副站点方式部署，进行高可用的配置。

系统设计有较强的防错、抗错以及纠错能力，以保证数据在传递过程中的完整性和正确性。

（3）安全性。

满足对数据安全保密要求。

系统具备周密和细致的数据权限控制机制，既能确保数据的安全，又不影响数据的共享。

（4）可伸缩。

允许向应用服务器、数据库服务器环境中增加新的服务器，缓解不断上升的用户并发访问压力和不断增长的数据存储需求。

（5）可扩展。

高内聚、低耦合，将业务与可复用服务分离。

系统能够方便地接入新下位控制器或与其他系统挂接。

（6）易管理和易维护：网络系统具有良好的可管理性，系统应具有检测、故障诊断、故障隔离、过滤设置等功能，以便于系统的管理和维护。

（7）可重用。

系统通过接口方式提供服务，实现与多系统对接。

系统接口采用JSON格式进行数据传递，在开发测试过程中可对接口进行测试。

（8）开放性。

底层系统、数据库、通信协议采用统一标准，可以接入第三方系统。

（9）可移植。

采用通用和跨平台技术。

1.2 功能划分
工作人员需要通过PC机和移动手机实现对系统的访问和功能处理。

为达到最佳功能，系统按照PC端和移动端进行功能划分。

（1）PC端主要实现PAC、DCL、DCK数据信息的整合、关联、跟踪、统计、计算、图表导出功能，以及新增经验反馈等自定义字段功能［3］。

功能分为“PAC/FAC 遗留项综合查询”和“PAC/FAC统计报表”两大部分。

遗留项综合查询主要作用是查询和编辑工作票，功能包括PAC/FAC查询、遗留项编辑、遗留项查看、PAC转FAC和遗留项导出等。

统计报表主要作用是统计和分析作业情况，功能包括总体统计、按周期统计、按类别统计、按部门统计和按工作包统计等。

PC端模块功能划分如图1所示。

（2）移动端主要实现记录和跟踪遗留项对应工作包流转过程和状态。

功能分为“扫一扫”“状态处理”和“历史扫描处理记录”。

扫一扫是基于图像识别技术，通过扫描工作票二维码查询信息并进行状态更新。

移动端模块功能划分如图2所示。

1.3 层次模式
系统按层次进行开发设计，对各项功能进行解耦开发，以提高系统的可用性和可移植性。

系统层次模型如图3所示，分为4层。

（1）数据层。

信息化系统中数据是核心，主要功能围绕数据处理来开展。

数据源来自IMS（项目信息管理系统的总称）数据库、人员卫星数据库（用户信息的认证）和分布式文件系统（文件存储）。

（2）基础框架层。

该层将主要业务逻辑进行封装，规范信息化系统的开发。

SUFramework为自主开发的基础操作框架，包括数据访问、用户管理、计算和资源管理功能；Workflow为工作流引擎，具备低代码工作流构建功能；定时任务用于信息化系统的维护和定期工作处理。

（3）业务逻辑层。

业务核心处理层是功能实现的关键部分。

根据系统的业务需求，它包括工作票管理、调试安全管理、调试移动管理和调试管理4个部分。

（4）UI展示层。

UI界面采用现代工业设计，简单易用，便于学习。

PC端基于 页面技术，使用浏览器进行访问。

移动端基于钉钉小程序。

技术簇包括C#、.net Core、HTML、JavaScript、AJAX、Taro和CSS等。

2 系统实现
2.1 硬件系统
硬件系统兼容现有系统，总体分为服务器机群、网络设备和客户端3个部分。

服务器机群为满足可伸缩性和可靠性要求，采用分布式设计按功能分为数据库服务器、WEB服务器和FTP服务器。

网络设备基于高安全性企业网络系统。

客户端为具备访问企业网络权限的办公电脑。

硬件系统框架如图4所示。

采用高性能的服务器，提高整体处理能力，加快请求处理过程，减轻数据库负载压力。

可伸缩，允许向应用服务器、数据库服务器环境中增加新的服务器，缓解不断上升的用户并发访问压力和不断增长的数据存储需求。

移动端硬件分为互联网开放区、阿里云/钉钉接入区、防火墙、DMZ正/反向代理服务区、内网应用区、内网数据区，满足内外网通信安全要求。

移动端系统硬件框架如图5所示。

2.2 数据库设计
系统基于开源关系型数据库进行开发。

数据库中建立表格“DCL/DCK信息主表”“经验反馈信息表”“操作日志表”“工单与主表关联信息表”“进度信息表”“工单信息表”和“扫码记录表”。

根据查询的需求，本设计创建了“DCL/DCK查询主表视图”“PAC查詢主表视图”和“DCL/DCK查询审查意见表视图”。

数据库表格的结构如图6所示。

表格之间通过关键字段进行关联，同时考虑字段数量和业务逻辑的耦合关系。

2.3 文件系统设计
信息化系统需要上传大量的扫描件和照片，为应对大量小容量文件存储需求，采用分布式文件系统。

分布式文件系统与传统文件系统相比，将文件系统抽象化，分别存储在不同的文档服务器上，具有可扩展、高可用性、低成本和弹性存储等优点。

2.4 功能设计
遗留项智能管理模块实现功能如下：
（1）当前责任人登录该模块默认查询列表中展示DCL/DCK的数据信息。

（2）针对列表中的每条记录可以进行编辑、查看和导出。

（3）PAC记录可以转换为FAC记录。

（4）编辑界面中可以分别针对工单号、经验反馈和进展跟踪进行独立子模块的管理。

（5）实现自动化、多样化和可定制化的图形表格数据统计功能。

（6）可实时显示DCL/DCK 的多维度图形表格数据统计报表。

移动App端模块实现功能如下：
（1）通过打开显示“扫一扫”模块，获取工单号编码后，选择所需对应的工作包状态提交，将状态回写到数据库表格中。

（2）查看历史扫码处理记录。

2.5 统计报表
信息系统设计完善的统计报表功能，辅助工程师进行智能分析，报表功能如下。

（1）总体统计：工程师选择类型按照总体统计类查看遗留项数据展示。

显示字段包括类别、总量、未清楚、已清楚、清除率。

（2）周期统计：工程师选择类型按照周期统计类查看遗留项数据展示。

显示字段包括日期、累计产生、累计关闭、本月产生、本月关闭、累计清除率。

（3）类别统计：工程师选择类型按照类别统计类查看遗留项数据展示。

显示字段包括类别、技术澄清、仅文件修改、仅备件提供、现场实施、其他。

（4）流程统计：工程师选择类型按照流程统计类查看遗留项数据展示。

显示字段包括类别、合计、生产发起、生产审查、工程分发、工程答复、工程确认、生产确认、现场实施、生产关闭、关闭。

（5）工作票统计：工程师选择类型按照工作票统计类查看遗留项数据展示。

显示字段包括类别、不需递包、需递包、未递包、已递工程接口人、生产审核中、合格、已出票、作废、关闭、归档。

2.6 界面实现
PC端基于B/S架构［4］，用户使用浏览器访问，界面如图7—8所示。

2.7 扫一扫功能实现
为保障数据安全，系统不调用第三方提供的服务，而是自主设计了图像识别算法对二维码进行识别。

系统首先调用移动端摄像头获取图像信号，然后对图像进行识别处理，最终获得二维码信息。

图像识别算法考虑到对工单进行拍照时，光线、角度和位置不同，因此需要对图片进行灰度化和二值化处理，滤除图像噪声，从而实现二维码信息的正确有效提取。

2.8 安全设计
信息化系统从输入输出验证、数据交换、身份认证、会话管理、异常处理、数据保护、数据库安全和文件安全等方面加强安全保护［5］。

输入输出验证是安全防范的首道防线，以保障不让恶意的数据进入系统。

系统对所有输入数据进行验证，采用限制输入、拒绝输入、净化输入3个处理方式。

数据交换采用安全方式进行，保障数据不可篡改。

身份认证支持4A登录认证，同时兼容账号密码验证。

系统限制会话寿命，确保通道的安全；对身份验证cookie的内容进行加密；保护会话状态，以防止未经授权的访问；采用全局异常处理，响应返回的全部异常；实现严格的访问控制，限制用户只能访问按照完成任务要求的功能、数据和系统信息。

数据库安全则考虑使用参数化SQL语句和确保数据库资源能够被释放。

文件安全则考虑严格控制文件上传，为了安全地使用临时文件，在程序初始化时创建一个只能被该程序读写的文件夹。

3 结语
本文从设计原则、功能划分和层次模式3个方面入手，阐述了核电站遗留项管理信息系统设计方案。

文章从硬件系统、数据库设计、功能设计、界面实现和安全设计5个方面阐述了核电站遗留项管理信息系统实现。

核电站遗留项管理信息系统，成功应用于防城港项目3、4号
机组。

通过实际使用，信息化系统对遗留项数据进行整合统计和集中管理，实现数据之间高效关联和同步，实现自动化、多样化的信息统计和经验反馈梳理功能，能够有效提升工程遗留项处理效率和质量，节省工程遗留项处理的人力投入和管理成本。

参考文献
2.1 硬件系统
硬件系统兼容现有系统，总体分为服务器机群、网络设备和客户端3个部分。

服务器机群为满足可伸缩性和可靠性要求，采用分布式设计按功能分为数据库服务器、WEB服务器和FTP服务器。

网络设备基于高安全性企业网络系统。

客户端为具备访问企业网络权限的办公电脑。

硬件系统框架如图4所示。

采用高性能的服务器，提高整体处理能力，加快请求处理过程，减轻数据库负载压力。

可伸缩，允许向应用服务器、数据库服务器环境中增加新的服务器，缓解不断上升的用户并发访问压力和不断增长的数据存储需求。

移动端硬件分为互联网开放区、阿里云/钉钉接入区、防火墙、DMZ正/反向代理服务区、内网应用区、内网数据区，满足内外网通信安全要求。

移动端系统硬件框架如图5所示。

2.2 数据库设计
系统基于开源关系型数据库进行开发。

数据库中建立表格“DCL/DCK信息主表”“经验反馈信息表”“操作日志表”“工单与主表关联信息表”“进度信息表”“工单信息表”和“扫码记录表”。

根据查询的需求，本设计创建了“DCL/DCK查询主表视图”“PAC查询主表视图”和“DCL/DCK查询审查意见表视图”。

数据库表格的结构如图6所示。

表格之间通过关键字段进行关联，同时考虑字段数量和业务逻辑的耦合关系。

2.3 文件系统设计
信息化系统需要上传大量的扫描件和照片，为应对大量小容量文件存储需求，采用分布式文件系统。

分布式文件系统与传统文件系统相比，将文件系统抽象化，分别存储在不同的文档服务器上，具有可扩展、高可用性、低成本和弹性存储等优点。

2.4 功能设计
遗留项智能管理模块实现功能如下：
（1）当前责任人登录该模块默认查询列表中展示DCL/DCK的数据信息。

（2）针对列表中的每条记录可以进行编辑、查看和导出。

（3）PAC记录可以转换为FAC记录。

（4）编辑界面中可以分别针对工单号、经验反馈和进展跟踪进行独立子模块的管理。

（5）实现自动化、多样化和可定制化的图形表格数据统计功能。

（6）可实时显示DCL/DCK 的多维度图形表格数据统计报表。

移动App端模块实现功能如下：
（1）通过打开显示“扫一扫”模块，获取工单号编码后，选择所需对应的工作包状态提交，将状态回写到数据库表格中。

（2）查看历史扫码处理记录。

2.5 统计报表
信息系统设计完善的统计报表功能，辅助工程师进行智能分析，报表功能如下。

（1）总体统计：工程师选择类型按照总体统计类查看遗留项数据展示。

显示字段包括类别、总量、未清楚、已清楚、清除率。

（2）周期统计：工程师选择类型按照周期统计类查看遗留项数据展示。

显示字段包括日期、累計产生、累计关闭、本月产生、本月关闭、累计清除率。

（3）类别统计：工程师选择类型按照类别统计类查看遗留项数据展示。

显示字段包括类别、技术澄清、仅文件修改、仅备件提供、现场实施、其他。

（4）流程统计：工程师选择类型按照流程统计类查看遗留项数据展示。

显示字段包括类别、合计、生产发起、生产审查、工程分发、工程答复、工程确认、生产确认、现场实施、生产关闭、关闭。

（5）工作票统计：工程师选择类型按照工作票统计类查看遗留项数据展示。

显示字段包括类别、不需递包、需递包、未递包、已递工程接口人、生产审核中、合格、已出票、作废、关闭、归档。

2.6 界面实现
PC端基于B/S架构［4］，用户使用浏览器访问，界面如图7—8所示。

2.7 扫一扫功能实现
为保障数据安全，系统不调用第三方提供的服务，而是自主设计了图像识别算法对二维码进行识别。

系统首先调用移动端摄像头获取图像信号，然后对图像进行识别处理，最终获得二维码信息。

图像识别算法考虑到对工单进行拍照时，光线、角度和位置不同，因此需要对图片进行灰度化和二值化处理，滤除图像噪声，从而实现二维码信息的正确有效提取。

2.8 安全设计
信息化系统从输入输出验证、数据交换、身份认证、会话管理、异常处理、数据保护、数据库安全和文件安全等方面加强安全保护［5］。

输入输出验证是安全防范的首道防线，以保障不让恶意的数据进入系统。

系统对所有输入数据进行验证，采用限制输入、拒绝输入、净化输入3个处理方式。

数据交换采用安全方式进行，保障数据不可篡改。

身份认证支持4A登录认证，同时兼容账号密码验证。

系统限制会话寿命，确保通道的安全；对身份验证cookie的内容进行加密；保护会话状态，以防止未经授权的访问；采用全局异常处理，响应返回的全部异常；实现严格的访问控制，限制用户只能访问按照完成任务要求的功能、数据和系统信息。

数据库安全则考虑使用参数化SQL语句和确保数据库资源能够被释放。

文件安全则考虑严格控制文件上传，为了安全地使用临时文件，在程序初始化时创建一个只能被该程序读写的文件夹。

3 结语
本文从设计原则、功能划分和层次模式3个方面入手，阐述了核电站遗留项管理信息系统设计方案。

文章从硬件系统、数据库设计、功能设计、界面实现和安全设计5个方面阐述了核电站遗留项管理信息系统实现。

核电站遗留项管理信息系统，成功应用于防城港项目3、4号机组。

通过实际使用，信息化系统对遗留项数据进行整合统计和集中管理，实现数据之间高效关联和同步，实现自动化、多样化的信息统计和经验反馈梳理功能，能够有效提升工程遗留项处理效率和质量，节省工程遗留项处理的人力投入和管理成本。

参考文献。