打开文本图片集

摘要：核电大修远程专家支持系统是一套通过共享大修现场画面、检修记录数据和相关技术资料，利用远程沟通协作的技术，实现核电厂内大修实施人员与厂内、外专家的实现远程快速维修决策，提供检修方案，解决大修过程中产生的异常或复杂问题的信息系统。本系统的用户使用核电厂现场的移动终端、台式PC以及触摸屏等终端设备。本文介绍了一种核电数字化大修远程专家支持系统的软件功能及其软件设计，该系统主要由远程支持、远程会议和远程见证功能组成，并且与生产管理系统进行了集成。为了使本系统能够在不同的电厂均有更好的通用性，我们抽象出了远程专家系统需要的通用流媒体功能接口，屏蔽了不同流媒体平台对远程专家支持功能的影响。该系统通过了功能和性能测试，并在实际的核电厂大修活动中得到了应用和验证。

关键词：核电；大修；远程专家支持

中图分类号：TP311.52 文章标志码：A 文章编号：

Abstract： The outage remote expert support system for nuclear power plant is software system by which stuff in the nuclear power plant or experts outside the plant communicate and cooperate through the techniques such as video communication， file sharing， text messaging and etc. Remote and rapid decision-making can be realized， it is possible to solve abnormal or complex problems during outage. In this paper， function and implement design of a remote expert support system for digital outage is introduced. The system is composed of remote support， remote conference and remote witness functions， and the system is integrated with production management system. This system supports the access of the wireless network， mobile terminal， touch screen or desktop workstation and other infrastructure. In order to make the system be deployed in different power plants universally， we abstract a set of the general streaming media function interface which is required by the remote expert system， and make the streaming media platforms be transparent to the remote expert support applications. The function and performance of the system has been tested， and has been applied and verified by the actual the outage activities in nuclear power plants.

Key words： nuclear power；outage；remote expert support

0 引言

大修是核电厂机组能够安全、可靠、稳定、经济地运行的重要活动。核电厂大修活动是核电厂周期性地的停堆，并进行换料、维修、变更改造、检查和试验等工作的集合。大修工作在核电厂正常运行期间是无法进行的。[1][2]。核电厂对大修工作的要求是在保证质量的前提下尽量快速的完成任务，早日开始正常发电。核电厂大修分工复杂、参与人数多、工作负荷重，安全生产要求高，接口复杂，涉及多岗位、多部门和多单位的沟通和协作，因此提高大修期参与人员的沟通效率可以达到减少人员工作负荷、缩短大修周期的目的。

大修远程专家支持系统[3]的功能就是通过使用无线网络、移动终端设备，依托文件传输、远程白板、音视频等多种技术手段实现在核电厂内的大修指挥人员、厂内施工人员、厂外专家与检修现场的沟通协作，从而有效的缩短大修周期和、保证工作质量[4]。

1系统功能设计

如图1所示，远程专家系统的功能主要由三个部分组成：远程支持、远程见证和远程会议。

1.1远程支持功能

远程专家支持的核心业务场景是核电厂工作人员在现场遇到任何问题或者需要请求相关领域专业人士进行支持的情况，而专家在远程或核电厂的集中场所进行应答和响应。

厂内工作人员发起远程专家支持流程，可以通过PC端、PAD端或者手机端向选定的专家（可以选择多方专家）发起请求；被邀请或请求的专家在收到请求后进行确认，并启动专家支持会话。

远程专家支持活动会话支持实时音视频、聊天、白板、屏幕共享、查看监控、存档备份等功能。当远程专家支持会话结束后，将退出到主界面。

1.2远程见证功能

远程见证的上线后，可作为见证者和被见证者远程沟通的方式。被见证者可以上传文件、图像、视频、音频等作为依据，也可以与见证者实现实时的沟通。

其中，远程见证功能的最主要场景是进行QC质量见证，远程见证可以对以下三类质量控制点进行见证：

1）停工待检点（H 点）；

2）现场见证点（W 点）；

3）文件审查点（R 点）；

除了质量见证之外，远程见证功能还将应用于安全监督、辐射防护、消防保卫监督、防异物监督见证点等场景，具备远程见证和电子签字确认等功能。系统中的远程见证功能，包括针对上述应用场景在内的所有见证过程。

1.3远程会议功能

在核电厂远程专家支持系统中主要是实时音频、视频会议。不同于常见的互联网厂商提供的远程会议软件，大修应用中的远程专家会议的特色功能有：

1）会议模板管理：根据不同的大修相关会议类型，例如大修每日工前会、大修周总结会等，制定不同会议纪要、会议议程等相关模板文件。

2）会议计划管理：根据大修的业务流程，实现核电大修的例会的预定和通知相关人员。

3）会议人员管理：与核电厂的生产管理系统对接，从中读取大修的组织机构，可以精确的将会议安排通知和会议资料到需要的人。

4）会议资料归档：归档会议生产的会议纪要，并将会议资料分发到相关人员后归档到指定系统（例如：ECM等）。

2.软件设计

2.1架构设计

远程专家支持系统的软件遵循工业互联架构设计[5]，由三个层次构成（如图2所示）：

1）数据层：实现流媒体、定位、文件、以及核电厂人、财、物相关数据的采集、清晰、建模、存储和计算。

2）服务层，实现核电厂的管理特点的流媒体、白板、视频会议等基础服务，这些服务从数据层获取数据，并为应用层以restful接口的形式提供服务。

3）应用层，实现远程专家的各种web端应用功能，包括：技术支持、远程见证、远程会议。

2.2远程支持设计

远程支持功能的实现从技术角度出发，如图3所示，将该子系统分成以下技术组件，包括：

1）实时音视频服务：提供音视频互动能力。

2）白板服务：提供白板相关能力，包括不限于通用白板功能、冻屏功能等。

3）及时通信服务：提供即时的文字沟通能力。

4）监控视频接入服务：提供专家侧查看监控视频的能力。

5）此外提供文件服务为子系统涉及的图片、音视频持久化的需求提供支持。

远程见证子系统需要从生产管理系统中（EAM、SAP等）获取工单并从中获取见证点的信息以及见证点的状态。主要的服务模块包括：

1）见证流程服务：实现远程见证的流程逻辑。不同的大修用户具有不同的使用角色和权限。将各种核电厂的见证流程可通过配置文件进行描述，从而实现见证流程的可扩展性。

2）见证取证服务：实现文件、图像、音频、视频等证据的管理。将见证过程、见证的设备对象、见证参与人员、见证产生的证据进行关联。

3）文件归档服务：实现见证过程、证据材料的归档。通过文件服务、点播服务，来支持见证过程中关于图片素材、视频素材的保存和查看能力。

2.4远程会议设计

远程会议在结构上将重资源、重计算的实时音视频服务独立出来，封装好相对复杂的音视频处理功能，更好的提供稳定的、优化后的端到端互动能力。在此基础上，搭建合理的、满足需求设计的远程会议业务系统，并如图5所示，形成以下服务模块：

1）会议预定服务：提供大修相关的突发会议、周期性例会的预定服务。支持例会的模板管理。

2）会议通知服务：从核电厂生产管理系统中获取大修的组织机构，将会议的预定信息、会议召开之前的准备材料、会议开完后的纪要等分发给各个参会者。

3）会议召开服务：

在会议召开的过程中，提供流媒体、白板、文本通信、文件传输等服务。

4）会议归档服务：

提供会议结束后，按照会议的配置要求，对音视频、文件进行归档。并提供历史归档数据的查询接口。

2.5流媒体接口设计

远程专家支持系统大量的使用了流媒体技术组件，系统中使用到的流媒体技术已经非常成熟，而且当前市场上有很多互联网厂商（例如：阿里、腾讯等）可以提供基础流媒体平台产品。

然而当前各家核电厂正在使用的基础流媒体平台产品产商或型号不尽相同。为了使“远程专家支持系统”能够复用核电厂已有的流媒体基础平台产品，从而是远程专家支持系统具有更好的可推广性、快速部署性。如图6所示，我们设计了一整套的通用流媒体服务，为各种涉及音视频技术的场景提供平台化能力支持。在远程专家支持系统的建设中，起到基础性的作用。

流媒体基础服务提供了与核电业务无关的音、视频的采集、存储、播放等基础功能。作为对其业务功能的支持。流媒体服务具备其特殊的技术复杂度和专业性，但同时适合众多的场景需求，且具备一定的通用性和技术普适性。主要实现以下四类流媒体相关接口：

1）流媒体存储接口：采用分布式对象存储系统。主要包含四大部分：访问服务、存储引擎、系统管理、硬件与部署。

2）RTC流媒体接口：实时音视频SDK和自研实时互动流媒体网络为应用提供高品质实时流媒体的播放服务、快速支持一对一视频通话、多人会议、直播连麦、旁路直播等多种业务场景。

3）点播流媒体接口：点播流媒体服务是集音视频采集、编辑、上传、自动化转码处理、视频播放于一体的音视频点播相关服务。

4）监控视频流媒体接口：视频监控产品将监控设备、智能设备通过标准化协议接入节点，进行监控流的收录存储、媒体处理，供其他用户直接流畅播放实时监控流和历史监控流。

其技术特点有：

1）流媒体适配器采用驱动插件的形式开发，不同的适配器用于适配不同的流媒体产品，适配器的数量可通过配置文件可扩展。

2）使用通用流媒体接口为应用提供流媒体服务，从而使上层的流媒体应用与下层的流媒体平台产品选型无关。

3应用效果

远程专家支持系统搭建完成后通过了图1中的所有功能测试，其中部分功能的展示如图7、8、9，主要性能指标测试如表1所示：

该系统现已完成核电厂的部署工作，并已经在多次大修活动中得到了应用，应用效果显示本系统可以提高现场维修人员、专家以及质保等工作岗位的劳动强度的作用。

4结论

本文介绍了一种核电数字化大修远程专家支持系统的设计，该系统的建设目的主要是通过提高沟通效率的方式降低大修的成本、压缩工期。

该系统与核电厂已有的生产管理、音视频、大修管理等系统融合。为了使系统有更好的通用性，设计封装了通用流媒体服务接口从而可以适配不同电厂的流媒体的基础设施。

通过系统的测试和核电大修的应用，该系统性能满足设计要求，可以起到提高生产效率的作用。

参考文献

[1] 吕世文.谈核电大修安全管理[J]. 电力安全技术. 2007 （06）

[2] 段魁.核电站大修项目的管理与优化[J]. 科技创新导报. 2019 （23）

[3] 高涛，段润保，霍平.基于Internet的远程专家维护系统[J]. 机械工程与自动化. 2008 （01）

[4] 刘石桥，刘洋，张绪怡，康澄杰. 核电厂数字化大修指挥中心设计研究[J]，中国核电.2021（06）

[5] 伍吉泽.数字核电功能规划与架构设计[J]. 中国核电. 2017 （03）