CN110531649B - 一种海洋核动力平台数值运维***及运维方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海洋核动力平台数值运维***，包括：第一数据云模块，第二数据云模块，第三数据云模块，第四数据云模块，第五数据云模块，第六数据云模块；中心数据云模块，其用于反馈设计改进建议至第一数据云模块、反馈建造改进建议至第二数据云模块、反馈调试改进建议至第三数据云模块、反馈运营优化建议至第四数据云模块、反馈预测维修建议至第五数据云模块、反馈退役优化建议至第六数据云模块，涉及海工平台运维***领域。本发明可实现运维***的多方同步维护，逐渐优化海洋核动力平台运维模型实现故障报警与预测维修功能，并可为下一代海洋核动力平台改进提供优化建议。
Description
技术领域
本发明涉及海工平台运维***设计领域，具体是涉及一种海洋核动力平台数值运维***及运维方法。
背景技术
海洋核动力平台是海上移动式小型核电站，是小型核反应堆与船舶工程的有机结合，可为海洋石油开采和偏远岛屿提供安全、有效的能源供给，也可用于大功率船舶和海水淡化领域。其长期远离陆地，具有“孤岛式”运行的特点，因外部环境复杂多变，具有较大的作业安全风险，并且其属于重要涉核设施，故障处理不当可能会造成严重的社会影响。同时，海洋核动力平台属于民用核设施，服役周期约40年，海上故障维修费用昂贵，严重影响其稳定性及经济性。因此，急需实现对海洋核动力平台运行维护的故障报警与预测维修功能，有效保障海洋核动力平台的安全性与经济性。传统的海工平台运维***，仅仅包含远程监测功能，难以实现复杂海工平台的故障报警与预测维修需求，目前适用于海洋核动力平台的运维***在我国还是空白。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种多方同步共享数据的海洋核动力平台数值运维***及运维方法。
本发明提供一种海洋核动力平台数值运维***，包括：
第一数据云模块，所述第一数据云模块与海洋核动力平台设计单位的设计主机连接，其用于获取设计数据，并生成初始数值模型；
第二数据云模块，所述第二数据云模块与海洋核动力平台建造单位的建造主机及所述第一数据云模块连接，其用于获取建造数据及初始数值模型，并优化所述初始数值模型得到第一轮优化数值模型；
第三数据云模块，所述第三数据云模块与海洋核动力平台调试单位的调试主机及所述第二数据云模块连接，其用于获取调试数据及第一轮优化数值模型，并优化所述第一轮优化数值模型得到第二轮优化数值模型；
第四数据云模块，所述第四数据云模块与海洋核动力平台运营单位的运营主机及所述第三数据云模块连接，其用于获取运营数据及第二轮优化数值模型，并优化所述第二轮优化数值模型得到第三轮优化数值模型；
第五数据云模块，所述第五数据云模块与海洋核动力平台维修单位的维修主机及所述第四数据云模块连接，其用于获取维修数据及第三轮优化数值模型，并优化所述第三轮优化数值模型得到第四轮优化数值模型；
第六数据云模块，所述第六数据云模块与海洋核动力平台退役单位的退役主机及所述第五数据云模块连接，其用于获取退役数据及第四轮优化数值模型，并优化所述第四轮优化数值模型得到精确数值模型；
中心数据云模块，所述中心数据云模块与海洋核动力平台的运行主机及所述第一数据云模块、第二数据云模块、第三数据云模块、第四数据云模块、第五数据云模块、第六数据云模块均连接，其用于获取运行数据及精确数值模型，并反馈设计改进建议至第一数据云模块、反馈建造改进建议至第二数据云模块、反馈调试改进建议至第三数据云模块、反馈运营优化建议至第四数据云模块、反馈预测维修建议至第五数据云模块、反馈退役优化建议至第六数据云模块。
在上述技术方案的基础上，所述第一数据云模块、第二数据云模块、第三数据云模块、第四数据云模块、第五数据云模块、第六数据云模块及中心数据云模块均包括依次连接的数据清洗单元、数据融合单元和数据建模优化单元。
在上述技术方案的基础上，所述数据清洗单元通过填写缺失值、光滑噪声数据和删除离群点进行数据清洗。
在上述技术方案的基础上，所述数据融合单元通过相关性分析和关联规则分析进行数据级融合与特征级融合。
在上述技术方案的基础上，所述数据建模优化单元通过数据分类、关联分析、离群点分析和演变分析进行数据建模优化。
在上述技术方案的基础上，所述设计数据包括海洋核动力平台的***原理图和接线图；所述建造数据包括海洋核动力平台的焊接工艺和加固强度；所述调试数据包括海洋核动力平台的***兼容性和设备可靠性；所述运营数据包括海洋核动力平台的运营计划；所述维修数据包括海洋核动力平台的检修状况和维修记录；所述退役数据包括海洋核动力平台的结构疲劳强度和机械磨损度；所述运行数据包括海洋核动力平台的***及设备运行状态和故障信息。
在上述技术方案的基础上，所述第三轮优化数值模型用于对海洋核动力平台进行故障预警与运营优化。
在上述技术方案的基础上，所述第四轮优化数值模型用于对海洋核动力平台进行预测性检验与维修。
在上述技术方案的基础上，所述精确数值模型用于对海洋核动力平台进行整体设计优化。
本发明还提供一种海洋核动力平台数值运维方法，包括如下步骤：
第一数据云模块获取设计数据，并生成初始数值模型；
第二数据云模块获取建造数据及初始数值模型，并优化所述初始数值模型得到第一轮优化数值模型；
第三数据云模块获取调试数据及第一轮优化数值模型，并优化所述第一轮优化数值模型得到第二轮优化数值模型；
第四数据云模块获取运营数据及第二轮优化数值模型，并优化所述第二轮优化数值模型得到第三轮优化数值模型；
第五数据云模块获取维修数据及第三轮优化数值模型，并优化所述第三轮优化数值模型得到第四轮优化数值模型；
第六数据云模块获取退役数据及第四轮优化数值模型，并优化所述第四轮优化数值模型得到精确数值模型；
中心数据云模块获取运行数据及精确数值模型，并反馈设计改进建议至第一数据云模块、反馈建造改进建议至第二数据云模块、反馈调试改进建议至第三数据云模块、反馈运营优化建议至第四数据云模块、反馈预测维修建议至第五数据云模块、反馈退役优化建议至第六数据云模块。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)本发明的海洋核动力平台数值运维***基于海洋核动力平台的设计数据、建造数据、调试数据、运营数据、维修数据与退役数据等全生命周期数据进行数据建模，通过在海洋核动力平台及其设计单位、建造单位、调试单位、运营单位、维修单位、退役单位部署数据云模块，实现运维***的多方同步维护；并且，将一个大型的执行任务分配在由多个服务器构成的资源池上，让用户可按需获取存储空间、计算能力等服务。
(2)本发明的海洋核动力平台数值运维***和方法使用数据云技术对海洋核动力平台的设计单位、建造单位、调试单位、运营单位、维修单位与退役单位等多方进行数值模型维护，逐渐优化海洋核动力平台运维模型实现故障报警与预测维修功能，并可为下一代海洋核动力平台改进提供优化建议。
附图说明
图1是本发明实施例的海洋核动力平台数值运维***构架示意图；
图2是本发明实施例的数据云模块结构框图。
附图标记：1—第一数据云模块，2—第二数据云模块，3—第三数据云模块，4—第四数据云模块，5—第五数据云模块，6—第六数据云模块，7—中心数据云模块。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
参见图1及图2所示，本发明实施例提供一种海洋核动力平台数值运维***，包括：
第一数据云模块1，所述第一数据云模块1与海洋核动力平台设计单位的设计主机连接，其用于获取设计数据，并生成初始数值模型；
第二数据云模块2，所述第二数据云模块2与海洋核动力平台建造单位的建造主机及所述第一数据云模块1连接，其用于获取建造数据及初始数值模型，并优化所述初始数值模型得到第一轮优化数值模型；
第三数据云模块3，所述第三数据云模块3与海洋核动力平台调试单位的调试主机及所述第二数据云模块2连接，其用于获取调试数据及第一轮优化数值模型，并优化所述第一轮优化数值模型得到第二轮优化数值模型；
第四数据云模块4，所述第四数据云模块4与海洋核动力平台运营单位的运营主机及所述第三数据云模块3连接，其用于获取运营数据及第二轮优化数值模型，并优化所述第二轮优化数值模型得到第三轮优化数值模型；
第五数据云模块5，所述第五数据云模块5与海洋核动力平台维修单位的维修主机及所述第四数据云模块4连接，其用于获取维修数据及第三轮优化数值模型，并优化所述第三轮优化数值模型得到第四轮优化数值模型；
第六数据云模块6，所述第六数据云模块6与海洋核动力平台退役单位的退役主机及所述第五数据云模块5连接，其用于获取退役数据及第四轮优化数值模型，并优化所述第四轮优化数值模型得到精确数值模型；
中心数据云模块7，所述中心数据云模块7与海洋核动力平台的运行主机及所述第一数据云模块1、第二数据云模块2、第三数据云模块3、第四数据云模块4、第五数据云模块5、第六数据云模块6均连接，其用于获取运行数据及精确数值模型，并反馈设计改进建议至第一数据云模块1、反馈建造改进建议至第二数据云模块2、反馈调试改进建议至第三数据云模块3、反馈运营优化建议至第四数据云模块4、反馈预测维修建议至第五数据云模块5、反馈退役优化建议至第六数据云模块6。
本发明的海洋核动力平台数值运维***基于海洋核动力平台的设计数据、建造数据、调试数据、运营数据、维修数据与退役数据等全生命周期数据进行数据建模，通过在海洋核动力平台及其设计单位、建造单位、调试单位、运营单位、维修单位、退役单位部署数据云模块，实现运维***的多方同步维护；并且，将一个大型的执行任务分配在由多个服务器构成的资源池上，让用户可按需获取存储空间、计算能力等服务。
在本实施例中，优选的，所述第一数据云模块1、第二数据云模块2、第三数据云模块3、第四数据云模块4、第五数据云模块5、第六数据云模块6及中心数据云模块7均包括依次连接的数据清洗单元、数据融合单元和数据建模优化单元；融入了数据清洗技术、数据融合技术与数值建模技术，具备云存储与云计算功能，通过将一个大型的执行任务分配在由多个服务器构成的资源池上，让用户按需获取存储空间、计算能力等服务。
在本实施例中，优选的，所述数据清洗单元通过填写缺失值、光滑噪声数据和删除离群点进行数据清洗；数据清洗单元主要包括分箱软件、聚类软件等，可对数据进行归类与预处理，具备格式标准化、异常数据清除、错误纠正与重复数据清除功能，通过填写缺失的值、光滑噪声数据、识别或删除离群点等方法来清洗数据。
在本实施例中，优选的，所述数据融合单元通过相关性分析和关联规则分析进行数据级融合与特征级融合；数据融合单元主要包括相关性分析软件、关联规则软件等，可挖掘数据之间的逻辑关系，具备数据级融合与特征级融合功能，给出平台故障与否及故障模式的正确判定，分析状态、现象和原因之间的关系。
在本实施例中，优选的，所述数据建模优化单元通过数据分类、关联分析、离群点分析和演变分析进行数据建模优化；数值建模优化单元，主要包括数值仿真软件与优化软件等，可按照各***及设备工程实际进行建模与优化，具备数据分类、关联分析、离群点分析与演变分析功能，对数据进行归纳性的推理和联想，寻找数据间的内在关联，从中发掘出潜在的、对信息预测和决策行为起着重要作用的模式，完成平台数值建模及优化。
在本实施例中，优选的，所述设计数据包括海洋核动力平台的***原理图和接线图；所述建造数据包括海洋核动力平台的焊接工艺和加固强度；所述调试数据包括海洋核动力平台的***兼容性和设备可靠性；所述运营数据包括海洋核动力平台的运营计划；所述维修数据包括海洋核动力平台的检修状况和维修记录；所述退役数据包括海洋核动力平台的结构疲劳强度和机械磨损度；所述运行数据包括海洋核动力平台的***及设备运行状态和故障信息。
在本实施例中，优选的，所述第三轮优化数值模型用于对海洋核动力平台进行故障预警与运营优化；所述第四轮优化数值模型用于对海洋核动力平台进行预测性检验与维修；所述精确数值模型用于对海洋核动力平台进行整体设计优化。
本发明实施例还提供一种海洋核动力平台数值运维方法，包括如下步骤：
第一数据云模块1获取设计数据，并生成初始数值模型；
第二数据云模块2获取建造数据及初始数值模型，并优化所述初始数值模型得到第一轮优化数值模型；
第三数据云模块3获取调试数据及第一轮优化数值模型，并优化所述第一轮优化数值模型得到第二轮优化数值模型；
第四数据云模块4获取运营数据及第二轮优化数值模型，并优化所述第二轮优化数值模型得到第三轮优化数值模型；
第五数据云模块5获取维修数据及第三轮优化数值模型，并优化所述第三轮优化数值模型得到第四轮优化数值模型；
第六数据云模块6获取退役数据及第四轮优化数值模型，并优化所述第四轮优化数值模型得到精确数值模型；
中心数据云模块7获取运行数据及精确数值模型，并反馈设计改进建议至第一数据云模块1、反馈建造改进建议至第二数据云模块2、反馈调试改进建议至第三数据云模块3、反馈运营优化建议至第四数据云模块4、反馈预测维修建议至第五数据云模块5、反馈退役优化建议至第六数据云模块6。
本发明的海洋核动力平台数值运维***和方法使用数据云技术对海洋核动力平台的设计单位、建造单位、调试单位、运营单位、维修单位与退役单位等多方进行数值模型维护，逐渐优化海洋核动力平台运维模型实现故障报警与预测维修功能，并可为下一代海洋核动力平台改进提供优化建议。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种海洋核动力平台数值运维***，其特征在于，包括：
第一数据云模块(1)，所述第一数据云模块(1)与海洋核动力平台设计单位的设计主机连接，其用于获取设计数据，并生成初始数值模型；
第二数据云模块(2)，所述第二数据云模块(2)与海洋核动力平台建造单位的建造主机及所述第一数据云模块(1)连接，其用于获取建造数据及初始数值模型，并优化所述初始数值模型得到第一轮优化数值模型；
第三数据云模块(3)，所述第三数据云模块(3)与海洋核动力平台调试单位的调试主机及所述第二数据云模块(2)连接，其用于获取调试数据及第一轮优化数值模型，并优化所述第一轮优化数值模型得到第二轮优化数值模型；
第四数据云模块(4)，所述第四数据云模块(4)与海洋核动力平台运营单位的运营主机及所述第三数据云模块(3)连接，其用于获取运营数据及第二轮优化数值模型，并优化所述第二轮优化数值模型得到第三轮优化数值模型；
第五数据云模块(5)，所述第五数据云模块(5)与海洋核动力平台维修单位的维修主机及所述第四数据云模块(4)连接，其用于获取维修数据及第三轮优化数值模型，并优化所述第三轮优化数值模型得到第四轮优化数值模型；
第六数据云模块(6)，所述第六数据云模块(6)与海洋核动力平台退役单位的退役主机及所述第五数据云模块(5)连接，其用于获取退役数据及第四轮优化数值模型，并优化所述第四轮优化数值模型得到精确数值模型；
中心数据云模块(7)，所述中心数据云模块(7)与海洋核动力平台的运行主机及所述第一数据云模块(1)、第二数据云模块(2)、第三数据云模块(3)、第四数据云模块(4)、第五数据云模块(5)、第六数据云模块(6)均连接，其用于获取运行数据及精确数值模型，并反馈设计改进建议至第一数据云模块(1)、反馈建造改进建议至第二数据云模块(2)、反馈调试改进建议至第三数据云模块(3)、反馈运营优化建议至第四数据云模块(4)、反馈预测维修建议至第五数据云模块(5)、反馈退役优化建议至第六数据云模块(6)；
所述设计数据包括海洋核动力平台的***原理图和接线图；所述建造数据包括海洋核动力平台的焊接工艺和加固强度；所述调试数据包括海洋核动力平台的***兼容性和设备可靠性；所述运营数据包括海洋核动力平台的运营计划；所述维修数据包括海洋核动力平台的检修状况和维修记录；所述退役数据包括海洋核动力平台的结构疲劳强度和机械磨损度；所述运行数据包括海洋核动力平台的***及设备运行状态和故障信息。
2.如权利要求1所述的海洋核动力平台数值运维***，其特征在于：所述第一数据云模块(1)、第二数据云模块(2)、第三数据云模块(3)、第四数据云模块(4)、第五数据云模块(5)、第六数据云模块(6)及中心数据云模块(7)均包括依次连接的数据清洗单元、数据融合单元和数据建模优化单元。
3.如权利要求2所述的海洋核动力平台数值运维***，其特征在于：所述数据清洗单元通过填写缺失值、光滑噪声数据和删除离群点进行数据清洗。
4.如权利要求2所述的海洋核动力平台数值运维***，其特征在于：所述数据融合单元通过相关性分析和关联规则分析进行数据级融合与特征级融合。
5.如权利要求2所述的海洋核动力平台数值运维***，其特征在于：所述数据建模优化单元通过数据分类、关联分析、离群点分析和演变分析进行数据建模优化。
6.如权利要求1所述的海洋核动力平台数值运维***，其特征在于：所述第三轮优化数值模型用于对海洋核动力平台进行故障预警与运营优化。
7.如权利要求1所述的海洋核动力平台数值运维***，其特征在于：所述第四轮优化数值模型用于对海洋核动力平台进行预测性检验与维修。
8.如权利要求1所述的海洋核动力平台数值运维***，其特征在于：所述精确数值模型用于对海洋核动力平台进行整体设计优化。
9.一种海洋核动力平台数值运维方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一数据云模块(1)获取设计数据，并生成初始数值模型；
第二数据云模块(2)获取建造数据及初始数值模型，并优化所述初始数值模型得到第一轮优化数值模型；
第三数据云模块(3)获取调试数据及第一轮优化数值模型，并优化所述第一轮优化数值模型得到第二轮优化数值模型；
第四数据云模块(4)获取运营数据及第二轮优化数值模型，并优化所述第二轮优化数值模型得到第三轮优化数值模型；
第五数据云模块(5)获取维修数据及第三轮优化数值模型，并优化所述第三轮优化数值模型得到第四轮优化数值模型；
第六数据云模块(6)获取退役数据及第四轮优化数值模型，并优化所述第四轮优化数值模型得到精确数值模型；
中心数据云模块(7)获取运行数据及精确数值模型，并反馈设计改进建议至第一数据云模块(1)、反馈建造改进建议至第二数据云模块(2)、反馈调试改进建议至第三数据云模块(3)、反馈运营优化建议至第四数据云模块(4)、反馈预测维修建议至第五数据云模块(5)、反馈退役优化建议至第六数据云模块(6)；所述设计数据包括海洋核动力平台的***原理图和接线图；所述建造数据包括海洋核动力平台的焊接工艺和加固强度；所述调试数据包括海洋核动力平台的***兼容性和设备可靠性；所述运营数据包括海洋核动力平台的运营计划；所述维修数据包括海洋核动力平台的检修状况和维修记录；所述退役数据包括海洋核动力平台的结构疲劳强度和机械磨损度；所述运行数据包括海洋核动力平台的***及设备运行状态和故障信息。
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