一种核电站数字化反应堆保护系统的测试方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种核电站数字化反应堆保护系统的测试方法，包括：随机选取核电站的一个运行工况及所述运行工况下的一个场景或事故；根据所选的运行工况和所述运行工况下的场景或事故生成第一测试用例，以使数字化反应堆保护系统触发保护动作；随机选择所述保护动作有效或失效，以生成第二测试用例使数字化反应堆保护系统继续触发保护动作，直到当前的测试过程覆盖一条完整的场景或事故序列为止。本发明专利技术还公开了一种核电站数字化反应堆保护系统的测试系统。本发明专利技术通过构建较为真实的反应堆保护系统操作剖面，能够有效提高数字化反应堆保护系统的测试效率、测试的充分性和有效性。

【技术实现步骤摘要】
一种核电站数字化反应堆保护系统的测试方法及系统
本专利技术涉及核电站
，尤其涉及一种核电站数字化反应堆保护系统的测试方法及系统。
技术介绍
反应堆保护系统是在核电站发生事故危及核安全屏障时触发必要的保护动作的安全关键仪控系统，其可靠性、安全性直接关系到核电站运行的安全性、可靠性及可用性。对于数字化反应堆保护系统，其核心的安全控制逻辑由软件实现，软件缺陷及软件失效将直接危及核电站的运行可靠及安全。因此，对于数字化反应堆保护系统的软件质量要求极为严苛。业界普遍认为软件验证与确认是确保数字化反应堆保护系统软件质量的重要技术手段，其中，验证为在系统生命周期内保证一个阶段能够满足前一阶段所提需求的过程，确认为保证集成后的计算机系统(硬件和软件)符合功能、特性和接口需求对其进行测试和评价的过程。软件验证与确认是通过审查、测试、分析和评估等技术和方法证明软件开发生命周期的各阶段软件产品及最终产品，以正确、一致和完整地实现了系统设计需求及用户需求。对于系统集成阶段或最终产品验收阶段的软件验证与确认，一般采取测试技术验证系统功能和性能的正确性、准确性。由于反应堆保护系统在核电站正常运行工况下不触发动作，仅在事故工况下才会触发必要的保护动作，而在核电站运行寿期内电站发生事故的可能性极小，不可能在真实环境下实施测试。因此，目前较为常用的测试方法包括：(1)针对特定保护功能，测试其在假定输入参数情况下动作的正确性和准确性；(2)与核电站模拟仿真机对接，测试其在假定事故工况下动作的正确性和准确性。这两种测试方法虽然在保证测试充分性的条件下可以有效地、尽可能多地发现软件缺陷，但由于在测试用例设计中未考虑较为真实的反应堆保护系统操作剖面，也即没有考虑到实际用户的使用方式、系统及软件的实际运行环境，因而难以发现与系统运行过程相关的缺陷，也无法准确评估和保证反应堆保护系统及其软件在核电站实际运行中的失效情况。另一方面，反应堆保护系统算法逻辑复杂，输入状态空间规模大，测试难以遍历所有可能的输入状态，传统的测试方法难以达到测试的充分性。因此如何平衡并保证测试的充分性、有效性和效率是有高安全性、高可靠性应用要求的软件测试中关注的重要问题。而如何将用户使用方式和反应堆保护系统的实际运行环境纳入到测试方案及测试用例的设计中，构建较为真实的反应堆保护系统操作剖面并实现对反应堆保护系统及软件高效和充分地测试是本领域技术人员亟需解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供了一种核电站数字化反应堆保护系统的测试方法及系统，通过构建较为真实的反应堆保护系统操作剖面，能够有效提高数字化反应堆保护系统的测试效率、测试的充分性和有效性。本专利技术就上述技术问题而提出的技术方案如下：一方面，本专利技术提供一种核电站数字化反应堆保护系统的测试方法，包括：随机选取核电站的一个运行工况及所述运行工况下的一个场景或事故；根据所选的运行工况和所述运行工况下的场景或事故生成第一测试用例，以使数字化反应堆保护系统触发保护动作；随机选择所述保护动作有效或失效，以生成第二测试用例使数字化反应堆保护系统继续触发保护动作，直到当前的测试过程覆盖一条完整的场景或事故序列为止。进一步地，所述随机选取核电站的一个运行工况及所述运行工况下的一个场景或事故，具体包括：获取核电站的各类运行工况和各类场景、事故的概率统计值；根据各类运行工况的概率统计值，随机选取一个运行工况，并根据各类场景、事故的概率统计值，随机选取所选运行工况下的一个场景或事故。进一步地，所述根据所选的运行工况和所述运行工况下的场景或事故生成第一测试用例，以使数字化反应堆保护系统触发保护动作，具体包括：根据各类运行工况和各类事故所对应的工艺参数取值范围，计算所选的运行工况和所述运行工况下的场景或事故所对应的工艺参数，以生成所述第一测试用例；将所述第一测试用例中的工艺参数输入至所述数字化反应堆保护系统，使所述数字化反应堆保护系统触发保护动作。进一步地，在所述将所述第一测试用例中的工艺参数输入至所述数字化反应堆保护系统之前，还包括：对所述第一测试用例中的工艺参数进行类型转换，以使转换后的工艺参数满足所述数字化反应堆保护系统的输入要求。进一步地，所述随机选择所述保护动作有效或失效，以生成第二测试用例使数字化反应堆保护系统继续触发保护动作，直到当前的测试过程覆盖一条完整的场景或事故序列为止，具体包括：判断所触发的保护动作是否与预期的目标保护动作一致；若一致，则根据保护动作的失效概率统计值，随机选择所触发的保护动作有效或失效，以生成第二测试用例使所述数字化反应堆保护系统再次触发保护动作；若不一致，则直接生成第二测试用例使所述数字化反应堆保护系统再次触发保护动作；根据所选的运行工况、所述运行工况下的场景或事故以及所触发的保护动作，实时统计场景或事故序列的测试覆盖信息，并判断当前的测试过程是否覆盖一条完整的场景或事故序列；若是，则结束当前对于所选运行工况和所述运行工况下的场景或事故的测试；若否，则再次继续生成测试用例使所述数字化反应堆保护系统触发保护动作，直到当前的测试过程覆盖一条完整的场景或事故序列为止。进一步地，在所述生成第二测试用例之前，还包括：将保护动作的驱动信号转换为生成测试用例所需的驱动信号。进一步地，所述测试方法还包括：在结束当前对于所选运行工况和所述运行工况下的场景或事故的测试后，根据统计的场景或事故序列的测试覆盖信息，判断本次测试覆盖率是否达到预设值；若是，则结束测试；若否，则继续随机选取运行工况和所述运行工况下的场景或事故进行测试。进一步地，所述测试方法还包括：记录各个测试用例及其对应的所述数字化反应堆保护系统的保护动作。另一方面，本专利技术提供一种核电站数字化反应堆保护系统的测试系统，包括：工况选取模块，用于随机选取核电站的一个运行工况及所述运行工况下的一个场景或事故；生成模块，用于根据所选的运行工况和所述运行工况下的场景或事故生成第一测试用例，以使数字化反应堆保护系统触发保护动作；以及，失效选择模块，用于随机选择所述保护动作有效或失效，以生成第二测试用例使数字化反应堆保护系统继续触发保护动作，直到当前的测试过程覆盖一条完整的场景或事故序列为止。进一步地，所述工况选取模块具体包括：概率获取单元，用于获取核电站的各类运行工况和各类场景、事故的概率统计值；以及，选取单元，用于根据各类运行工况的概率统计值，随机选取一个运行工况，并根据各类场景、事故的概率统计值，随机选取所选运行工况下的一个场景或事故。进一步地，所述生成模块具体包括：第一测试用例生成单元，用于根据各类运行工况和各类场景或事故所对应的工艺参数取值范围，计算所选的运行工况和所述运行工况下的场景或事故所对应的工艺参数，以生成所述第一测试用例；以及，触发单元，用于将所述第一测试用例中的工艺参数输入至所述数字化反应堆保护系统，使所述数字化反应堆保护系统触发保护动作。进一步地，所述生成模块还包括：类型转换单元，用于对所述第一测试用例中的工艺参数进行类型转换，以使转换后的工艺参数满足所述数字化反应堆保护系统的输入要求。进一步地，所述失效选择模块具体包括：判断单元，用于判断所触发的保护动作是否与预期的目标保护动作一致；选择单元，用于所述判断单元判定为是时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电站数字化反应堆保护系统的测试方法，其特征在于，包括：随机选取核电站的一个运行工况及所述运行工况下的一个场景或事故；根据所选的运行工况和所述运行工况下的场景或事故生成第一测试用例，以使数字化反应堆保护系统触发保护动作；随机选择所述保护动作有效或失效，以生成第二测试用例使数字化反应堆保护系统继续触发保护动作，直到当前的测试过程覆盖一条完整的场景或事故序列为止。

【技术特征摘要】
1.一种核电站数字化反应堆保护系统的测试方法，其特征在于，包括：随机选取核电站的一个运行工况及所述运行工况下的一个场景或事故；根据所选的运行工况和所述运行工况下的场景或事故生成第一测试用例，以使数字化反应堆保护系统触发保护动作；随机选择所述保护动作有效或失效，以生成第二测试用例使数字化反应堆保护系统继续触发保护动作，直到当前的测试过程覆盖一条完整的场景或事故序列为止。2.如权利要求1所述的核电站数字化反应堆保护系统的测试方法，其特征在于，所述随机选取核电站的一个运行工况及所述运行工况下的一个场景或事故，具体包括：获取核电站的各类运行工况和各类事故的概率统计值；根据各类运行工况的概率统计值，随机选取一个运行工况，并根据各类场景、事故的概率统计值，随机选取所选运行工况下的一个场景或事故。3.如权利要求1所述的核电站数字化反应堆保护系统的测试方法，其特征在于，所述根据所选的运行工况和所述运行工况下的场景或事故生成第一测试用例，以使数字化反应堆保护系统触发保护动作，具体包括：根据各类运行工况和各类场景、事故所对应的工艺参数取值范围，计算所选的运行工况和所述运行工况下的场景或事故所对应的工艺参数，以生成所述第一测试用例；将所述第一测试用例中的工艺参数输入至所述数字化反应堆保护系统，使所述数字化反应堆保护系统触发保护动作。4.如权利要求3所述的核电站数字化反应堆保护系统的测试方法，其特征在于，在所述将所述第一测试用例中的工艺参数输入至所述数字化反应堆保护系统之前，还包括：对所述第一测试用例中的工艺参数进行类型转换，以使转换后的工艺参数满足所述数字化反应堆保护系统的输入要求。5.如权利要求1所述的核电站数字化反应堆保护系统的测试方法，其特征在于，所述随机选择所述保护动作有效或失效，以生成第二测试用例使数字化反应堆保护系统继续触发保护动作，直到当前的测试过程覆盖一条完整的场景或事故序列为止，具体包括：判断所触发的保护动作是否与预期的目标保护动作一致；若一致，则根据保护动作的失效概率统计值，随机选择所触发的保护动作有效或失效，以生成第二测试用例使所述数字化反应堆保护系统再次触发保护动作；若不一致，则直接生成第二测试用例使所述数字化反应堆保护系统再次触发保护动作；根据所选的运行工况、所述运行工况下的场景或事故以及所触发的保护动作，实时统计场景或事故序列的测试覆盖信息，并判断当前的测试过程是否覆盖一条完整的场景或事故序列；若是，则结束当前对于所选运行工况和所述运行工况下的场景或事故的测试；若否，则再次继续生成测试用例使所述数字化反应堆保护系统触发保护动作，直到当前的测试过程覆盖一条完整的场景或事故序列为止。6.如权利要求5所述的核电站数字化反应堆保护系统的测试方法，其特征在于，在所述生成第二测试用例之前，还包括：将保护动作的驱动信号转换为生成测试用例所需的驱动信号。7.如权利要求5所述的核电站数字化反应堆保护系统的测试方法，其特征在于，所述测试方法还包括：在结束当前对于所选运行工况和所述运行工况下的场景或事故的测试后，根据统计的场景或事故序列的测试覆盖信息，判断本次测试覆盖率是否达到预设值；若是，则结束测试；若否，则继续随机选取运行工况和所述运行工况下的场景或事故进行测试。8.如权利要求1所述的核电站数字化反应堆保护系统的测试方法，其特征在于，所述测试方法还包括：记录各个测试用例及其对应的所述数字化反应堆保护系统的保护动作。9.一种核电站数字化反应堆...

【专利技术属性】
技术研发人员：白涛，陈卫华，席望，谷鹏飞，叶王平，刘伟，何亚南，梁慧慧，王升超，唐建中，熊伟，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44