朱月龍+沈根華+王貴良+施江

【摘 要】應(yīng)急決策支持系統(tǒng)在核電站發(fā)生核事故時(shí)，能為指揮決策人員提供強(qiáng)有力的支持和幫助。本文重點(diǎn)介紹了秦山核電應(yīng)急決策支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)方式，及系統(tǒng)功能和特點(diǎn)，并對(duì)系統(tǒng)今后的完善和發(fā)展提出了一些建議，希望能給業(yè)界同行提供參考。

【關(guān)鍵詞】秦山核電；應(yīng)急；決策支持

【Abstract】Emergency Decision Support System of the nuclear power plant provides strong support and help to the command decision makers when accident happens. This article focuses on the design， implementation， system functions and features of the Qinshan Nuclear Emergency Decision Support System， as well as suggestions for future improvement and development of the system， hoping to be able to provide reference values to industry peers.

【Key words】Qinshan Nuclear Power Plant； Emergency； Decision Support

0 前言

福島事故后，隨著國(guó)內(nèi)核電站機(jī)組數(shù)量的增加，核事故應(yīng)急越來(lái)越受到國(guó)家的高度重視，各級(jí)核應(yīng)急職能部門(mén)也隨之大力建設(shè)、配備現(xiàn)代化的應(yīng)急設(shè)施設(shè)備。秦山核電應(yīng)急控制中心是福島核事故后國(guó)內(nèi)第一個(gè)投運(yùn)的軟硬件功能齊全、裝備完善、決策支持系統(tǒng)先進(jìn)的應(yīng)急響應(yīng)設(shè)施，是秦山基地9臺(tái)核電機(jī)組應(yīng)急響應(yīng)的指揮場(chǎng)所，秦山核電應(yīng)急控制中心的投運(yùn)極大提升了秦山核電的響應(yīng)能力，也為國(guó)內(nèi)核電同行應(yīng)急基礎(chǔ)能力的建設(shè)提供了示范。應(yīng)急控制中心的核心系統(tǒng)就是應(yīng)急決策支持系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)“系統(tǒng)”），該系統(tǒng)是基于通用應(yīng)急平臺(tái)，針對(duì)核電這一特殊行業(yè)，進(jìn)行了專(zhuān)業(yè)化的功能定制研發(fā)，形成的更為符合專(zhuān)業(yè)需要的核事故應(yīng)急支持系統(tǒng)，能夠?yàn)閼?yīng)急指揮決策提供更為有效的支持和幫助。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)由系統(tǒng)化的軟硬件系統(tǒng)構(gòu)成，主要圍繞應(yīng)急大屏幕顯示系統(tǒng)，配合相關(guān)的應(yīng)急指揮終端，應(yīng)急會(huì)議系統(tǒng)，應(yīng)急處理服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠工況參數(shù)，安保視頻，外部和人為事件，應(yīng)急行動(dòng)水平，人員就位，應(yīng)急報(bào)告，環(huán)境監(jiān)測(cè)，事故后果評(píng)價(jià)，源項(xiàng)反推，堆芯損傷數(shù)據(jù)，移動(dòng)監(jiān)測(cè)（陸地，海面），LED顯示控制，應(yīng)急資源，輿情監(jiān)控，三維事故模擬，三維數(shù)據(jù)展示等子系統(tǒng)信息的匯總與展示。實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急控制中心內(nèi)指揮人員的技術(shù)支撐，確保其全面掌控現(xiàn)場(chǎng)的各類(lèi)情況，及時(shí)作出高效的處置決策。

1.1 邏輯框架圖

系統(tǒng)采用B/S模式，服務(wù)端基于ICV 等眾多接口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理；前臺(tái)基于SilverLight 展示（圖1）。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)圖（圖2）

1.3 系統(tǒng)特點(diǎn)及性能指標(biāo)

系統(tǒng)創(chuàng)造性的把應(yīng)急響應(yīng)流程與計(jì)算機(jī)的應(yīng)急決策顯示流程相結(jié)合，把突發(fā)公共事件接入計(jì)算機(jī)二維、三維系統(tǒng)，利用應(yīng)急監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行事故源項(xiàng)反推，并建立了應(yīng)急行動(dòng)水平自動(dòng)判斷、流程顯示系統(tǒng)。

整個(gè)系統(tǒng)是基于Web開(kāi)發(fā)的核事故應(yīng)急支持系統(tǒng)，可在秦山核電辦公網(wǎng)上通過(guò)web瀏覽器直接打開(kāi)。系統(tǒng)用戶(hù)采用基于秦山核電辦公網(wǎng)域賬戶(hù)認(rèn)證的統(tǒng)一認(rèn)證系統(tǒng)。在開(kāi)發(fā)方式上，系統(tǒng)有采用先進(jìn)的RIA（富客戶(hù)端人機(jī)器交互架構(gòu)）。

在GIS展示技術(shù)方面，使用了將二維，三維集成的一體化WebGIS引擎，可基于同一目標(biāo)快速實(shí)現(xiàn)二維GIS地圖到對(duì)應(yīng)的三維GIS圖像之間的切換。

在電廠工況畫(huà)面展示方面，采用了工業(yè)級(jí)組態(tài)技術(shù)，通過(guò)高性能實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于各類(lèi)數(shù)據(jù)的高效整合。

系統(tǒng)硬件做了抗震加固，重要節(jié)點(diǎn)做了雙機(jī)熱備，在同類(lèi)應(yīng)急系統(tǒng)中硬件規(guī)格較高，穩(wěn)定性強(qiáng)。

綜合性能指標(biāo)如下：

1）數(shù)據(jù)變化的刷新時(shí)間不大于2秒；

2）報(bào)警信息的顯示時(shí)間不大于1秒；

3）控制下發(fā)到驅(qū)動(dòng)的時(shí)間不超過(guò)500毫秒；

4）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)掃描頻率下限可達(dá)50毫秒；

5）B/S模式下支持300用戶(hù)以上并發(fā)訪問(wèn)；

6）組態(tài)畫(huà)面終端刷新時(shí)間最小500毫秒，通?？膳渲脼?-3秒；

7）歷史趨勢(shì)數(shù)據(jù)可保存3個(gè)月以上；

8）節(jié)點(diǎn)服務(wù)器冗余切換時(shí)間不大于3秒。

2 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)平臺(tái)具備應(yīng)急響應(yīng)和應(yīng)急演習(xí)兩種功能模式。應(yīng)急響應(yīng)模式用于真實(shí)核事故情況下的響應(yīng)行動(dòng)，數(shù)據(jù)來(lái)源為事故時(shí)的真實(shí)數(shù)據(jù)。應(yīng)急演習(xí)模式主要用于應(yīng)急演習(xí)和應(yīng)急培訓(xùn)，輸入的數(shù)據(jù)采用模擬數(shù)據(jù)，如實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)采集自模擬機(jī)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)，預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)可以采用手動(dòng)輸入或文件導(dǎo)入方式，所有演習(xí)期間的輸入、輸出與過(guò)程數(shù)據(jù)可以?xún)?chǔ)存為數(shù)據(jù)文件，并可重新調(diào)入。

系統(tǒng)通過(guò)專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)集采集與分發(fā)服務(wù)，將數(shù)據(jù)集中采集和存儲(chǔ)，通過(guò)公共接口提供給各個(gè)專(zhuān)業(yè)子系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)的集中，前端畫(huà)面的整合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)應(yīng)急指揮系統(tǒng)中涉及的電廠工況系統(tǒng)，環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，移動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)，應(yīng)急行動(dòng)水平（EAL），源項(xiàng)反演系統(tǒng)，事故后果評(píng)價(jià)系統(tǒng)，堆芯損傷數(shù)據(jù)，應(yīng)急資源，輿情監(jiān)控，三維事故模擬，三維數(shù)據(jù)展，安保視頻，應(yīng)急就位，應(yīng)急報(bào)告，視頻會(huì)議，應(yīng)急大事記等18個(gè)相關(guān)子系統(tǒng)的整合，并通過(guò)權(quán)限管理控制，確保各崗位的應(yīng)急組織成員能夠明晰并聚焦各自所需關(guān)注的實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)，及時(shí)對(duì)應(yīng)急態(tài)勢(shì)進(jìn)行判斷分析。下面僅對(duì)其中幾個(gè)主要功能進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

2.1 應(yīng)急行動(dòng)水平實(shí)時(shí)在線判斷

應(yīng)急狀態(tài)需要應(yīng)急指揮來(lái)判斷和批準(zhǔn)，緊急情況下現(xiàn)去查閱是不利于快速?zèng)Q策的，本系統(tǒng)利用工廠安全參數(shù)進(jìn)行應(yīng)急行動(dòng)水平判斷，提升了應(yīng)急狀態(tài)判別的準(zhǔn)確性和應(yīng)急響應(yīng)的時(shí)效性，為應(yīng)急指揮部的應(yīng)急決策和場(chǎng)外應(yīng)急防護(hù)行動(dòng)提供了有效支持（圖3）。

2.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及顯示

系統(tǒng)可以采集并顯示的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括：電工實(shí)時(shí)工況參數(shù)（含流出物參數(shù)）、模擬機(jī)工況參數(shù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（含氣象觀測(cè)參數(shù)、環(huán)境劑量檢測(cè)參數(shù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)車(chē)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等）。

2.3 應(yīng)急資源信息及GIS應(yīng)用

系統(tǒng)具有對(duì)電廠設(shè)施和廠址地理信息的三維顯示功能，以及周邊道路、村莊、學(xué)校、醫(yī)院等信息查詢(xún)顯示功能，并可在系統(tǒng)中方便地查閱應(yīng)急計(jì)劃、執(zhí)行程序和應(yīng)急技術(shù)支持等文件。理信息系統(tǒng)覆蓋了核電廠周?chē)?0KM范圍內(nèi)的應(yīng)急資源信息；三維系統(tǒng)模擬了秦山9臺(tái)機(jī)組的廠房，壓水堆和重水堆的重要系統(tǒng)構(gòu)件。二維、三維系統(tǒng)可以互切，并融入了突發(fā)事件的理念、嚴(yán)重事故序列的概念。

2.4 國(guó)內(nèi)首創(chuàng)利用應(yīng)急監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行事故源項(xiàng)反推

國(guó)內(nèi)首創(chuàng)采用非線性反演技術(shù)，將核電廠事故發(fā)生后廠外監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)反演事故釋放源項(xiàng)，以實(shí)現(xiàn)事故發(fā)生早期階段的源項(xiàng)釋放率的準(zhǔn)確估計(jì)，為惡劣氣象條件疊加嚴(yán)重事故情況下的事故環(huán)境后果評(píng)價(jià)提供了必要的手段。

2.5 多機(jī)組核事故組合操作干預(yù)水平的確定

根據(jù)源項(xiàng)分析結(jié)果和氣象數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在線計(jì)算操作干預(yù)水平值；根據(jù)秦山廠址多臺(tái)機(jī)組任意核事故源項(xiàng)組合，分別計(jì)算確定秦山核電周?chē)鲄^(qū)域的操作干預(yù)水平值，為公眾應(yīng)急防護(hù)行動(dòng)提供技術(shù)決策依據(jù)。

2.6 利用全球氣象高分辨率中尺度預(yù)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)場(chǎng)預(yù)報(bào)

利用全球?qū)崟r(shí)發(fā)布的GFS數(shù)據(jù)，采用WRF中尺度氣象模式進(jìn)行氣象預(yù)報(bào)，在國(guó)內(nèi)核應(yīng)急領(lǐng)域率先采用非靜力學(xué)模式作為氣象場(chǎng)預(yù)報(bào)模式，實(shí)時(shí)自動(dòng)預(yù)報(bào)未來(lái)3-7天的氣象場(chǎng)（風(fēng)、溫、濕、壓和降水等），解決了計(jì)算長(zhǎng)時(shí)間、多堆釋放問(wèn)題。

3 使用情況及改進(jìn)意見(jiàn)

經(jīng)過(guò)多方測(cè)試及多次應(yīng)急演習(xí)的實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)，該應(yīng)急決策支持系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)體現(xiàn)了一定的創(chuàng)造性和先進(jìn)性，系統(tǒng)的成功開(kāi)發(fā)和使用也有效的優(yōu)化了應(yīng)急決策流程，能夠滿(mǎn)足秦山核電基地應(yīng)急準(zhǔn)備及應(yīng)急響應(yīng)的需要，能為應(yīng)急指揮部在較短時(shí)間內(nèi)做出正確決策提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

系統(tǒng)投入運(yùn)行以來(lái)，期間也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處并做了相關(guān)改進(jìn)，但隨著應(yīng)急工作的不斷深入及外部環(huán)境的變化，系統(tǒng)還應(yīng)在以下方面保持持續(xù)的改進(jìn)和完善：

1）應(yīng)急報(bào)告功能模塊需進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和完善，要與公司的辦公系統(tǒng)進(jìn)一步融合；

2）應(yīng)急行動(dòng)水平實(shí)時(shí)在線判斷功能還需進(jìn)一步優(yōu)化，并要根據(jù)電廠應(yīng)急行動(dòng)水平的變動(dòng)情況及時(shí)調(diào)整；

3）要對(duì)外部環(huán)境重要信息的變化進(jìn)行跟蹤和收集，及時(shí)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新和補(bǔ)充；

4）為提高應(yīng)急資源的利用效率，將集團(tuán)公司的應(yīng)急資源信息平臺(tái)信息接入系統(tǒng)；

5）對(duì)出入簽到模塊進(jìn)一步優(yōu)化，提高輸入功能的便捷性。

[責(zé)任編輯：楊玉潔]