左雙龍 欒振興 程彬

摘 要：地震是一種破壞性大的自然災(zāi)害，對(duì)核電廠有著十分顯著的安全威脅。本文對(duì)地震信息快速獲取系統(tǒng)原理及構(gòu)成進(jìn)行介紹，并重點(diǎn)闡述了其與核電廠地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的聯(lián)系以及在地震災(zāi)害應(yīng)急方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地震;信息獲取;核電廠;應(yīng)急響應(yīng)

中圖分類(lèi)號(hào)：P315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）20-0175-02

0 引言

核電廠地震監(jiān)測(cè)和應(yīng)急響應(yīng)是保障核電正常運(yùn)行以及在地震事故工況的應(yīng)急響應(yīng)行動(dòng)。福島核事故后，對(duì)事故的原因分析除了客觀的超出設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和對(duì)超低概率事件的估計(jì)不足外，也暴露出管理方面和應(yīng)急響應(yīng)方面的不足，國(guó)家對(duì)于核電廠地震信息的監(jiān)測(cè)、確認(rèn)和地震應(yīng)急方面有更高的要求。核電廠引入地震信息快速獲取系統(tǒng)，可以指導(dǎo)電廠的應(yīng)急工作，在發(fā)生地震應(yīng)急的情況下，可以同電廠地震儀表系統(tǒng)一起對(duì)地震的整體情況及地震對(duì)電廠的影響情況作出有效的評(píng)估，對(duì)于指導(dǎo)核電廠的運(yùn)行及應(yīng)急工作有著重要意義。

1 地震信息快速獲取系統(tǒng)原理及構(gòu)成

地震信息快速獲取系統(tǒng)依托數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)技術(shù)平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)共享的方式獲取地震臺(tái)網(wǎng)中心地震信息，及時(shí)準(zhǔn)確掌握全球、全國(guó)、特別是核電廠及周邊地區(qū)地震動(dòng)態(tài)，研判地震對(duì)核電廠造成的影響。數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)的建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的成熟應(yīng)用，為核電廠地震信息快速獲取系統(tǒng)的建設(shè)提供了技術(shù)保障和數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)。地震信息快速獲取系統(tǒng)主要由地震臺(tái)網(wǎng)中心技術(shù)系統(tǒng)和核電廠技術(shù)系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。在傳輸方式上，系統(tǒng)采用專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)線傳輸方式。在供電方式上，地震臺(tái)網(wǎng)中心技術(shù)系統(tǒng)供電由市交流電加UPS電源供電加發(fā)電機(jī)供電組成，確保系統(tǒng)供電的不間斷;核電廠技術(shù)系統(tǒng)供電由市交流電供電（見(jiàn)圖1）。電廠地震信息快速獲取系統(tǒng)功能主要由自動(dòng)地震速報(bào)系統(tǒng)、地震信息共享交換系統(tǒng)、地震信息自動(dòng)發(fā)送平臺(tái)和震中顯示圖形界面等四個(gè)部分組成。

1.1 自動(dòng)地震速報(bào)系統(tǒng)

該系統(tǒng)依托電廠周邊100個(gè)測(cè)震臺(tái)站組成的數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)，通過(guò)省數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)中心流服務(wù)器獲取臺(tái)站的實(shí)時(shí)波形數(shù)據(jù)，自動(dòng)進(jìn)行震相識(shí)別、定位和計(jì)算震級(jí)等工作。對(duì)于每個(gè)地震，自動(dòng)定位模塊都生成兩次計(jì)算結(jié)果。只通過(guò)P波識(shí)別計(jì)算產(chǎn)出的第一次自動(dòng)定位結(jié)果，時(shí)間較短，從地震發(fā)生到自動(dòng)計(jì)算出結(jié)果，大多數(shù)不到一分鐘的時(shí)間。由于該結(jié)果與人工定位結(jié)果較為一致，可滿足地震速報(bào)和地震應(yīng)急的需求，目前自動(dòng)地震速報(bào)系統(tǒng)只發(fā)送第一次定位結(jié)果;第二次自動(dòng)定位結(jié)果要等能識(shí)別出6個(gè)臺(tái)站的S波后開(kāi)始計(jì)算，自動(dòng)定位結(jié)果更接近正式結(jié)果。

1.2 地震信息共享交換系統(tǒng)

該系統(tǒng)通過(guò)地震速報(bào)信息共享交換平臺(tái)（EQIM），實(shí)現(xiàn)與全國(guó)地震速報(bào)信息的共享交換，系統(tǒng)匯集和轉(zhuǎn)發(fā)省地震臺(tái)網(wǎng)與國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)及其他區(qū)域測(cè)震臺(tái)網(wǎng)、國(guó)家地震速報(bào)備份中心自動(dòng)地震速報(bào)系統(tǒng)及區(qū)域自動(dòng)地震速報(bào)系統(tǒng)的速報(bào)信息，并利用自動(dòng)地震信息發(fā)送平臺(tái)將地震速報(bào)信息以短信形式發(fā)送至地震系統(tǒng)內(nèi)部人員或社會(huì)應(yīng)急人員。系統(tǒng)不僅提供地震信息共享交換，還提供信息的查詢下載及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以Web方式將自動(dòng)定位信息向外發(fā)布，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位數(shù)據(jù)的共享交換。核電廠工作人員可通過(guò)IE瀏覽器或EQIM軟件查看地震臺(tái)網(wǎng)中心EQIM服務(wù)器上全球、全國(guó)和電廠所在省市的地震速報(bào)結(jié)果，也可在安裝有地震速報(bào)信息共享交換平臺(tái)（EQIM）的計(jì)算機(jī)上通過(guò)設(shè)置報(bào)警條件實(shí)現(xiàn)地震報(bào)警，最后對(duì)需要打印的地震信息打印歸檔。

1.3 地震信息自動(dòng)發(fā)送平臺(tái)

該平臺(tái)設(shè)置在省地震臺(tái)網(wǎng)中心，依靠短信方式，將地震自動(dòng)定位結(jié)果發(fā)送給核電廠相關(guān)應(yīng)急人員，為工作決策和地震應(yīng)急提供快速有力支撐。用戶可以根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定接收地震信息的條件，包括經(jīng)緯度范圍，震級(jí)大小等，這樣可以有效減少其他地震信息的干擾。且在地震短信發(fā)送完成后，能夠自動(dòng)反饋每一個(gè)號(hào)碼發(fā)送成功與否信息。若發(fā)送失敗，則可以重發(fā)，確保了每條短信的成功發(fā)送。

1.4 震中圖形顯示界面

自動(dòng)地震速報(bào)后，可通過(guò)震中圖形界面查看到地震發(fā)生的具體位置，內(nèi)容包括地震的發(fā)震時(shí)間、經(jīng)度、緯度、深度和震中參考名，自動(dòng)形成震中分布圖，供存儲(chǔ)打印。除此，震中圖形顯示界面還可查看地震距離核電站距離及按烈度與震級(jí)、震中距影響關(guān)系給出對(duì)核電廠基地烈度參考值。

1.5 設(shè)備配置

核電廠地震信息快速獲取系統(tǒng)由1臺(tái)專(zhuān)業(yè)服務(wù)器、1臺(tái)計(jì)算機(jī)工作站、1臺(tái)打印機(jī)、1臺(tái)具有VPN功能的無(wú)線路由器和1套短信貓池信息發(fā)送平臺(tái)等設(shè)備組成。

2 地震信息快速獲取系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 核電廠應(yīng)急

在核電站建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，根據(jù)國(guó)家規(guī)定，必須建立完備的應(yīng)急計(jì)劃、應(yīng)急設(shè)備和應(yīng)急體系，并進(jìn)行定期的應(yīng)急演習(xí)。核應(yīng)急，包括應(yīng)急準(zhǔn)備和應(yīng)急響應(yīng)，是當(dāng)核電站發(fā)生或即將可能發(fā)生的核事故，采取措施，以控制或緩解事故發(fā)展，減輕事故造成的后果，保護(hù)公眾，保護(hù)環(huán)境。

2.2 地震對(duì)核電廠影響

地震是一種破壞性大的自然災(zāi)害，對(duì)核電廠有著十分顯著的安全威脅。當(dāng)前核電廠的抗震能力設(shè)計(jì)為可以抵抗設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地震，這種抗震能力都留有一定的安全余量。然而，地震很難預(yù)測(cè)，并且存在著超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地震的可能性。即便在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)地震范圍內(nèi)，地震仍有可能對(duì)核電廠的安全造成影響。尤其是2011年3月11日日本9.0級(jí)地震并引發(fā)海嘯及核泄漏，引起國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注和人們對(duì)核電安全的擔(dān)憂。

2.3 核電廠地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

目前，核電廠都安裝有地震儀表系統(tǒng)，可以對(duì)核電站廠區(qū)和核島的關(guān)鍵部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)主要功能：

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隨時(shí)可能發(fā)生的振動(dòng)及核電廠區(qū)的地震活動(dòng)。（2）發(fā)出報(bào)警：當(dāng)發(fā)生一定烈度地震的時(shí)候，將地震信號(hào)提供給運(yùn)行人員進(jìn)行判斷和決定必要的操作，如停堆、發(fā)警報(bào)和啟動(dòng)應(yīng)急程序等并進(jìn)行記錄以供安全分析，判斷主要結(jié)構(gòu)和設(shè)備部件有無(wú)損傷，是否檢查、維修、加固或可直接繼續(xù)運(yùn)行。（3）事件記錄：地震儀表監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用對(duì)地面振動(dòng)加速度測(cè)量的方法來(lái)監(jiān)測(cè)并記錄下地震發(fā)生前30秒到地震結(jié)束后30秒的完整地震事件。

雖然地震儀表系統(tǒng)能為核電廠提供必要的廠址地震信息，但該信息只能給出電廠實(shí)時(shí)的地震大小。該信息必須由技術(shù)人員進(jìn)行處理和判斷，然后再采取相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)。對(duì)地震三要素和震情的發(fā)展信息不能及時(shí)掌握，這樣就無(wú)法提供準(zhǔn)確的應(yīng)急指導(dǎo)。

2.4 地震快速獲取系統(tǒng)在核電廠應(yīng)急中的應(yīng)用

從國(guó)內(nèi)外歷次重大地震事件對(duì)核電站的影響及經(jīng)驗(yàn)和啟示中，在核電站中建設(shè)地震信息系統(tǒng)對(duì)應(yīng)急處置非常重要，是科學(xué)決策的依據(jù)。福島事件后，國(guó)家核安全局對(duì)電廠提出改進(jìn)要求：加強(qiáng)與地震局、海洋局的聯(lián)系，快速獲取地震信息和震情發(fā)展，為基地生產(chǎn)和輿情提供指導(dǎo)。

核電廠通過(guò)引進(jìn)地震信息快速獲取系統(tǒng)，可以接收來(lái)自地震臺(tái)網(wǎng)中心實(shí)時(shí)的地震信息，同時(shí)可以將地震信息顯示在核電安全生產(chǎn)監(jiān)控中心。通過(guò)地震信息快速獲取系統(tǒng)發(fā)出的地震信息，結(jié)合電廠地震儀表系統(tǒng)的報(bào)警，能夠快速的獲取地震的整體情況并就地震對(duì)電廠的影響情況作出有效的評(píng)估。當(dāng)?shù)卣鸺铀俣鹊竭_(dá)電廠應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別時(shí)，根據(jù)應(yīng)急響應(yīng)行動(dòng)導(dǎo)則，及時(shí)啟動(dòng)相關(guān)應(yīng)急組織，達(dá)到快速響應(yīng)的目的。核電廠地震應(yīng)急響應(yīng)導(dǎo)則如圖2所示。

3 對(duì)于地震信息快速獲取系統(tǒng)的完善

3.1 地震預(yù)警信息獲取的改進(jìn)建議

當(dāng)前地震信息快速獲取系統(tǒng)是在地震發(fā)生后能夠及時(shí)準(zhǔn)確的獲得地震的相關(guān)信息（地震三要素等），以便及時(shí)開(kāi)展相對(duì)應(yīng)的輿情處置等工作，但對(duì)于地震預(yù)警該方面的功能比較欠缺。

增加地震預(yù)警系統(tǒng)，其能利用P波到達(dá)后幾秒鐘時(shí)間內(nèi)的波形數(shù)據(jù)，在地震發(fā)生10秒以內(nèi)估算震中位置和震級(jí)，可以為震中距30km以外的地區(qū)發(fā)送地震預(yù)警信息，距離震中80km的地區(qū)可以在最具破壞力的S波到達(dá)前13秒收到地震預(yù)警信號(hào)，距離震中100km的地區(qū)可以提前18秒收到預(yù)警信號(hào)，距離震中140km的地區(qū)可以提前29秒收到預(yù)警信號(hào)，距離震中280km的地區(qū)可以提前62秒收到預(yù)警信號(hào)。

該系統(tǒng)可以使核電廠獲得地震預(yù)警信息和地震速報(bào)信息，提前了解到附近所發(fā)生的地震情況，能有比較充裕的時(shí)間對(duì)機(jī)組進(jìn)行相關(guān)的操作。

3.2 地震監(jiān)測(cè)信息呈現(xiàn)的改進(jìn)建議

當(dāng)前地震預(yù)警系統(tǒng)主要通過(guò)專(zhuān)用電腦和短信息獲取相關(guān)信息，在獲取該信息后，還需要工程師對(duì)信息進(jìn)行判斷和分析，并結(jié)合電廠具體地震信息啟動(dòng)對(duì)應(yīng)應(yīng)急狀態(tài)。目前在核電廠主控室僅設(shè)置有報(bào)警裝置（即在核電廠地震監(jiān)測(cè)裝置超過(guò)報(bào)警觸發(fā)閾值時(shí)產(chǎn)生報(bào)警），未設(shè)置實(shí)時(shí)顯示，無(wú)法實(shí)施顯示閾值，在報(bào)警產(chǎn)生時(shí)通知工程師進(jìn)行確認(rèn)具體地震信息和大小，再?zèng)Q定啟動(dòng)相關(guān)應(yīng)急狀態(tài)。這在時(shí)效性上存在一定問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上闡述，描述了地震信息速報(bào)系統(tǒng)在核電廠應(yīng)急管理中的應(yīng)用，同時(shí)提出了當(dāng)前系統(tǒng)的相關(guān)缺陷及改進(jìn)建議，對(duì)于電廠地震應(yīng)急相關(guān)建設(shè)和實(shí)際應(yīng)用有較強(qiáng)的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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Application of ?Seismic Information Fast Acquisition System in

Emergency Response of ?Nuclear Power Plant

ZUO Shuang-long，LUAN Zhen-xing，Cheng Bin

（GuangXi FangChengGang Nuclear Power Generation Co.， Ltd.，F(xiàn)angchenggang ?Guangxi ?538001）

Abstract：Earthquake is a devastating natural disaster and has a great threat to the safety of nuclear power plant. The principle and constitution of the seismic information fast acquisition system are introduced in this paper. The connection of the system and seismic monitoring system in nuclear power plant and its application in earthquake disaster emergency response are emphasized.

Key words：earthquake; information acquisition; nuclear power plant; emergency response