核电厂选址中飞机坠毁的概率评价问题

李 勇，李文辉，张凌燕

(深圳中广核工程设计有限公司，深圳 518049)

核电厂选址中飞机坠毁的概率评价问题

李 勇，李文辉，张凌燕

(深圳中广核工程设计有限公司，深圳 518049)

结合核电厂前期选址工作中的经验，通过具体案例，从概率评价的计算方法到参数的选取，对飞机坠毁的概率评价问题进行了讨论。结论指出，从目前到2020年，典型核电厂址区域内坠机概率的量级介于10－9和10-8之间，小于筛选概率水平10－7，厂址区域内坠机事件不构成厂址成立的颠覆因素。

核电厂;飞机坠毁;概率评价

1 引言

伴随我国经济建设的快速发展以及能源需求和环境保护压力的日益增大，从可持续发展的战略考虑，积极发展核电已成为共识。国家《核电发展中长期规划 (2005～2020年)》的颁布更是在我国掀起了一股核电建设的高潮，到目前为止已有二十余个省份先后开展了核电厂选址工作。

安全是核电厂选址工作首先关注的问题，笔者结合在核电厂选址工作中的经验，就飞机坠毁的概率评价问题展开讨论。

2 我国核电厂选址中关于飞机坠毁的法规、导则

国家核安全局颁布的《核电厂厂址选择安全规定》中明确要求，必须评价飞机在厂址上坠毁的可能性，并在评价时尽可能地考虑未来空中运输和飞机的特性。《核电厂厂址选择的外部人为事件》 (HAD101/04)指出，在厂址查勘阶段，必须考虑飞机坠毁，可采用筛选距离值法和筛选概率水平法。同时指出，对于在核电厂4km范围内经过的航线或起落通道需考虑其造成飞机坠毁的潜在危险。在筛选概率水平法中，如果所有各类飞机相互影响事件的发生概率小于筛选概率水平，则不必作详细评价。

文献［1，2］给出的筛选概率水平值均为10－7次/年。

3 坠机概率评价的计算方法

某核电厂厂址区域民用飞机坠机概率评价报告中采用以下两种方法计算坠机概率：

(1)考虑厂址区域上空坠机的坠机概率算法;

(2)考虑坠机点在厂址区域内的坠机概率算法。

3.1 厂址区域上空坠机概率

计算思路：根据一年内全国单位飞行里程上可能发生的事故次数计算出厂址上空给定航线段上可能发生的事故次数。

计算公式为：

其中，F为厂址区域内坠机概率 (次/年); c为飞行里程事故率 (单位飞行里程上的事故次数，次/km);d为厂址区域内航线的长度，取为0.2km;M为一年内厂址区域内航线上的飞行架次 (架次)。

N为给定时间内全国的运输事故次数(次);L为给定时间内飞行总里程 (km)。

将式 (2)代入式 (1)可得：

3.2 厂址区域内坠机概率

计算思路：飞机发生事故坠落时，坠落的方式可能是垂直下落，也可能是带初速度的平抛运动。事故飞机的可能坠地面积比厂址区域面积大。本算法思路是，在计算厂址上空发生坠机概率的基础上，考虑厂址面积占飞机可能坠地面积的比例，计算出厂址区域内坠机概率。

计算公式：

其中，s为厂址区域面积 (km2);S为飞机可能坠地面积 (km2);x为飞机平抛距离(km);其余各符号含义同式 (1)。

假定飞机可能坠地区域为一矩形面积，该面积长度为飞机作平抛运动的距离，面积的宽度是飞机偏离航线的距离。由于航线的筛选距离为距厂址4km范围内，所以我们可认为飞机坠落区域的宽为航线左右各4km，即8km，这样飞机坠落面积S为：

根据核安全导则HAD101/04规定，可取10000m2(40000m2作为计算飞计坠毁事件概率的有效厂址面积。为保守起见，将厂址面积取为40000m2，即：

将式 (2)、(5)代入式 (4)，得：

4 实例分析

拟选的某典型核电厂址A和B，距空中航线地面投影的最短距离分别为1.4km和3.6km，空中航线日均流量分别为9架次和22架次。

将全国运输事故次数N分别取为1998年至2007年10年内重大以上运输事故次数、重大以上运输飞行阶段事故次数进行计算，结果见表1。

表1厂址坠机概率计算结果 单位：次/年

厂址区域上空坠机概率算法实际上是计算厂址上空航线段内发生事故的概率。由于飞机在厂址上空发生事故不等于飞机会坠落在厂址区域内，因此，厂址上空的坠机概率大于厂址区域内的坠机概率。

厂址区域内坠机概率算法既考虑了厂址上空发生事故的概率，又考虑了飞机坠落在厂址区域的可能性，对描述坠机事件对厂址的安全而言，这种算法更趋合理。

由表1可见，两个厂址的区域内坠机概率均小于筛选概率水平10－7，根据核安全导则HAD101/04的规定，不必对航线作进一步的详细评价。

5 结果讨论

在式 (3)和 (7)中，厂址区域内航线的长度d和厂址区域面积s不发生变化，影响计算结果的输入条件只有全国运输事故次数N、飞行总里程L和航线上的飞行架次M三个因素。

全国运输事故次数N和飞行总里程L一般取一段时间内的统计数据，其比值反映了统计时间段内我国民航的安全水平，上述实例分析中N和L取我国1998年至2007年近10年的数据。根据《中国民用航空安全规划纲要(2001～2010年)》提出的运输事故万次率和1998年至2007年近10年的统计数据预测2020年全国运输事故次数N、飞行总里程L和两厂址A、B上空航线飞行架次M，计算得到上述两厂址区域内坠机概率分别为2.04× 10－8次/年和4.69×10－8次/年，高于目前水平，但均小于筛选概率水平10－7。

以上讨论中全国运输事故次数N、飞行总里程L和航线上的飞行架次M的选取均具有保守性和代表性，因此计算结果保守、可信。

随着民航安全的进一步提高，运输事故次数N会进一步降低，且飞行总里程L会进一步增大，即使航线飞行架次M比上述预测值有所增大，厂址区域内坠机概率也不会增大。

6 结论

目前我国正处于新的核电发展时期，核电厂的前期选址调查在全国范围内展开。本文根据笔者在核电厂前期选址工作中的经验，通过具体案例，从概率评价的计算方法到参数的选取，对飞机坠毁的概率评价问题进行了讨论。结论指出，从目前到2020年，典型核电厂址区域内坠机概率的量级介于10－9和10－8之间，小于筛选概率水平10－7，厂址区域内坠机事件不构成厂址成立的颠覆因素。

［1］国家核安全局.核安全导则汇编.中国法制出版社，2000

［2］IAEA.安全标准从书：核电厂厂址评价中的外部人为事件 (NS-G-3.1).国际原子能机构，2002

The Subject of Aircraft Crash Probabilistic Assessment on Siting of Nuclear Power Plant

LIYong，LIWenhui，ZHANG Lingyan
(China Nuc lear Power Design Com pany Ltd.(Shenzhen)，Shenzhen 518049，China)

Based on experience of siting of nuclear power plant，the subject of aircraft crash probabilistic assessment has been discussed by choosing computing method and parameter through demonstrating specific case.Conclusions pointed out that，from now to the year of 2020，the scale of aircraft crash probability of inner nuclear power plant site is from 10－9to 10－8，less than the screening probability 10－7，the aircraft crash in inner nuclear power plant site is not a subversion factor to the site.

nuclear power plant;aircraft crash;probabilistic assessment