秦山核电应急决策支持系统开发与研究

朱月龙+沈根华+王贵良+施江

【摘 要】应急决策支持系统在核电站发生核事故时，能为指挥决策人员提供强有力的支持和帮助。本文重点介绍了秦山核电应急决策支持系统的设计、实现方式，及系统功能和特点，并对系统今后的完善和发展提出了一些建议，希望能给业界同行提供参考。

【关键词】秦山核电；应急；决策支持

【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

福岛事故后，随着国内核电站机组数量的增加，核事故应急越来越受到国家的高度重视，各级核应急职能部门也随之大力建设、配备现代化的应急设施设备。秦山核电应急控制中心是福岛核事故后国内第一个投运的软硬件功能齐全、装备完善、决策支持系统先进的应急响应设施，是秦山基地9台核电机组应急响应的指挥场所，秦山核电应急控制中心的投运极大提升了秦山核电的响应能力，也为国内核电同行应急基础能力的建设提供了示范。应急控制中心的核心系统就是应急决策支持系统（简称“系统”），该系统是基于通用应急平台，针对核电这一特殊行业，进行了专业化的功能定制研发，形成的更为符合专业需要的核事故应急支持系统，能够为应急指挥决策提供更为有效的支持和帮助。

1 系统总体设计

本系统由系统化的软硬件系统构成，主要围绕应急大屏幕显示系统，配合相关的应急指挥终端，应急会议系统，应急处理服务器，实现对电厂工况参数，安保视频，外部和人为事件，应急行动水平，人员就位，应急报告，环境监测，事故后果评价，源项反推，堆芯损伤数据，移动监测（陆地，海面），LED显示控制，应急资源，舆情监控，三维事故模拟，三维数据展示等子系统信息的汇总与展示。实现对应急控制中心内指挥人员的技术支撑，确保其全面掌控现场的各类情况，及时作出高效的处置决策。

1.1 逻辑框架图

系统采用B/S模式，服务端基于ICV 等众多接口进行数据采集，并对数据进行分析、处理；前台基于SilverLight 展示（图1）。

1.2 系统架构图（图2）

1.3 系统特点及性能指标

系统创造性的把应急响应流程与计算机的应急决策显示流程相结合，把突发公共事件接入计算机二维、三维系统，利用应急监测数据进行事故源项反推，并建立了应急行动水平自动判断、流程显示系统。

整个系统是基于Web开发的核事故应急支持系统，可在秦山核电办公网上通过web浏览器直接打开。系统用户采用基于秦山核电办公网域账户认证的统一认证系统。在开发方式上，系统有采用先进的RIA（富客户端人机器交互架构）。

在GIS展示技术方面，使用了将二维，三维集成的一体化WebGIS引擎，可基于同一目标快速实现二维GIS地图到对应的三维GIS图像之间的切换。

在电厂工况画面展示方面，采用了工业级组态技术，通过高性能实时数据库，实现对于各类数据的高效整合。

系统硬件做了抗震加固，重要节点做了双机热备，在同类应急系统中硬件规格较高，稳定性强。

综合性能指标如下：

1）数据变化的刷新时间不大于2秒；

2）报警信息的显示时间不大于1秒；

3）控制下发到驱动的时间不超过500毫秒；

4）实时数据库数据扫描频率下限可达50毫秒；

5）B/S模式下支持300用户以上并发访问；

6）组态画面终端刷新时间最小500毫秒，通常可配置为1-3秒；

7）历史趋势数据可保存3个月以上；

8）节点服务器冗余切换时间不大于3秒。

2 系统功能

系统平台具备应急响应和应急演习两种功能模式。应急响应模式用于真实核事故情况下的响应行动，数据来源为事故时的真实数据。应急演习模式主要用于应急演习和应急培训，输入的数据采用模拟数据，如实时工况数据采集自模拟机、环境监测数据来自于预设数据，预设数据可以采用手动输入或文件导入方式，所有演习期间的输入、输出与过程数据可以储存为数据文件，并可重新调入。

系统通过专门的数据集采集与分发服务，将数据集中采集和存储，通过公共接口提供给各个专业子系统。本系统通过后台数据的集中，前端画面的整合，实现了对传统应急指挥系统中涉及的电厂工况系统，环境监测系统，移动环境监测，应急行动水平（EAL），源项反演系统，事故后果评价系统，堆芯损伤数据，应急资源，舆情监控，三维事故模拟，三维数据展，安保视频，应急就位，应急报告，视频会议，应急大事记等18个相关子系统的整合，并通过权限管理控制，确保各岗位的应急组织成员能够明晰并聚焦各自所需关注的实时/历史数据，及时对应急态势进行判断分析。下面仅对其中几个主要功能进行简要介绍。

2.1 应急行动水平实时在线判断

应急状态需要应急指挥来判断和批准，紧急情况下现去查阅是不利于快速决策的，本系统利用工厂安全参数进行应急行动水平判断，提升了应急状态判别的准确性和应急响应的时效性，为应急指挥部的应急决策和场外应急防护行动提供了有效支持（图3）。

2.2 实时数据采集及显示

系统可以采集并显示的实时数据包括：电工实时工况参数（含流出物参数）、模拟机工况参数、实时监测数据（含气象观测参数、环境剂量检测参数、环境监测车监测数据等）。

2.3 应急资源信息及GIS应用

系统具有对电厂设施和厂址地理信息的三维显示功能，以及周边道路、村庄、学校、医院等信息查询显示功能，并可在系统中方便地查阅应急计划、执行程序和应急技术支持等文件。理信息系统覆盖了核电厂周围80KM范围内的应急资源信息；三维系统模拟了秦山9台机组的厂房，压水堆和重水堆的重要系统构件。二维、三维系统可以互切，并融入了突发事件的理念、严重事故序列的概念。

2.4 国内首创利用应急监测数据进行事故源项反推

国内首创采用非线性反演技术，将核电厂事故发生后厂外监测的数据反演事故释放源项，以实现事故发生早期阶段的源项释放率的准确估计，为恶劣气象条件叠加严重事故情况下的事故环境后果评价提供了必要的手段。

2.5 多机组核事故组合操作干预水平的确定

根据源项分析结果和气象数据实时在线计算操作干预水平值；根据秦山厂址多台机组任意核事故源项组合，分别计算确定秦山核电周围各区域的操作干预水平值，为公众应急防护行动提供技术决策依据。

2.6 利用全球气象高分辨率中尺度预报系统进行风场预报

利用全球实时发布的GFS数据，采用WRF中尺度气象模式进行气象预报，在国内核应急领域率先采用非静力学模式作为气象场预报模式，实时自动预报未来3-7天的气象场（风、温、湿、压和降水等），解决了计算长时间、多堆释放问题。

3 使用情况及改进意见

经过多方测试及多次应急演习的实战检验，该应急决策支持系统的开发体现了一定的创造性和先进性，系统的成功开发和使用也有效的优化了应急决策流程，能够满足秦山核电基地应急准备及应急响应的需要，能为应急指挥部在较短时间内做出正确决策提供强有力的技术支持。

系统投入运行以来，期间也发现了一些不足之处并做了相关改进，但随着应急工作的不断深入及外部环境的变化，系统还应在以下方面保持持续的改进和完善：

1）应急报告功能模块需进一步开发和完善，要与公司的办公系统进一步融合；

2）应急行动水平实时在线判断功能还需进一步优化，并要根据电厂应急行动水平的变动情况及时调整；

3）要对外部环境重要信息的变化进行跟踪和收集，及时对系统数据库中的数据进行更新和补充；

4）为提高应急资源的利用效率，将集团公司的应急资源信息平台信息接入系统；

5）对出入签到模块进一步优化，提高输入功能的便捷性。

[责任编辑：杨玉洁]