核能發(fā)電：核電站安防系統(tǒng)解決方案分析

來源：勁浪科技更新時間： 2014/2/8 9:11:09

詳細介紹

隨著國家核安全十二五規(guī)劃的出臺，核電迎來了較好的發(fā)展機遇，公眾對這一清潔能源的關注和了解越來越多，核電站的安全保衛(wèi)以及安防系統(tǒng)也受到了越來越多的關注，本文主要對核電站安防系統(tǒng)的要求、功能進行簡要的介紹。

核電站安防系統(tǒng)解決方案分析

核電站設施與核材料的安全是核能發(fā)電的基礎和前提，保障核電站設施不被破壞、核材料不被盜搶或非法轉移是核電站的核心安全保衛(wèi)目標。由于“核”的特殊性和敏感性，核電站的安全保衛(wèi)工作相比常規(guī)電站或其他廠礦企業(yè)，有一些相同點，也有其一定的特殊性。相同的地方是核電站的安防系統(tǒng)也基本上是采用安防市場上通用的安防技術和產(chǎn)品，特殊的是核電站的安防系統(tǒng)有著特有的標準，國家對核電站安防系統(tǒng)的設計、建設、運行、維護等都有嚴格的要求和嚴厲的監(jiān)管，并且核電站的安防系統(tǒng)有其專有的稱謂：實物保護系統(tǒng)(physical protection system)。其定義為：利用實體屏障、探測延遲技術及人員的響應能力，阻止盜竊、搶劫或非法轉移核材料以及破壞核設施行為的安全防范系統(tǒng)。

核電站安防系統(tǒng)規(guī)定

國際、國內(nèi)對于核材料和核設施的實物保護系統(tǒng)一直十分重視。國際原子能機構早在1972年就出版了“核材料實物保護的建議”，后續(xù)進行了修改并于1975年以INFCIRC系列出版，后經(jīng)各成員國認可，最近一次于2005年再次進行修訂，形成了《核材料實物保護公約》建議修訂案，用以指導各成員國建立、維護和持久保持有效的核安保制度以及建立、保持有效的實物保護系統(tǒng)，我國屬于成員國之一并加入了此公約。此外，國際原子能機構還出版了一系列關于實物保護的文件。

我國也非常重視核安保，針對核實施的安全保衛(wèi)(包括實物保護系統(tǒng))發(fā)布了一系列的法律法規(guī)和導則。1987年頒布了《中華人民共和國核材料管制條例》，1991年頒布了《中華人民共和國核材料管制條例實施細則》，1997年頒布了《核電站安全保衛(wèi)規(guī)定》，后續(xù)還頒發(fā)了《核設施實物保護導則》、《核設施出入口控制導則》、《核設施周界入侵報警系統(tǒng)導則》等一系列的文件，對核電站的安全保衛(wèi)以及實物保護系統(tǒng)做出了具體的規(guī)定。

核電站安防系統(tǒng)功能及要求

依照國際上通用的理解，作為一個實物保護系統(tǒng)，它應該具備探測、延遲、響應的三個基本功能。組成實物保護系統(tǒng)的每個元件也都將圍繞這三個基本功能發(fā)揮各自的作用，并相互配合。依照目前安防市場上比較通用的說法，實物保護系統(tǒng)技防部分又由多個子系統(tǒng)組成，包括出入控制子系統(tǒng)、視頻監(jiān)視子系統(tǒng)、入侵探測子系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)、通訊子系統(tǒng)、電源及照明等輔助子系統(tǒng)等。后續(xù)著重介紹幾個子系統(tǒng)的功能及要求。

通用要求

對實物保護技防系統(tǒng)的劃分僅僅是從功能意義上進行一些區(qū)分，實際上是一個整體，相互緊密結合，隨著技術的發(fā)展，這種結合將越來越緊密。對實物保護系統(tǒng)而言，有一些通用的要求如下。

1、可靠性

核電站對于安防系統(tǒng)的要求比較高，首先就是需要設備能夠可靠、長期、低故障的運行，系統(tǒng)的可靠性往往決定了系統(tǒng)的成敗。因此，在構建系統(tǒng)時，除了要堅持采用質(zhì)量好、可靠性高的設備外，在系統(tǒng)結構設計上也要采取可靠的結構設計，如采用多層次的控制系統(tǒng)、冗余網(wǎng)絡、雙重供電線路等，同時系統(tǒng)配置有一定冗余，以確保系統(tǒng)在部份設備有故障時的不間斷使用。對系統(tǒng)可靠性考察的指標有平均無故障時間、一定時間內(nèi)的系統(tǒng)可用率、設備的環(huán)境適應性、設備故障平均修復時間等。

2、成熟度

隨著技術的發(fā)展，設備的更新?lián)Q代越來越快，積極采用新技術、新設備是很多用戶的時尚選擇，但在核電站，仍然偏向于選擇成熟技術和成熟產(chǎn)品，以便保證其穩(wěn)定和風險可控。對新技術會有應用，但一般會從小范圍試用開始，待測試通過后再大面積的應用。

3、兼容性和可擴展特性

實物保護系統(tǒng)是一個綜合的系統(tǒng)，組成系統(tǒng)的各個部件來必定自多個廠家，只有充分的兼容配合，才能發(fā)揮整個系統(tǒng)最大的效能，所以要求各部件能夠兼容通用的標準，比如通訊方式、接口協(xié)議、支持接口開發(fā)等。擴展特性則不用說，沒有一成不變的需求，也就沒有一成不變的安防系統(tǒng)，可擴展永遠是最基本的要求。

出入控制系統(tǒng)功能

1、控制與多操作任務支持

出入控制系統(tǒng)最好采用分布處理的系統(tǒng)結構，具有實時多任務操作環(huán)境和遠距離終端的能力，以滿足不同地點可能同時執(zhí)行獨立的指令和監(jiān)控操作。各種優(yōu)先級別和安全操作級別的設定，與其它相關系統(tǒng)設備的聯(lián)動，系統(tǒng)報警信號和控制信號的輸入和輸出接口及管理等。2、足夠容量與多授權

由于核電站的有多道周界，需要控制的出入口通道較多，不同的區(qū)域有不同的控制要求，大量的員工、承包商人員、參觀人員等不同工作需要的人員在不同的時間進出不同區(qū)域的通道。因此，系統(tǒng)的容量應充分滿足各類人員的使用，需要支持多授權及多授權組合控制，時間控制，圖像符合校驗等功能。

3、多種邏輯控制

除了基本的授權控制，還需要有一些邏輯控制功能，如卡、生物識別裝置和密碼的并用，陪同進入，雙人原則，防返傳，防脅迫，防尾隨，區(qū)域最大人數(shù)，區(qū)域最小人數(shù)，與探測設備聯(lián)動控制等邏輯控制功能。

4、顯示與統(tǒng)計

能夠實時顯示通行記錄，進行軌跡跟蹤，進行區(qū)域人員統(tǒng)計功，顯示系統(tǒng)各種運行信息，報警記錄，數(shù)據(jù)庫的備份、接口、導入、導出，記錄保存，統(tǒng)計報告管理等。

監(jiān)視及入侵探測子系統(tǒng)功能

電視監(jiān)控系統(tǒng)應能在現(xiàn)場環(huán)境條件和所選設備條件下，對防護目標進行準確、實時的監(jiān)控，應能根據(jù)設計要求，清晰顯示和/或記錄防護目標的可用圖像。應保持圖像信息的原始完整性和實時性，即無論中間過程如何處理，應使最后顯示/記錄/回放的圖像與原始場景保持一致，即在色彩還原性、圖像輪廓的還原性(灰度級)、事件后繼性、聲音特征等方面均與現(xiàn)場場景保持最大的相似性(主觀評價)，并且后端圖像的實時顯示與現(xiàn)場事件發(fā)生之間的延遲時間應越小越好。具備視頻圖像實時分析功能;

入侵探測系統(tǒng)要求快速報警、快速定位、快速處理。根據(jù)核電站的具體情況，報警系統(tǒng)應根據(jù)所屬功能區(qū)域的需要進行配置組合。根據(jù)被保護目標的重要性和所在區(qū)域的情況選擇不同類型、不同原理的入侵探測器。需要進行交叉防護以彌補探測器自身的探測盲區(qū)和死角。探測區(qū)域的劃分應考慮不同目標區(qū)域的相對獨立性;

電視監(jiān)控系統(tǒng)應能與入侵探測系統(tǒng)、出入控制系統(tǒng)聯(lián)動，形成綜合性的多媒體監(jiān)控網(wǎng)絡，當周界、保護目標受到入侵、破壞，系統(tǒng)發(fā)生報警時，能同時監(jiān)視報警位置及相關區(qū)域的情況，以便及時處進行處置。

中央控制系統(tǒng)功能

中央控制系統(tǒng)首先應是一個統(tǒng)一的、集中控制的平臺，通過這一平臺，能夠對整個核電站的安防系統(tǒng)狀態(tài)進行監(jiān)控，對保護的區(qū)域和目標狀況進行監(jiān)視和控制操作，在出現(xiàn)安保狀況時能夠進行指揮以及信息的匯集和發(fā)布。同時具備快捷、實時、分級的特點。目前國外已經(jīng)有一些比較優(yōu)秀的系統(tǒng)平臺，能夠在統(tǒng)一的平臺中實現(xiàn)上述系統(tǒng)的大部分功能，包括出入控制、視頻監(jiān)控、探測報警、財物控制、通信控制、火警探測等，但國內(nèi)此類產(chǎn)品還較為欠缺。

結語

核電站安防系統(tǒng)是一個綜合性較強，涉及計算機、電子技術、控制信息網(wǎng)絡和機械等技術的集成產(chǎn)品。在設計、建

設、運行、維護過程中，首先需要考慮滿足國家法律法規(guī)的要求，此外，還需要考慮整套系統(tǒng)的先進性，使系統(tǒng)在相當長

的一段時間內(nèi)不過時。并考慮一定未來發(fā)展的需要，考慮到技術的不斷發(fā)展和管理要求可能的變化，在系統(tǒng)結構和擴展能

力上應留有足夠的余量。同時不盲目追求尚不成熟的新技術或不實用的新功能，而是從實際需求出發(fā)，優(yōu)先采用成熟的技

術和產(chǎn)品。標準化、開放性是實物保護系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢選擇產(chǎn)品時也應盡量選擇采用符合通行工業(yè)標準的技術的產(chǎn)

品，既能適應將來使用需求的變化，也為系統(tǒng)的運行維護帶來便利。

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