核电站计算机应急辅助决策系统设计

核电无小事，核电站的任何事故，如果不能妥善应对，都有可能对厂区人员、公众以及环境造成具大影响，核电站应急计划必须贯穿于核电站始终。核电站的应急状态包含应急待命、厂房应急、厂区应急、场外应急四种。

核事故发生时，往往面临时间紧、责任大、变化多的难题。在这种情况下，只有采用科学的决策理论，并利用计算机实时在线支持决策系统，才有可能满足核事故应急决策的要求。

目前，国外欧共体联合东欧和前苏联部分国家开发了实时在线事故应急决策支持系统。国内诸如秦山、田湾、大亚湾等核电站也建立了计算机应急指挥系统，但其功能相对单一，大多只满足数据监视功能及资料查询功能，不能很好地对应急过程起到支持作用。

本文介绍的核电站计算机应急辅助决策系统（以下简称系统）紧密贴合应急计划，能够有效接收、存储、分析、处理和发布来自不同区域的核电站信息，并在事故突发期间快速形成准确的应急指挥指令，为应急管理和指挥决策提供强有力的技术支持，提高应急管理和指挥决策的科学性和时效性。

1 系统功能分析

为了满足核电站应急准备以及应急响应的需求，系统应当具备数据采集和处理功能、辅助决策功能、应急响应支持功能以及应急演习功能。

1.1 数据采集和处理功能

1.1.1 数据交换

应急辅助决策系统主要通过网络实现与电站专业系统、办公系统网络、集团网络系统的数据通信。通信的数据包括文本信息、数据和多媒体等类型。

系统通信内容包括：机组数据、厂区出入监督数据、控制区出入检测系统KZC数据、模拟机数据、应急中心通信数据、后果评价辐射监测数据、堆芯损伤评价、计算机源项通信数据、气象数据等。

1.1.2 数据存储和服务

在与各个数据源进行数据交换后，系统将收到的数据以通用数据库的形式保存起来，并可以随时备份。这样做有助于将来系统的扩展，并且通用数据库支持的工具众多，有利于数据分析。例如查找最大值、最小值、生成表格趋势图等。

1.1.3 人机界面

人机界面支持流程图画面、日志、表格、辅助判断画面、GIS系统画面、各种专家系统信息画面等的显示，且界面上的图形应该可以动态变化，并支持操作人员制作和修改自己的画面。

系统应当支持趋势组态工具，以提供简单灵活的趋势分组和组态功能，实现实时和历史趋势查看、对比分析功能，同时还能极其直观地实现对多点多时间段的数据对比分析。

1.1.4 日志和报表

系统应当支持日志和报表功能，以方便应急人员记录和分析数据。

1.2 辅助判断功能

1.2.1 应急状态辅助判断

应急行动水平辅助判断功能依据《核电站应急计划》生成。

系统在接收到来自电厂各个区域的信息后，与应急行动水平进行比较，经逻辑判断后得出当前的状态，如果发现应当进入应急状态，则通过应急信息平台自动将结果发给相关应急人员，在获得具有权限的应急人员批准后，系统将进入应急状态。

1.2.2 机组关键安全功能判断

系统选取可以反映核电站关键安全功能的机组参数与运行技术规格书中的安全限值进行比较，对各机组的核功率水平、堆芯冷却、通过二回路系统对反应堆冷却剂的热量排出、反应堆冷却剂的装载量、安全壳的完整性参数进行监视，实现反应性控制、堆芯冷却、主回路完整性、主回路冷却失效、安全壳完整性的辅助判断。

1.2.3 参数超限报警功能

系统提供的实时报警功能，可以把电厂各状态重要数据参数录入报警程序，当参数的实时数据超出了预先设定的高高限、高限、低限、 低低限的限值时，系统的报警数据信息会不断闪烁同时伴有报警声音，自动打印报警信息，并在系统中记录报警的时间和报警信息。

系统提供的报警类型有实时数据报警、变化率报警、偏差报警等多种类型；并提供手动确认和自动确认两种报警确认方式。

1.2.4 堆芯损伤评价

应急辅助决策系统向堆芯损伤评价软件输入数据，并提供单独的画面进行相应评价参数以及评价结果的显示和调用。

1.2.5 环境事故后果评价

环境事故后果评价计算机通过数据检索，实现从应急辅助决策系统的数据库直接获取气象数据和堆芯损伤评价计算得到的源项数据进行评价，评价结果以图片和文本文件的方式输出，应急决策系统直接调用这些图片和文本文件通过特定方式进行显示。

1.3 应急响应支持功能

系统提供应急响应行动支持功能以协助应急人员执行应急行动。应急响应行动支持功能如下：

(1)自动通知功能

系统提供自动通知功能，包括两种情况：①系统自动判定发生应急相关事故和事件，通过手机短信的方式自动通知应急值班人员；②当系统判定进入相应的应急状态(应急待命、厂房应急、场区应急、场外应急)时，应急人员手动录入通知内容并选定通知的相关应急组或人员，系统通过手机短信的方式向指定人员发送事件通知。

(2)到岗确认功能

应急相关人员就位后通过应急决策系统报告到岗就位，系统根据反馈情况自动填充应急组织状态图。未到岗人员或组织白色显示，全部就位的个人或组织灰色显示，如图1所示。



通过点击相应应急小组（如技术支持组），可以查看该组内人员的详细信息。

(3)应急任务单发放

应急决策系统为每个应急人员设定用户名和权限，当发生报警并进入应急状态时，系统根据应急行动计划的规定自动或手工给每个应急人员发送任务单。相应的应急人员使用自己的用户名登录系统自动获取任务单。当应急状态变化时，应急指令也应相应地变化。

(4)应急资料查询

应急人员可以通过系统快速查询到所需的机组画面、应急指南等各种资料，从而根据这些资料和程序进行有效的响应；给每个应急指挥人员作一个简洁的应急响应指南，以便于在最短的时间内查询相关的资料和文件，做出快速有效的指挥和响应。

(5)应急文件流转

应急系统的一个重要作用就是要实现应急过程报告、报表的电子化，提高应急过程的工作效率。
文件的发起人指定了流转顺序，每一个处于流转环节的应急人员分别处理自己的部分，在加盖电子签章后，流转到下一部分或退回给上一个环节，每个人员可以随时查看文件当前所处位置、处理状态以及各个历时版本，最大限度地保证文档处理及时、准确。

(6)电子签名功能

系统集成电子签名功能。在核应急情况下，有些专业组与应急指挥室不在同一物理地点，报告由网络传递，通过电子签名功能可以实现报告的起草、审核、批准的流转传递，并确保文件不被修改。

(7)文件拟制签字功能

应急决策系统根据不同的事件依据应急计划预先制定相关的应急报告和文件，系统通过Microsoft Excel实现相关的应急报告，应急人员在需要的时候可以登录系统，手动调出相应的报告和文件(如初始通知、后续通知)，通过指定时间系统可以自动地在报告中添加该时间机组、气象、环境等参数数值，方便应急人员快速准确地生成报告。系统集成文件电子签名功能，电子签名与手写签名有同样的法律效力和不可更改功能。

系统配备专门的动态数据定义组态平台，将实时/历史数据库获得数据转移到 Excel中，从而利用 Excel 强大的分析和数据处理能力。报表打印包括自动打印和请求打印两种。自动打印是由报表组态工具定义报表格式和事件触发功能块定义报表打印时间的报表，可以按周期触发或按事件触发来启动自动打印；请求打印则由应急人员触发打印功能。

(8)应急信息显示、绘图功能

应急辅助决策系统提供数字地图、应急计划区、主要应急设施、各应急集合点、应急撤离路线、气象与环境监测设施、医疗救护设施、消防设施等应急相关图纸的查询和显示。

系统提供交互式电子白板，计算机画面（地图）内容通过投影机投影在白板上，计算机与电子白板通过网线建立连接，应急人员在电子白板上手绘应急撤离路线等内容，会自动体现到计算机相应的文件中，实现系统的绘图功能。