核能發電：核電站安防系統解決方案分析

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

核電站設施與核材料的安全是核能發電的基礎和前提，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目標。由于“核”的特殊性和敏感性，核電站的安全保衛工作相比常規電站或其他廠礦企業，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也基本上是采用安防市場上通用的安防技術和產品，特殊的是核電站的安防系統有著特有的標準，國家對核電站安防系統的設計、建設、運行、維護等都有嚴格的要求和嚴厲的監管，并且核電站的安防系統有其專有的稱謂：實物保護系統(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。

核電站安防系統規定

國際、國內對于核材料和核設施的實物保護系統一直十分重視。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”，后續進行了修改并于1975年以INFCIRC系列出版，后經各成員國認可，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，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(包括實物保護系統)發布了一系列的法律法規和導則。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《核電站安全保衛規定》，后續還頒發了《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導則》等一系列的文件，對核電站的安全保衛以及實物保護系統做出了具體的規定。

核電站安防系統功能及要求

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

通用要求

對實物保護技防系統的劃分僅僅是從功能意義上進行一些區分，實際上是一個整體，相互緊密結合，隨著技術的發展，這種結合將越來越緊密。對實物保護系統而言，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，系統的可靠性往往決定了系統的成敗。因此，在構建系統時，除了要堅持采用質量好、可靠性高的設備外，在系統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、冗余網絡、雙重供電線路等，同時系統配置有一定冗余，以確保系統在部份設備有故障時的不間斷使用。對系統可靠性考察的指標有平均無故障時間、一定時間內的系統可用率、設備的環境適應性、設備故障平均修復時間等。

2、成熟度

隨著技術的發展，設備的更新換代越來越快，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品，以便保證其穩定和風險可控。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

實物保護系統是一個綜合的系統，組成系統的各個部件來必定自多個廠家，只有充分的兼容配合，才能發揮整個系統最大的效能，所以要求各部件能夠兼容通用的標準，比如通訊方式、接口協議、支持接口開發等。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，可擴展永遠是最基本的要求。

出入控制系統功能

1、控制與多操作任務支持

出入控制系統最好采用分布處理的系統結構，具有實時多任務操作環境和遠距離終端的能力，以滿足不同地點可能同時執行獨立的指令和監控操作。各種優先級別和安全操作級別的設定，與其它相關系統設備的聯動，系統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域的通道。因此，系統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，區域最大人數，區域最小人數，與探測設備聯動控制等邏輯控制功能。

4、顯示與統計

能夠實時顯示通行記錄，進行軌跡跟蹤，進行區域人員統計功，顯示系統各種運行信息，報警記錄，數據庫的備份、接口、導入、導出，記錄保存，統計報告管理等。

監視及入侵探測子系統功能

電視監控系統應能在現場環境條件和所選設備條件下，對防護目標進行準確、實時的監控，應能根據設計要求，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場事件發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;

入侵探測系統要求快速報警、快速定位、快速處理。根據核電站的具體情況，報警系統應根據所屬功能區域的需要進行配置組合。根據被保護目標的重要性和所在區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和死角。探測區域的劃分應考慮不同目標區域的相對獨立性;

電視監控系統應能與入侵探測系統、出入控制系統聯動，形成綜合性的多媒體監控網絡，當周界、保護目標受到入侵、破壞，系統發生報警時，能同時監視報警位置及相關區域的情況，以便及時處進行處置。

中央控制系統功能

中央控制系統首先應是一個統一的、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狀態進行監控，對保護的區域和目標狀況進行監視和控制操作，在出現安保狀況時能夠進行指揮以及信息的匯集和發布。同時具備快捷、實時、分級的特點。目前國外已經有一些比較優秀的系統平臺，能夠在統一的平臺中實現上述系統的大部分功能，包括出入控制、視頻監控、探測報警、財物控制、通信控制、火警探測等，但國內此類產品還較為欠缺。

結語

核電站安防系統是一個綜合性較強，涉及計算機、電子技術、控制信息網絡和機械等技術的集成產品。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的要求，此外，還需要考慮整套系統的先進性，使系統在相當長

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

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，優先采用成熟的技

術和產品。標準化、開放性是實物保護系統發展的必然趨勢選擇產品時也應盡量選擇采用符合通行工業標準的技術的產

品，既能適應將來使用需求的變化，也為系統的運行維護帶來便利。

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