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经典案例

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核电站安防系统解决方案分析

随着国家核安全十二五规划的出台,核电迎来了较好的发展机遇,公众对这一清洁能源的关注和了解越来越多,核电站的安全保卫以及安防系统也受到了越来越多的关注,本文主要对核电站安防系统的要求、功能进行简要的介绍。

核电站设施与核材料的安全是核能发电的基础和前提,保障核电站设施不被破坏、核材料不被盗抢或非法转移是核电站的核心安全保卫目标。由于“核”的特殊性和敏感性,核电站的安全保卫工作相比常规电站或其他厂矿企业,有一些相同点,也有其一定的特殊性。相同的地方是核电站的安防系统也基本上是采用安防市场上通用的安防技术和产品,特殊的是核电站的安防系统有着特有的标准,国家对核电站安防系统的设计、建设、运行、维护等都有严格的要求和严厉的监管,并且核电站的安防系统有其专有的称谓:实物保护系统(physicalprotectionsystem)。其定义为:利用实体屏障、探测延迟技术及人员的响应能力,阻止盗窃、抢劫或非法转移核材料以及破坏核设施行为的安全防范系统。

核电站安防系统规定

国际、国内对于核材料和核设施的实物保护系统一直十分重视。国际原子能机构早在1972年就出版了“核材料实物保护的建议”,后续进行了修改并于1975年以INFCIRC系列出版,后经各成员国认可,最近一次于2005年再次进行修订,形成了《核材料实物保护公约》建议修订案,用以指导各成员国建立、维护和持久保持有效的核安保制度以及建立、保持有效的实物保护系统,我国属于成员国之一并加入了此公约。此外,国际原子能机构还出版了一系列关于实物保护的文件。

我国也非常重视核安保,针对核实施的安全保卫(包括实物保护系统)发布了一系列的法律法规和导则。1987年颁布了《中华人民共和国核材料管制条例》,1991年颁布了《中华人民共和国核材料管制条例实施细则》,1997年颁布了《核电站安全保卫规定》,后续还颁发了《核设施实物保护导则》、《核设施出入口控制导则》、《核设施周界入侵报警系统导则》等一系列的文件,对核电站的安全保卫以及实物保护系统做出了具体的规定。

核电站安防系统功能及要求

依照国际上通用的理解,作为一个实物保护系统,它应该具备探测、延迟、响应的三个基本功能。组成实物保护系统的每个元件也都将围绕这三个基本功能发挥各自的作用,并相互配合。依照目前安防市场上比较通用的说法,实物保护系统技防部分又由多个子系统组成,包括出入控制子系统、视频监视子系统、入侵探测子系统、中央控制系统、通讯子系统、电源及照明等辅助子系统等。后续着重介绍几个子系统的功能及要求。

通用要求

对实物保护技防系统的划分仅仅是从功能意义上进行一些区分,实际上是一个整体,相互紧密结合,随着技术的发展,这种结合将越来越紧密。对实物保护系统而言,有一些通用的要求如下。

1、可靠性

核电站对于安防系统的要求比较高,首先就是需要设备能够可靠、长期、低故障的运行,系统的可靠性往往决定了系统的成败。因此,在构建系统时,除了要坚持采用质量好、可靠性高的设备外,在系统结构设计上也要采取可靠的结构设计,如采用多层次的控制系统、冗余网络、双重供电线路等,同时系统配置有一定冗余,以确保系统在部份设备有故障时的不间断使用。对系统可靠性考察的指标有平均无故障时间、一定时间内的系统可用率、设备的环境适应性、设备故障平均修复时间等。

2、成熟度

随着技术的发展,设备的更新换代越来越快,积极采用新技术、新设备是很多用户的时尚选择,但在核电站,仍然偏向于选择成熟技术和成熟产品,以便保证其稳定和风险可控。对新技术会有应用,但一般会从小范围试用开始,待测试通过后再大面积的应用。

3、兼容性和可扩展特性

实物保护系统是一个综合的系统,组成系统的各个部件来必定自多个厂家,只有充分的兼容配合,才能发挥整个系统最大的效能,所以要求各部件能够兼容通用的标准,比如通讯方式、接口协议、支持接口开发等。扩展特性则不用说,没有一成不变的需求,也就没有一成不变的安防系统,可扩展永远是最基本的要求。

出入控制系统功能

1、控制与多操作任务支持

出入控制系统最好采用分布处理的系统结构,具有实时多任务操作环境和远距离终端的能力,以满足不同地点可能同时执行独立的指令和监控操作。各种优先级别和安全操作级别的设定,与其它相关系统设备的联动,系统报警信号和控制信号的输入和输出接口及管理等。

2、足够容量与多授权

由于核电站的有多道周界,需要控制的出入口通道较多,不同的区域有不同的控制要求,大量的员工、承包商人员、参观人员等不同工作需要的人员在不同的时间进出不同区域的通道。因此,系统的容量应充分满足各类人员的使用,需要支持多授权及多授权组合控制,时间控制,图像符合校验等功能。

3、多种逻辑控制

除了基本的授权控制,还需要有一些逻辑控制功能,如卡、生物识别装置和密码的并用,陪同进入,双人原则,防返传,防胁迫,防尾随,区域最大人数,区域最小人数,与探测设备联动控制等逻辑控制功能。

4、显示与统计

能够实时显示通行记录,进行轨迹跟踪,进行区域人员统计功,显示系统各种运行信息,报警记录,数据库的备份、接口、导入、导出,记录保存,统计报告管理等。

监视及入侵探测子系统功能

电视监控系统应能在现场环境条件和所选设备条件下,对防护目标进行准确、实时的监控,应能根据设计要求,清晰显示和/或记录防护目标的可用图像。应保持图像信息的原始完整性和实时性,即无论中间过程如何处理,应使最后显示/记录/回放的图像与原始场景保持一致,即在色彩还原性、图像轮廓的还原性(灰度级)、事件后继性、声音特征等方面均与现场场景保持最大的相似性(主观评价),并且后端图像的实时显示与现场事件发生之间的延迟时间应越小越好。具备视频图像实时分析功能;

入侵探测系统要求快速报警、快速定位、快速处理。根据核电站的具体情况,报警系统应根据所属功能区域的需要进行配置组合。根据被保护目标的重要性和所在区域的情况选择不同类型、不同原理的入侵探测器。需要进行交叉防护以弥补探测器自身的探测盲区和死角。探测区域的划分应考虑不同目标区域的相对独立性;

电视监控系统应能与入侵探测系统、出入控制系统联动,形成综合性的多媒体监控网络,当周界、保护目标受到入侵、破坏,系统发生报警时,能同时监视报警位置及相关区域的情况,以便及时处进行处置。

中央控制系统功能

中央控制系统首先应是一个统一的、集中控制的平台,通过这一平台,能够对整个核电站的安防系统状态进行监控,对保护的区域和目标状况进行监视和控制操作,在出现安保状况时能够进行指挥以及信息的汇集和发布。同时具备快捷、实时、分级的特点。目前国外已经有一些比较优秀的系统平台,能够在统一的平台中实现上述系统的大部分功能,包括出入控制、视频监控、探测报警、财物控制、通信控制、火警探测等,但国内此类产品还较为欠缺。

结语

核电站安防系统是一个综合性较强,涉及计算机、电子技术、控制信息网络和机械等技术的集成产品。在设计、建设、运行、维护过程中,首先需要考虑满足国家法律法规的要求,此外,还需要考虑整套系统的先进性,使系统在相当长的一段时间内不过时。并考虑一定未来发展的需要,考虑到技术的不断发展和管理要求可能的变化,在系统结构和扩展能力上应留有足够的余量。同时不盲目追求尚不成熟的新技术或不实用的新功能,而是从实际需求出发,优先采用成熟的技术和产品。标准化、开放性是实物保护系统发展的必然趋势选择产品时也应尽量选择采用符合通行工业标准的技术的产品,既能适应将来使用需求的变化,也为系统的运行维护带来便利。


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