核電廠出入口控制系統(tǒng)技術(shù)分析

汪永忠++楊霞

摘 要

本文從核電廠出入口控制系統(tǒng)功能需求的角度出發(fā)，通過對(duì)核電廠出入口控制系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用分析，為核電廠出入口控制系統(tǒng)的建設(shè)提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】核電廠 出入口控制系統(tǒng) 功能分析

為保護(hù)核電廠在整個(gè)壽命周期內(nèi)的安全，防止不法人員對(duì)核材料的盜竊、搶劫、非法轉(zhuǎn)移和使用，以及應(yīng)對(duì)不法人員對(duì)核設(shè)施及核材料的蓄意破壞，確保核材料和核設(shè)施能夠受到有效保護(hù)，核電廠通過建立一套完整有效的實(shí)物保護(hù)來保護(hù)核材料和核設(shè)施的安全。

出入口控制系統(tǒng)是核電廠實(shí)物保護(hù)系統(tǒng)的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到核電廠實(shí)物保護(hù)系統(tǒng)的有效性。核電廠出入口控制系統(tǒng)通過有效地識(shí)別和控制人員、車輛、物品進(jìn)入受控區(qū)域，對(duì)未經(jīng)批準(zhǔn)的出入，尤其對(duì)試圖強(qiáng)行闖入、攜帶違禁品出入或非法轉(zhuǎn)移核材料的行動(dòng)起到探測(cè)、延遲和阻止作用。

1 核電廠出入口控制系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境分析

根據(jù)核電廠實(shí)物保護(hù)等級(jí)劃分及分級(jí)保護(hù)的原則，核電廠實(shí)物保護(hù)的等級(jí)劃分是根據(jù)堆芯熱功率和保護(hù)目標(biāo)的重要性來確定其等級(jí)。根據(jù)堆芯熱功率的大小和保護(hù)目標(biāo)的重要性，共分為三個(gè)實(shí)物保護(hù)級(jí)別，分別為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)實(shí)物保護(hù)。其中定為一級(jí)實(shí)物保護(hù)的核電廠設(shè)有控制區(qū)、保護(hù)區(qū)和要害區(qū)這三個(gè)區(qū)域來對(duì)核電廠進(jìn)行分區(qū)保護(hù)和管理控制。控制區(qū)、保護(hù)區(qū)和要害區(qū)這三個(gè)區(qū)域呈縱深布置，即要害區(qū)在保護(hù)區(qū)內(nèi)，保護(hù)區(qū)在控制區(qū)內(nèi)。人員、車輛和物品的進(jìn)出按照控制區(qū)←→保護(hù)區(qū)←→要害區(qū)的邏輯順序，采用逐級(jí)進(jìn)出的原則進(jìn)行出入控制。進(jìn)出各受控區(qū)域的人員管理也是按法規(guī)要求，做到逐級(jí)加強(qiáng)，進(jìn)入相關(guān)受控區(qū)域的人員逐一減少。附表1為某核電廠各分區(qū)日人員通行統(tǒng)計(jì)表。

其次，核電廠投入運(yùn)行后，每天進(jìn)出核電廠受控區(qū)域的工作人員較多，特別是在機(jī)組大修期間，每天有大量的工作人員通過受控邊界。根據(jù)某核電廠出入口控制系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，該期間每天進(jìn)出受控邊界的人數(shù)在*萬人/次以上，其中在早晚上下班的二個(gè)高峰期，其人員短時(shí)通行量達(dá)到核電廠出入口控制統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的最大值（見附表2）。

第三，核電廠根據(jù)保護(hù)目標(biāo)的重要程度采用分級(jí)分區(qū)的保護(hù)原則。核電廠針對(duì)廠內(nèi)各功能性廠房和設(shè)施的重要程度采用不同的防護(hù)級(jí)別來加強(qiáng)對(duì)目標(biāo)的安全控制。同時(shí)核電廠具有占地面積大，受控區(qū)域多，在受控區(qū)域內(nèi)有不同級(jí)別的區(qū)域涉及到交叉控制。具有出入控制點(diǎn)位多，前端設(shè)備布置分散，邏輯分區(qū)多等特點(diǎn)。要求出入控制系統(tǒng)的邏輯功能配置應(yīng)能夠滿足核電廠分區(qū)保護(hù)的要求，并采用相應(yīng)安全級(jí)別的控制設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)核電廠分級(jí)分區(qū)保護(hù)的原則要求。

第四，核電廠出入口控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，涉及到與集成管理、入侵報(bào)警、視頻監(jiān)視、輻射防護(hù)、應(yīng)急防護(hù)、應(yīng)急輔助決策、廠區(qū)時(shí)鐘等多個(gè)系統(tǒng)的接口，因此出入口控制系統(tǒng)必須要適應(yīng)核電廠運(yùn)行管理的特點(diǎn)和接口的要求，有針對(duì)性地提供技術(shù)支持，提供合理合適的技術(shù)解決方案。

2 核電廠出入口控制系統(tǒng)功能需求分析

通過對(duì)核電廠出入口控制系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境的分析，為滿足運(yùn)行管理的各項(xiàng)需求，出入口控制系統(tǒng)功能在具備通用功能的基礎(chǔ)上還應(yīng)特別加強(qiáng)以下幾方面的功能要求：

2.1 出入口控制系統(tǒng)服務(wù)器應(yīng)具有大數(shù)據(jù)量的運(yùn)行處理能力

核電廠在投入運(yùn)行后，出入口控制系統(tǒng)服務(wù)器需要連續(xù)不間斷運(yùn)行并長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)不同類型的大量數(shù)據(jù)信息（包括固定員工、臨時(shí)員工和訪客人員的數(shù)據(jù)信息）。同時(shí)由于高峰期進(jìn)出各出入口的總?cè)藬?shù)在*萬人/次，要求出入口控制系統(tǒng)服務(wù)器和軟件功能必須滿足核電廠集中控制、統(tǒng)一管理的運(yùn)行要求；要求出入口控制系統(tǒng)的服務(wù)器數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行速度要快；要求在人員通行高峰期，系統(tǒng)服務(wù)器與門禁控制器之間的數(shù)據(jù)交換和信息處理的能力強(qiáng)；要求系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠，同時(shí)誤識(shí)率和拒入率要低。

2.2 出入口控制系統(tǒng)的功能及其邏輯區(qū)域劃分應(yīng)能滿足核電廠運(yùn)行管理的要求

根據(jù)核電廠運(yùn)行管理要求，出入口控制系統(tǒng)應(yīng)能準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地對(duì)每一張授權(quán)卡的出入行為實(shí)施控制、記錄和報(bào)警操作；能夠?qū)γ恳慌_(tái)受控設(shè)備的狀態(tài)和動(dòng)作進(jìn)行控制和記錄。要求出入口控制系統(tǒng)應(yīng)具有針對(duì)不同類別的人員進(jìn)行不同的權(quán)限設(shè)置，能靈活地控制被授權(quán)人員按指定時(shí)段和規(guī)定要求進(jìn)出指定區(qū)域。通過系統(tǒng)功能來實(shí)現(xiàn)人員的進(jìn)出管理，從技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)出入口控制系統(tǒng)逐級(jí)加強(qiáng)的管理要求。

根據(jù)核電廠分區(qū)保護(hù)的原則，出入口控制系統(tǒng)應(yīng)能滿足核電廠分區(qū)控制的要求，具備多個(gè)邏輯區(qū)域劃分和聯(lián)動(dòng)控制的功能。如必須經(jīng)過控制區(qū)出入口設(shè)備的授權(quán)，才得到下一級(jí)保護(hù)區(qū)出入口識(shí)別設(shè)備的識(shí)別，以此類推。如果沒有經(jīng)過上一級(jí)出入口控制設(shè)備的識(shí)別，進(jìn)入下一級(jí)，則系統(tǒng)不認(rèn)可，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示值班人員該通道有人員非法通行。附圖1為核電廠出入口控制系統(tǒng)的邏輯分區(qū)圖。

2.3 出入口控制系統(tǒng)應(yīng)具有高安全性

為防止系統(tǒng)相關(guān)信息被竊取，系統(tǒng)軟件及硬件設(shè)備的性能指標(biāo)應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)系統(tǒng)所運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)也要求采用相應(yīng)的安全措施，設(shè)置防火墻和防入侵設(shè)備，來保證系統(tǒng)在可控的安全環(huán)境下運(yùn)行使用。

2.4 出入口控制系統(tǒng)能夠提供合適有效的技術(shù)接口和開發(fā)包

為實(shí)現(xiàn)核電廠出入口控制系統(tǒng)的各項(xiàng)功能得到有效應(yīng)用，系統(tǒng)應(yīng)能夠提供合適有效的技術(shù)接口和開發(fā)包，實(shí)現(xiàn)與二代身份證、生物識(shí)別系統(tǒng)的完全集成，具有對(duì)不同類型的出入口設(shè)施進(jìn)行操作和邏輯控制的功能。同時(shí)通過所提供的接口和開發(fā)包，實(shí)現(xiàn)集成管理系統(tǒng)對(duì)出入口控制系統(tǒng)的完全集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)出入口控制系統(tǒng)設(shè)備的管理與控制；通過與視頻監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)接口，實(shí)現(xiàn)出入口控制系統(tǒng)及時(shí)的報(bào)警與復(fù)核；通過與時(shí)鐘系統(tǒng)的接口，實(shí)現(xiàn)與核電廠時(shí)鐘系統(tǒng)的同步；通過與輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的接口，實(shí)現(xiàn)放射性檢測(cè)超標(biāo)時(shí)的報(bào)警與控制；通過核電廠應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)的接口，為應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)的有效運(yùn)行提供技術(shù)支持等。

2.5 出入口控制系統(tǒng)應(yīng)具有應(yīng)急清點(diǎn)功能

為保證核電廠內(nèi)人員的狀態(tài)做到實(shí)時(shí)受控，所有進(jìn)出核電廠受控區(qū)域的每一名員工在通過控制邊界時(shí)必須進(jìn)行出入受權(quán)。當(dāng)核電廠處于應(yīng)急狀態(tài)時(shí)，通過對(duì)廠區(qū)受控區(qū)域內(nèi)的人員進(jìn)行應(yīng)急清點(diǎn)，確認(rèn)廠區(qū)內(nèi)的人員狀態(tài)信息，為核應(yīng)急和消防應(yīng)急提供技術(shù)支持。

2.6 出入口控制系統(tǒng)應(yīng)具有多重邏輯控制功能

由于核電廠建成投入運(yùn)行后，只要廠內(nèi)存有核材料或核設(shè)施，出入口控制系統(tǒng)就要求處于連續(xù)不間斷地運(yùn)行。因此還要求系統(tǒng)具有冗余功能，以保證不會(huì)因部分設(shè)備或通信故障而造成整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓，影響到核電廠正常的運(yùn)行管理。這些冗余功能包括系統(tǒng)服務(wù)器與門禁控制器之間的通信冗余、多臺(tái)門禁控制器之間的實(shí)時(shí)冗余互備、出入口通道數(shù)量的冗余以及系統(tǒng)供電方式的冗余等。

同時(shí)系統(tǒng)還應(yīng)具有全區(qū)域防返傳、防重入、區(qū)域最小人數(shù)控制、區(qū)域最大人數(shù)控制、陪訪、雙人原則、脅迫報(bào)警、人員統(tǒng)計(jì)等多項(xiàng)功能，以實(shí)現(xiàn)核電廠在運(yùn)行管理過程中的各項(xiàng)技術(shù)要求，同時(shí)上述這些功能均應(yīng)是建立在出入口控制系統(tǒng)服務(wù)器的統(tǒng)一管理，多臺(tái)出入口控制器同時(shí)運(yùn)行的條件下實(shí)現(xiàn)的。

2.7 出入口控制系統(tǒng)應(yīng)具有多重管理和備份功能

系統(tǒng)應(yīng)具有實(shí)時(shí)管理、報(bào)表管理、多重備份、權(quán)限管理等管理功能，以滿足核電廠運(yùn)行中的員工管理和數(shù)據(jù)處理的要求。

3 核電廠出入口控制系統(tǒng)硬件設(shè)備需求分析

為保證核電廠能夠安全有效地運(yùn)行，進(jìn)出各控制區(qū)的人員、車輛和物品的出入得到有效控制，在出入口控制系統(tǒng)滿足要求的同時(shí)，系統(tǒng)硬件設(shè)備還應(yīng)具備以下功能要求。

（1）在受控區(qū)域的出入邊界，要求達(dá)到“讀一次卡，過一個(gè)人”的通行標(biāo)準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，根據(jù)受控區(qū)域保護(hù)等級(jí)不同，在核電廠受控區(qū)域的邊界采用了不同的出入控制方式。通過采用經(jīng)濟(jì)、合理、高安全性的通道控制設(shè)備來實(shí)現(xiàn)核電廠對(duì)人員出入的管理要求。如根據(jù)所控制區(qū)域的保護(hù)要求采用三棍閘、全高旋轉(zhuǎn)柵門或互鎖門作為出入控制設(shè)備，同時(shí)通過運(yùn)用系統(tǒng)的邏輯功能來實(shí)現(xiàn)人員進(jìn)出的完全受控。并通過設(shè)置警衛(wèi)人員和視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和報(bào)警復(fù)核。通過多種技術(shù)手段及人防措施的綜合運(yùn)行，杜絕尾隨、防反傳等現(xiàn)象的出現(xiàn)，來保證核電廠的安全運(yùn)行。

（2）為保證出入口控制系統(tǒng)運(yùn)行過程的安全與受控，出入口控制系統(tǒng)采取多重識(shí)別手段相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)人員身份識(shí)別。如讀卡、讀卡+密碼、生物識(shí)別或再次換證的方式對(duì)進(jìn)出人員的權(quán)限進(jìn)行識(shí)別控制。通過多種身份識(shí)別措施并用，來提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。為防止未經(jīng)受權(quán)的車輛和物品進(jìn)行核電廠受控區(qū)域，在所有進(jìn)出核電廠受控區(qū)域的檢查通道內(nèi)，設(shè)置安全檢查設(shè)備和防撞設(shè)備。通過對(duì)進(jìn)出車輛和物品的嚴(yán)格檢查，以防止未經(jīng)受權(quán)的車輛和物品進(jìn)入受控區(qū)域。

（3）為滿足核應(yīng)急和應(yīng)急消防的要求，在位于疏散路線上的應(yīng)急出入口設(shè)置應(yīng)急出入控制設(shè)備，以保證在應(yīng)急情況工況時(shí)人員的疏散逃生。

4 結(jié)束語

核電廠出入口控制系統(tǒng)的建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造必須與核電廠廠址布置、重要保護(hù)目標(biāo)的設(shè)置、核電廠運(yùn)行管理的需求、廠區(qū)其它核安全相關(guān)系統(tǒng)的外部接口相結(jié)合，并與核電廠的主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)運(yùn)行，且與核電廠的壽命同周期。因此核電廠出入口控制系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)軟件及硬件設(shè)備的技術(shù)性能提出了較高的要求，要求其必須滿足各項(xiàng)法規(guī)的要求，滿足迅速、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行要求。

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