核與輻射安全監管大數據平臺建設策略研究

周林*，王曉峰，卞玉芳，楊安義

（環境保護部核與輻射安全中心，北京 100082）

核與輻射安全監管大數據平臺建設策略研究

周林*，王曉峰，卞玉芳，楊安義

（環境保護部核與輻射安全中心，北京 100082）

核能與核技術利用事業的快速發展為我國經濟社會發展提供了強大的助推力，但也使得我國面臨的核與輻射安全風險日益加大，對核與輻射安全監管的需求與日俱增。當前，我國核與輻射安全監管工作挑戰與機遇并存。介紹了我國核與輻射安全監管工作開展現狀,分析了其中存在的困難與問題，提出亟需利用信息化及大數據技術，推動我國核與輻射安全監管現代化進程。基于我國核與輻射安全監管數據現狀，提出了促進我國核與輻射安全監管數據管理水平提升的幾點措施，包括完善數據管理體制，提升數據管理技術，轉變數據管理思維，樹立數據共享意識等。此外，詳細闡述了核與輻射安全監管大數據建設策略，包括總體架構、建設目標、主要任務等。

大數據；核與輻射安全監管；數據管理；政府部門

引言

近年來，大數據引起了企業界、科研機構及政府部門的高度關注。一些單位利用大數據技術實施精準營銷或提高內部管理效能[1]。目前，美國、英國等已開始利用大數據提高政府決策水平或改進公共服務，在教育、醫療和司法等領域已初見成效[2]。

黨的十八屆三中全會后，推進治理體系和治理能力現代化成為我國各級政府部門的新要求和新常態。國家治理現代化是指運用現代化治理的理念、方法和技術工具，對國家的整治、經濟、社會、文化進行有效管理的過程。國家治理現代化是當前我國政府大數據開發利用的重要契機。

2015年9月5日，《國務院關于印發促進大數據發展行動綱要的通知》（國發〔2015〕50號）正式發布，它是我國促進大數據發展的第一份權威性、系統性文件。這份文件明確當前大數據發展的三大戰略任務：數據開放共享、產業創新與安全保障。該文件的發布，彰顯了我國信息化發展的核心已從前期分散化建設網絡和應用系統的模式，回歸和聚焦到充分發揮數據資源的核心價值，提升國家信息化發展質量和水平的道路上來。因此，大數據已成為國家信息化深化發展的核心主題，發展大數據已成為構建數據強國、推動大數據治國的必然選擇。大數據不僅是技術或生產力，同時也是對生產關系的重塑，將對我國治理體系和治理能力產生深遠的影響[3]。

國家核安全局堅持“安全第一、質量第一”的方針，秉承“依靠科技、持續改進”的監管原則，經過30多年的探索與實踐，實現了核與輻射安全監管能力的不斷提升。當前，核與輻射安全監管工作挑戰與機遇并存。為適應新形勢和新要求，國家核安全局制定了實現核與輻射安全監管現代化的工作目標。如何利用大數據加快核與輻射安全監管現代化進程既是歷史機遇，也是時代課題。

1 我國核與輻射安全監管工作現狀

核能開發利用是大國發展的戰略必爭，是調整能源結構、應對氣候變化和建設生態文明，進而確保國家安全的重要手段。我國自1991年第一座核電站——秦山核電站并網發電以來，截至2016年6月底，投入商業運行的核電機組共30臺，總裝機容量28 599.37MWe（額定裝機容量）；正在建設的核電機組27臺，數量已居世界第一。根據我國《核電中長期發展規劃》，到2020年，我國核電裝機容量將達到8800萬千瓦，僅次于美國，位列世界第二，成為名副其實的核電大國。同時，我國已經成為世界上最大的核技術利用國家之一，在用和廢棄放射源總數量超過20萬枚，在用射線裝置12萬多臺[4]。

核能與核技術利用事業的快速發展為我國經濟社會發展提供了強大的助推力，但也使得我們面臨的核與輻射安全風險日益加大，對核與輻射安全監管的需求與日俱增。30 年來，我國核與輻射安全監管工作積極借鑒國際和國內其他工作領域先進的監督管理模式、法規標準體系和運作機制，在實踐中發展、在創新中進步，使得核設施安全得到有效保障，輻射環境質量保持良好水平，取得了世人矚目的安全業績，同時也積累了豐富的核與輻射安全監管成熟經驗[5]。歷史上三次重大的核事故對世界核安全狀況提出了重大考驗，而多年來我國核設施建設和運行保持了良好的核安全記錄和業績，迄今未發生過國際核事件分級(INES)2級及以上的運行事件，也未發生過對人員或環境造成污染和危害的事件。此外，我國核技術利用事故發生率逐年降低，從 2003年的每年每萬枚源 6起左右，已經下降到當前的1起左右。

在總結成功經驗的同時，也應該清楚地認識到，我國核與輻射安全監管工作依然任務繁重、責任重大、困難重重。我國核電機組具有多種堆型、多種技術、多類標準、多國引進并存的局面，從而加大了監管難度；我國核電發展初期技術相對落后，缺乏對安全的定量判斷，部分設計沒有經過獨立分析驗證，可能存在安全隱患；早期研究堆和核燃料循環設施安全設計標準較低，設備老化，抵御外部事件能力較弱；放射源和射線裝置量大面廣，管理有待進一步規范，一些老舊輻照裝置存在安全風險；部分早期核設施退役進展緩慢，歷史遺留的高、中、低水平放射性廢物尚未得到妥善處置[6]。

面對這些困難，構建現代化的核與輻射安全監管工作格局，還存在一些亟待解決的問題。

一是亟需用于支持核與輻射安全監管的科學化、現代化工具。近年來核與輻射安全監管的范圍不斷拓展，監管要求不斷細化，任務不斷加重。然而，由于缺乏總體規劃，現有資源分散，人才匱乏，基礎薄弱，核與輻射安全監管技術研發無法滿足日常監管工作的需要。當前，亟需更多科學化、現代化工具，對核與輻射安全監管的審評、監督、監測、應急、管理、決策提供技術支撐。

二是公眾對核能接受度低。社會公眾對涉核項目的接受度降低已經成為當前制約核電、核技術利用發展，影響核與輻射安全監管的瓶頸，信息公開和公眾宣傳工作的力度不夠，容易導致公眾對核能、核技術利用認知的不足或者存在偏差，滋生抵制核能的錯誤傾向，進而抵制一些涉核項目的建設和立項，這對公眾宣傳、信息公開和公眾參與等工作提出了更高要求。

當前，亟需利用信息化及大數據技術，推動我國核與輻射安全監管現代化進程，助力日常監督、科學決策及公眾溝通等，促進我國核能及核技術利用事業的健康發展。

2 提高我國核與輻射安全監管數據管理的措施

面向大數據管理的技術與模式研究首先興起于西方國家，政府希望運用大數據來增強其解決諸如自然災害和恐怖襲擊等國家難題的能力，同時提升其服務公眾的信息和咨詢功能[7]。國際上已有一些國家推行了先驅性的政府大數據探索，并積累了管理經驗。美國、英國在推動開放政府數據、引導社會利用方面一直走在前列[8,9]。

大數據分析的核心是數據，本質是管理。我國核與輻射安全監管工作開展以來，積累了大量數據，其來源主要有：

① 環境保護部（國家核安全局）及其他相關政府監管部門；

② 從事核安全和輻射環境管理與研究的各技術支持單位；

③ 核設施設計、制造、運營單位及核技術利用單位。

來自于政府部門的主要是行政和監督管理數據，技術部門主要是技術管理及相關研究數據，業主與承包商主要是實際運行與應用數據。

在數據收集方面，政府作為社會資源的主要管理者和分配主體，掌握的數據類型更多，地域范圍更廣，時間跨度更大[10]。我國核與輻射安全監管體系經過多年發展已基本形成，建立了以環境保護部（國家核安全局）為行政核心，以華北、華東、華南、西北、西南、東北六個地區型的核與輻射安全監督站為監督主力，以環境保護部核與輻射安全中心（核安全設備監管中心）、浙江省輻射環境監測站（環境保護部輻射環境監測技術中心）等為技術支持的國家級監督管理體系[11]，這些單位是我國核與輻射安全監管數據的主要掌握者，其主要監管業務如表1所示。

表1 我國主要核與輻射安全監管業務

大數據能否有效促進我國核與輻射安全監管工作的高效開展，主要取決于監管機構數據管理方式的轉變、管理能力的提升和技術創新的速度。而當前我國核與輻射安全監管機構的數據管理意識和技術還難以滿足大數據建設的需要，亟需采取以下措施來提高大數據管理水平[12]：

第一，完善數據管理體制。為適應大數據環境，必須改進原有的數據收集制度。由于大數據管理具有高度復雜性與專業性，需要安排專業人員負責管理，并調整現有的滿足傳統數據收集體系要求的人力資源結構。大數據概念相對新穎，涵蓋的范圍可能超出現有法律規章的規定與說明，保證大數據環境下的數據管理能夠高效、有序地進行，特別要保護國家秘密、企業秘密和個人信息不受侵犯，需要增加有關的數據管理法律規章。

第二，提升數據管理技術。傳統的關系型數據庫是為了數據稀缺時代設計的，所以需要精確的數據。據統計，目前只有大約 5%的精確數據是結構化且適用于傳統的數據庫，剩下95%的非結構化數據無法被利用而被浪費掉了。大數據管理需要深度挖掘更具價值的指標數據，更好地為決策制定與社會管理服務，這就需要更加專業化與高效化的數據處理技術，也需要高水平與高素養的專業數據處理人員，但當前我國核與輻射安全監管體系的數據處理技術還不能滿足這些要求。大數據本身海量多源異構等特征決定了其處理過程復雜，而傳統的數據分析工具，無法在合理時間內收集、管理、處理原始數據，并整理成為為決策者提供支持的數據，大數據技術的開發與應用勢在必行[13]。

第三，轉變數據管理思維。傳統對數據的分析采用對隨機樣本分析得出結論的方法，這種方法的優點是成本低，缺點是精確度取決于樣本的隨機性，這在小數據時代是效率較高的一種方法。但是在大數據時代，我們要對全體數據進行分析、利用，這就要求在核與輻射安全監管數據的獲取過程中，打破傳統模式，不局限于宏觀的基礎數據，還要深入到中微觀層面，收集盡可能全面而詳細的數據。在此基礎上，摒棄傳統的“事件—分析因果關系—采取應對措施”模式，在數據監測中從關注宏觀數據轉變為在意微觀數據，按照數據“收集—存儲—分析—輸出”的流程進行網格化管理，保證輸出數據的科學性和精確性，精準把握相關事件發展的規律和傾向，預判事件發生的概率，防患于未然。

第四，樹立數據共享意識。目前，我國核與輻射安全監管信息化建設取得了一定成果，但有效的信息共享共用機制還未建立，諸多基礎性數據仍只在各部門的系統和數據庫中使用，形成了大量“信息孤島”，造成了資源浪費，影響了數據價值的發揮。大數據技術是基于跨平臺、跨數據類型、跨數據庫的思想發展出來的，可以很好地解決行業部門條塊分割、數據種類復雜的問題。利用大數據思維來解決政府部門間信息資源共享問題，可以達到既站在信息時代前沿指導工作，又繞過傳統難題而解決問題的目的，但這必將沖擊政府數據管理的固有體制模式。我國雖然在 2007 年就發布了《政府信息公開條例》，但“不愿公開”、“不想公開”、“不能公開”、“不敢公開”的思維觀念和客觀現實仍然存在[14]。樹立大數據共享意識是核與輻射安全監管體系有效管理大數據的基本前提。通過數據共享，各部門間的物理界限將變得模糊，部門協作更為緊密，反應更加敏銳，以協同、高效的方式開展公共管理，并向社會公眾提供更加優質的服務。

3 核與輻射安全監管大數據建設策略

核與輻射安全監管大數據建設以環境保護部《生態環境大數據建設總體方案》為指導，以核與輻射安全監管大數據應用為核心，以統一的基礎設施為支撐，以信息資源的整合互聯和開放共享為目標，以完善制度標準體系和網絡信息安全體系為保障，旨在進一步提升核與輻射安全監管信息化、現代化水平，為決策制定、業務開展及公眾溝通提供支持與服務。

3.1 總體架構

如圖1所示，核與輻射安全監管大數據是環保部生態環境大數據的組成部分。生態環境大數據總體架構為“一個機制、兩套體系、三個平臺”，其中三個平臺包括：

大數據環保云平臺——集約化建設的IT基礎設施層，為大數據處理和應用提供統一基礎支撐服務。

圖1 核與輻射安全監管大數據平臺架構

大數據管理平臺——數據資源層，為大數據應用提供統一數據采集等支撐服務。其中，核與輻射安全監管大數據主要包括政府監管部門數據、技術支持單位數據、被監管對象數據及相關互聯網數據。

大數據應用平臺——業務應用層，為大數據在各領域的應用提供分析和處理等綜合服務。核與輻射安全監管大數據應用包括相關業務支撐應用和決策支持服務。

3.2 建設目標

為核與輻射安全監管提供決策支持。在輔助決策層面，在全面收集各類核與輻射安全監管數據的基礎上，參考國家政策發展規劃、法規標準、地理信息、氣象數據、人口分布等有關信息，利用大數據技術對各類問題進行建模、分析，實現核與輻射安全監管大數據決策支持服務，為我國核與輻射安全法律法規的制定、核安全與放射性污染防治規劃的制定、核電廠廠址的選擇、放射性廢物的處理處置、核與輻射安全事故的應急處理等事務提供技術保障與數據支撐。

提升核與輻射安全監管效能。在大數據創新應用層面，不拘泥于傳統的應用系統建設，在滿足信息系統功能的前提下，拓展數據收集渠道，整合環境監測數據、核電廠運行參數、核電廠運行事件數據、核安全監管設備數據、放射源管理數據、放射性廢物管理數據等資源，深入探索業務數據之間的內涵聯系及業務數據的外延包絡，建立能夠實現資源協同共享的大數據業務支撐應用，消除“信息孤島”，全面推動核與輻射安全監管的信息化、現代化水平，進一步促進我國核能核技術利用事業的健康發展。

促進我國公眾理性、客觀、科學地認識核能與核安全。在信息公開層面，深入分析公眾所關注的核與輻射安全數據，并結合核與輻射安全監管工作實際，綜合利用網站、平面媒體、新媒體和大數據應用等技術手段實現與公眾全方位的溝通和互動，發布諸如國家的方針政策、行業最新動態、輻射監測數據、安全事件通告等常態信息，同時對核應急狀態下的有關信息，做到主動、及時、準確、客觀地向公眾公布，促進核安全文化推廣。

3.3 主要任務

3.3.1 夯實大數據基礎能力

結合國家核與輻射安全監管技術研發基地建設項目，做好核與輻射安全監管數據中心的規劃、設計和建設工作。充分利用云計算與云存儲技術，整合現有網絡資源、計算資源、存儲資源、安全資源，對已有信息化成果進行合理利用；完善核與輻射安全監管領域相關基礎設施，實現核與輻射安全監管大數據基礎設施的集中管理、統一調度、整體運維與互聯互通，為核與輻射安全監管大數據建設提供支撐。

3.3.2 提升大數據管理水平

（1）建立核與輻射安全監管數據資源目錄體系

以核與輻射安全監管業務事項為基礎，建立核與輻射安全監管數據資源目錄體系，明確核與輻射安全監管數據資源范圍；編制數據規范標準，提高數據采集的規范性、準確性和真實性。

（2）提升核與輻射安全監管數據資源獲取能力

在重要地區和重點核設施區域增加監測點數量，完善輻射監測網絡；利用物聯網技術，拓寬數據獲取渠道，創新數據采集方式，提高實時監控能力。

通過核與輻射安全中心與各核電廠之間的專線，獲取電廠關鍵運行數據；通過政府數據共享交換平臺接入其他基礎數據資源。

建立互聯網數據采集系統，形成互聯網數據獲取和處理能力，對論壇、微博、微信等平臺中核與輻射輿情信息以及參考數據等進行動態采集。

（3）加強核與輻射安全監管數據資源整合

在環境保護部統一規劃下，連接核與輻射安全監管體系內各層級數據資源，對已建、在建和待建業務系統的數據進行清洗、轉換和存儲，實現數據動態增量更新，將數據轉化為有效的信息和知識，提高數據存儲安全性與管控能力。

全面收集核與輻射安全監管歷史數據，將不同來源、類型、內容、尺度、時間以及空間數據整合在統一的數據倉庫中進行管理，滿足大數據應用的需求，徹底消除“信息孤島”。同時，做好保密數據的篩查工作，對于涉及國家秘密事項的涉密文件和數據，不納入大數據管理平臺。

（4）推動核與輻射安全監管數據共享與開放

明確核與輻射安全監管各部門數據共享的范圍邊界和使用方式，編制數據資源共享目錄，重點推動審評、監督、應急等數據共享，基于生態環境數據資源共享平臺，提高數據共享服務和管理水平。加強核與輻射安全監管知識體系的管理和利用，打破傳遞壁壘，促進分享，完成增值效應。

3.3.3 全面推廣大數據應用

3.3.3.1 建立核與輻射安全監管大數據業務支撐應用

主要包括：

（1）許可管理

實現許可證在線提交、審批與統計查詢等功能，包括核電廠安全許可管理、核安全設備安全許可管理、研究堆安全許可管理、核燃料循環設施安全許可管理、輻射安全許可管理、放射性廢物行政許可管理；實現人員資質電子化管理，包括核安全設備焊工/操作工管理、核安全設備無損檢驗人員管理、核與輻射安全監督員管理、注冊核安全工程師管理、核設施操縱員管理、輻射工作人員管理等。

（2）審評

實現核與輻射安全審評業務流程化和電子化，業務審批全過程狀態清晰，節點明確，便于查詢。具體業務應用包括核電廠安全審評管理、核安全設備安全審評管理、研究堆安全審評管理、核燃料循環設施安全審評管理、輻射源安全審評管理等。

（3）監督

實現核與輻射安全監督信息的在線管理功能，包括對核設施、核設施營運單位和核技術利用單位的日常監督信息等；進一步推動監督執法工作的高效性，監督檢查人員通過隨身攜帶的移動設備，能夠實時獲取監督執法所需的各項數據及歷史數據、記錄執法過程及結果，并對后續處理進行跟蹤。

（4）監測與應急

利用物聯網、云計算、大數據、移動互聯等最新信息化技術，完善輻射監測及應急信息采集與發布系統，并收集核電廠的工況數據、氣象數據，在條件允許的情況下從相關部門得到自然災害的預報，并根據采集到的數據進行預警，對可能發生的事故做出及時應對。

（5）公眾溝通

利用大數據技術，通過網站、微信、微博等互聯網媒體開展核與輻射安全公眾溝通工作，實現與公眾的全方位互動，便于公眾隨時隨地了解核與輻射安全相關動態，引導公眾客觀、理性地看待核能與核技術利用事業。

（6）國際交流與合作

加強國際交流與合作，完善國家核與輻射安全監管門戶網站和國際合作交流平臺，宣傳我國核安全觀，推進核安全技術國際交流，展示負責任的大國形象。

3.3.3.2 建立核與輻射安全監管大數據決策支持服務

主要包括：

（1）應急決策支持

實現機關、監督站、技術支持單位、事故所在地環境保護部門的統一指揮調度，實現應急信息的高效共享，提高快速反應、聯合行動的應急能力。在事故發生后，通過對監測數據的計算與分析做出后果評價和預測，生成防護行動實施方案，如撤離路線的選擇、運輸工具的調度、應急隊伍的構成人員和任務分派等；對應急響應人員所受到的輻射劑量進行跟蹤與監測預警，預防響應人員因受過量輻射而導致人身受到嚴重傷害，輔助決策者合理分配應急人員進行應急響應工作；根據事故類型及人口數量，對關注區域所需應急資源的數量和種類進行評估，為資源調度工作提供參考。

（2）高風險放射源預警分析

利用先進的物聯網技術、自動控制技術、通信技術、傳感技術、GIS技術、GPS技術、圖像識別技術等，圍繞放射源安全管理全生命周期，建立以GPS-CPS定位及劑量率為檢測單元，同時輔以視頻技術和GIS地理信息系統區域移動放射源物聯網在線監控系統，做到“防丟失、防偷竊、防泄漏”，提升區域放射源監管水平。實現對高風險放射源的智能化識別、定位、跟蹤、監控和報警，實時掌握動態信息，提高風險預測預警能力，并在緊急狀態下給出應急響應與處理建議等。

（3）輿情分析與風險預測

建立起“監測、研判、應對、總結、歸檔”的輿情應對體系。通過海量信息采集、智能語義分析、自然語言處理、數據挖掘，以及機器學習等技術，不間斷地監控網站、論壇、博客、微博、平面媒體、微信等信息，及時、全面、準確地掌握各種信息和網絡動向，從海量數據中發掘事件苗頭、歸納輿論觀點傾向、掌握公眾態度情緒并結合歷史相似和類似事件進行趨勢預測，給出應對建議。

（4）事件評價與經驗反饋

建立包含運行核電廠數據庫系統、經驗反饋信息電話會議系統、運行事件糾正行動跟蹤系統、核電廠異常評價系統、監督檢查結果管理及跟蹤系統、運行安全性能指標系統、經驗反饋信息數據庫系統共7大功能數據庫的大數據集成網絡平臺，分別收集各運行核電廠的運行事件和內部事件信息、電廠有關運行安全的重要相關指標數據、監管建議及糾正行動相關信息等，并對所有收集的數據和信息進行統計、分析、計算以及結果展示，旨在充分分析核電廠安全狀態，輔助決策者提出合理的監管建議和要求。

4 結論

大數據時代的核與輻射安全監管數據管理任重而道遠，需要監管機構結合當前實際情況，樹立大數據意識，保持揚棄態度，加快數據挖掘技術創新，不斷深化數據管理革新，進而加速大數據應用進程，提升數據服務能力，共同推進大數據背景下核與輻射安全監管的現代化。

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Study on the Construction Strategy of Big Data Platform for Nuclear and Radiation Safety Supervision and Administration

ZHOU Lin*, WANG Xiaofeng, BIAN Yufan, YANG Anyi
(Nuclear and Radiation Safety Center, MEP, Beijing 100082)

The rapid development of nuclear energy and nuclear technology has provided a powerful impetus to the development of China's economy and society, but also increases the risks we face and the need for nuclear and radiation safety supervision. At present, chances and opportunities coexist in China’s nuclear and radiation safety supervision. The paper introduces the current situation, diffculties and existing problems of nuclear and radiation safety supervision in China, which needs informatization and big data technology in its modernization. Based on the status of nuclear and radiation safety supervision data in China, the paper puts forward some measures to improve the management level, such as improving the data management system and technology, establishing data sharing consciousness, changing data management thinking and so on. The paper also expounds the big data construction strategies, including the basic architecture, aims and key tasks, etc.

big data; nuclear and radiation safety supervision and administration; data management; government department

D63；TP315

1674-6252（2017）02-0025-06

A

10.16868/j.cnki.1674-6252.2017.02.025

*責任作者： 周林（1986—），男，工程師，碩士，從事核與輻射安全監管信息化建設等工作，E-mail:zhoulin@chinansc.cn。