地震信息快速獲取系統在核電廠應急中的應用

左雙龍 欒振興 程彬

摘 要：地震是一種破壞性大的自然災害，對核電廠有著十分顯著的安全威脅。本文對地震信息快速獲取系統原理及構成進行介紹，并重點闡述了其與核電廠地震監測系統的聯系以及在地震災害應急方面的應用。

關鍵詞：地震;信息獲取;核電廠;應急響應

中圖分類號：P315 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）20-0175-02

0 引言

核電廠地震監測和應急響應是保障核電正常運行以及在地震事故工況的應急響應行動。福島核事故后，對事故的原因分析除了客觀的超出設計基準和對超低概率事件的估計不足外，也暴露出管理方面和應急響應方面的不足，國家對于核電廠地震信息的監測、確認和地震應急方面有更高的要求。核電廠引入地震信息快速獲取系統，可以指導電廠的應急工作，在發生地震應急的情況下，可以同電廠地震儀表系統一起對地震的整體情況及地震對電廠的影響情況作出有效的評估，對于指導核電廠的運行及應急工作有著重要意義。

1 地震信息快速獲取系統原理及構成

地震信息快速獲取系統依托數字測震臺網技術平臺，通過數據共享的方式獲取地震臺網中心地震信息，及時準確掌握全球、全國、特別是核電廠及周邊地區地震動態，研判地震對核電廠造成的影響。數字測震臺網的建設及網絡通信技術的成熟應用，為核電廠地震信息快速獲取系統的建設提供了技術保障和數據共享服務平臺。地震信息快速獲取系統主要由地震臺網中心技術系統和核電廠技術系統兩部分構成。在傳輸方式上，系統采用專網專線傳輸方式。在供電方式上，地震臺網中心技術系統供電由市交流電加UPS電源供電加發電機供電組成，確保系統供電的不間斷;核電廠技術系統供電由市交流電供電（見圖1）。電廠地震信息快速獲取系統功能主要由自動地震速報系統、地震信息共享交換系統、地震信息自動發送平臺和震中顯示圖形界面等四個部分組成。

1.1 自動地震速報系統

該系統依托電廠周邊100個測震臺站組成的數字測震臺網，通過省數字測震臺網中心流服務器獲取臺站的實時波形數據，自動進行震相識別、定位和計算震級等工作。對于每個地震，自動定位模塊都生成兩次計算結果。只通過P波識別計算產出的第一次自動定位結果，時間較短，從地震發生到自動計算出結果，大多數不到一分鐘的時間。由于該結果與人工定位結果較為一致，可滿足地震速報和地震應急的需求，目前自動地震速報系統只發送第一次定位結果;第二次自動定位結果要等能識別出6個臺站的S波后開始計算，自動定位結果更接近正式結果。

1.2 地震信息共享交換系統

該系統通過地震速報信息共享交換平臺（EQIM），實現與全國地震速報信息的共享交換，系統匯集和轉發省地震臺網與國家測震臺網及其他區域測震臺網、國家地震速報備份中心自動地震速報系統及區域自動地震速報系統的速報信息，并利用自動地震信息發送平臺將地震速報信息以短信形式發送至地震系統內部人員或社會應急人員。系統不僅提供地震信息共享交換，還提供信息的查詢下載及數據存儲，以Web方式將自動定位信息向外發布，實現自動定位數據的共享交換。核電廠工作人員可通過IE瀏覽器或EQIM軟件查看地震臺網中心EQIM服務器上全球、全國和電廠所在省市的地震速報結果，也可在安裝有地震速報信息共享交換平臺（EQIM）的計算機上通過設置報警條件實現地震報警，最后對需要打印的地震信息打印歸檔。

1.3 地震信息自動發送平臺

該平臺設置在省地震臺網中心，依靠短信方式，將地震自動定位結果發送給核電廠相關應急人員，為工作決策和地震應急提供快速有力支撐。用戶可以根據實際需求設定接收地震信息的條件，包括經緯度范圍，震級大小等，這樣可以有效減少其他地震信息的干擾。且在地震短信發送完成后，能夠自動反饋每一個號碼發送成功與否信息。若發送失敗，則可以重發，確保了每條短信的成功發送。

1.4 震中圖形顯示界面

自動地震速報后，可通過震中圖形界面查看到地震發生的具體位置，內容包括地震的發震時間、經度、緯度、深度和震中參考名，自動形成震中分布圖，供存儲打印。除此，震中圖形顯示界面還可查看地震距離核電站距離及按烈度與震級、震中距影響關系給出對核電廠基地烈度參考值。

1.5 設備配置

核電廠地震信息快速獲取系統由1臺專業服務器、1臺計算機工作站、1臺打印機、1臺具有VPN功能的無線路由器和1套短信貓池信息發送平臺等設備組成。

2 地震信息快速獲取系統應用

2.1 核電廠應急

在核電站建設和運營過程中，根據國家規定，必須建立完備的應急計劃、應急設備和應急體系，并進行定期的應急演習。核應急，包括應急準備和應急響應，是當核電站發生或即將可能發生的核事故，采取措施，以控制或緩解事故發展，減輕事故造成的后果，保護公眾，保護環境。

2.2 地震對核電廠影響

地震是一種破壞性大的自然災害，對核電廠有著十分顯著的安全威脅。當前核電廠的抗震能力設計為可以抵抗設計基準地震，這種抗震能力都留有一定的安全余量。然而，地震很難預測，并且存在著超設計基準地震的可能性。即便在設計基準地震范圍內，地震仍有可能對核電廠的安全造成影響。尤其是2011年3月11日日本9.0級地震并引發海嘯及核泄漏，引起國際社會的廣泛關注和人們對核電安全的擔憂。

2.3 核電廠地震監測系統

目前，核電廠都安裝有地震儀表系統，可以對核電站廠區和核島的關鍵部位進行監測。該系統主要功能：

（1）實時監測：實時監測隨時可能發生的振動及核電廠區的地震活動。（2）發出報警：當發生一定烈度地震的時候，將地震信號提供給運行人員進行判斷和決定必要的操作，如停堆、發警報和啟動應急程序等并進行記錄以供安全分析，判斷主要結構和設備部件有無損傷，是否檢查、維修、加固或可直接繼續運行。（3）事件記錄：地震儀表監測系統是利用對地面振動加速度測量的方法來監測并記錄下地震發生前30秒到地震結束后30秒的完整地震事件。

雖然地震儀表系統能為核電廠提供必要的廠址地震信息，但該信息只能給出電廠實時的地震大小。該信息必須由技術人員進行處理和判斷，然后再采取相應的應急響應。對地震三要素和震情的發展信息不能及時掌握，這樣就無法提供準確的應急指導。

2.4 地震快速獲取系統在核電廠應急中的應用

從國內外歷次重大地震事件對核電站的影響及經驗和啟示中，在核電站中建設地震信息系統對應急處置非常重要，是科學決策的依據。福島事件后，國家核安全局對電廠提出改進要求：加強與地震局、海洋局的聯系，快速獲取地震信息和震情發展，為基地生產和輿情提供指導。

核電廠通過引進地震信息快速獲取系統，可以接收來自地震臺網中心實時的地震信息，同時可以將地震信息顯示在核電安全生產監控中心。通過地震信息快速獲取系統發出的地震信息，結合電廠地震儀表系統的報警，能夠快速的獲取地震的整體情況并就地震對電廠的影響情況作出有效的評估。當地震加速度到達電廠應急響應級別時，根據應急響應行動導則，及時啟動相關應急組織，達到快速響應的目的。核電廠地震應急響應導則如圖2所示。

3 對于地震信息快速獲取系統的完善

3.1 地震預警信息獲取的改進建議

當前地震信息快速獲取系統是在地震發生后能夠及時準確的獲得地震的相關信息（地震三要素等），以便及時開展相對應的輿情處置等工作，但對于地震預警該方面的功能比較欠缺。

增加地震預警系統，其能利用P波到達后幾秒鐘時間內的波形數據，在地震發生10秒以內估算震中位置和震級，可以為震中距30km以外的地區發送地震預警信息，距離震中80km的地區可以在最具破壞力的S波到達前13秒收到地震預警信號，距離震中100km的地區可以提前18秒收到預警信號，距離震中140km的地區可以提前29秒收到預警信號，距離震中280km的地區可以提前62秒收到預警信號。

該系統可以使核電廠獲得地震預警信息和地震速報信息，提前了解到附近所發生的地震情況，能有比較充裕的時間對機組進行相關的操作。

3.2 地震監測信息呈現的改進建議

當前地震預警系統主要通過專用電腦和短信息獲取相關信息，在獲取該信息后，還需要工程師對信息進行判斷和分析，并結合電廠具體地震信息啟動對應應急狀態。目前在核電廠主控室僅設置有報警裝置（即在核電廠地震監測裝置超過報警觸發閾值時產生報警），未設置實時顯示，無法實施顯示閾值，在報警產生時通知工程師進行確認具體地震信息和大小，再決定啟動相關應急狀態。這在時效性上存在一定問題。

4 結語

通過以上闡述，描述了地震信息速報系統在核電廠應急管理中的應用，同時提出了當前系統的相關缺陷及改進建議，對于電廠地震應急相關建設和實際應用有較強的借鑒意義。

參考文獻

[1] 龍政強，孫學軍，徐寧，等.廣西地震信息發布系統軟件構建研究[J].山西地震，2015，161（1）：17-20.

Application of ?Seismic Information Fast Acquisition System in

Emergency Response of ?Nuclear Power Plant

ZUO Shuang-long，LUAN Zhen-xing，Cheng Bin

（GuangXi FangChengGang Nuclear Power Generation Co.， Ltd.，Fangchenggang ?Guangxi ?538001）

Abstract：Earthquake is a devastating natural disaster and has a great threat to the safety of nuclear power plant. The principle and constitution of the seismic information fast acquisition system are introduced in this paper. The connection of the system and seismic monitoring system in nuclear power plant and its application in earthquake disaster emergency response are emphasized.

Key words：earthquake; information acquisition; nuclear power plant; emergency response