基于無線通信的應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

楊 萌，郭 猛，李 超

（中國(guó)核電工程有限公司，北京 100840）

0 引言

應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)是在核事故情況下，應(yīng)急指揮中心的專用指揮系統(tǒng)，在應(yīng)急響應(yīng)過程中為應(yīng)急指揮中心提供快速輔助決策支持、有效控制和減輕核事故應(yīng)急狀態(tài)的后果，避免和減少工作人員和公眾所接受的劑量，保護(hù)環(huán)境。核電廠一旦發(fā)生事故，往往面臨時(shí)間緊、責(zé)任大、變化多的難題[1]。傳統(tǒng)的應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)依靠有線網(wǎng)絡(luò)傳遞數(shù)據(jù)，雖然部分采用了B/S架構(gòu)[2]，但是客戶端也僅限于PC機(jī)，在發(fā)生事故時(shí)，電廠的應(yīng)急人員需通過應(yīng)急指揮中心內(nèi)的應(yīng)急終端和應(yīng)急大屏查看應(yīng)急相關(guān)信息；非應(yīng)急人員只能通過電廠廣播等了解應(yīng)急狀態(tài)和防護(hù)行動(dòng)建議；現(xiàn)場(chǎng)的一些數(shù)據(jù)只能通過相關(guān)人員查看記錄后的語(yǔ)音或紙質(zhì)文件反饋應(yīng)急指揮中心。一旦有線網(wǎng)絡(luò)斷開，應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)將失去與外系統(tǒng)的通訊。

圖2 流程監(jiān)控Fig.2 Process monitoring

因此，考慮在應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)中引入無線通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)、可靠傳遞，提升核電廠的智能化管理水平。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

考慮到應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)的功能需求，在引入無線通信技術(shù)后，將實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP、人員車輛定位、短信等功能。應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)配置移動(dòng)APP/短信/人員車輛定位服務(wù)器，用于接收和處理手機(jī)APP、人員車輛定位、短信等的數(shù)據(jù)。應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器和移動(dòng)APP/短信/人員車輛定位服務(wù)器之間通過單向網(wǎng)閘進(jìn)行隔離，防止無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)的主體功能產(chǎn)生影響。網(wǎng)絡(luò)連接示意圖如圖1所示。

圖1 應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接示意圖Fig.1 Schematic diagram of network connection of emergency auxiliary decision making system

2 移動(dòng)APP功能

為了滿足應(yīng)急人員和非應(yīng)急人員移動(dòng)辦公的需求，同時(shí)在應(yīng)急情況下能夠通過無線網(wǎng)絡(luò)快速回傳現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，使應(yīng)急指揮部能夠更加快速準(zhǔn)確地作出判斷，需為應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)配置一套滿足上述要求的移動(dòng)APP。綜合考慮應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)的功能需求，考慮在移動(dòng)端的APP實(shí)現(xiàn)如下功能：

◇ 應(yīng)急系統(tǒng)的信息流程在移動(dòng)端的顯示和處理。

◇ 應(yīng)急通告的群發(fā)與接收功能。

◇ 組織機(jī)構(gòu)通信錄功能。

◇ 在移動(dòng)端線上查看工作文檔功能。

◇ 通過移動(dòng)APP上送圖像、文字、視頻，豐富來自現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，使應(yīng)急指揮部能夠更加快速準(zhǔn)確地做出判斷。

◇ 地圖總覽功能。

◇ 應(yīng)急演練功能。

2.1 應(yīng)急通知功能

當(dāng)需要時(shí)，在應(yīng)急指揮中心發(fā)出應(yīng)急通知，如提示何時(shí)開展應(yīng)急演練，要求各個(gè)單位配合，相應(yīng)配合人員的移動(dòng)端APP都會(huì)有相應(yīng)的提示，以使人員迅速就位，保證演習(xí)的各項(xiàng)工作。

同時(shí)，電廠的各種其他通知、新聞、重要決策也可通過此平臺(tái)發(fā)布，使各級(jí)員工能夠及時(shí)方便地接收企業(yè)信息，隨時(shí)隨地查看公告信息，能讓企業(yè)的重要信息得到快速傳遞，提高辦公效率。

2.2 組織機(jī)構(gòu)通訊錄功能

APP應(yīng)提供電廠的組織機(jī)構(gòu)通訊錄，并和應(yīng)急平臺(tái)同步更新。系統(tǒng)中各個(gè)功能模塊涉及到的員工和人員都需要通訊錄功能。應(yīng)至少包含聯(lián)系人查找、組織機(jī)構(gòu)顯示和收藏常用聯(lián)系人的功能。

2.3 生產(chǎn)過程監(jiān)控功能

APP提供核電廠48個(gè)重要系統(tǒng)畫面，與應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)平臺(tái)展示內(nèi)容保持一致，以使使用人員隨時(shí)知曉較為詳細(xì)的運(yùn)行情況。

2.4 文檔管理功能

APP應(yīng)提供內(nèi)部文檔管理和查看功能，使操作人員隨時(shí)隨地利用移動(dòng)端按照文件類型和文件目錄的文檔在線查閱功能。通過文檔模塊，可以查詢公司發(fā)布的各種規(guī)章制度、應(yīng)急響應(yīng)文件及生產(chǎn)工藝制度等各種信息。

全國(guó)家用電器工業(yè)信息中心（NAIC）隸屬于中國(guó)輕工業(yè)信息中心，是面向全國(guó)家用電器行業(yè)服務(wù)的專業(yè)信息機(jī)構(gòu)，其前身為全國(guó)家用電器工業(yè)科技情報(bào)站。上世紀(jì)七十年代，原輕工業(yè)部成立了全國(guó)家用電器工業(yè)科技情報(bào)站；1980年，北京家用電器研究所（2002年更名為中國(guó)家用電器研究院）被確定為全國(guó)家用電器工業(yè)科技情報(bào)站歸口單位。

2.5 智能信息錄入與上傳功能

傳統(tǒng)應(yīng)急工況或者應(yīng)急演練時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)人員只能通過電話向應(yīng)急指揮中心匯報(bào)現(xiàn)場(chǎng)情況，導(dǎo)致中心對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)情況了解較少且不夠直觀。

APP提供錄入現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急相關(guān)視頻、圖片、文字等功能，在發(fā)生應(yīng)急情況時(shí)可使應(yīng)急人員及時(shí)有效地了解現(xiàn)場(chǎng)的豐富信息，以加快應(yīng)急響應(yīng)[3]。

圖3 地圖總覽Fig.3 Map overview

2.6 地圖總覽功能

移動(dòng)端APP提供GIS地圖顯示功能，主要包括應(yīng)急集合點(diǎn)、應(yīng)急人員和非應(yīng)急人員及車輛的定位信息、應(yīng)急物資位置、電廠出口、撤離路線等，與應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)PC端內(nèi)容保持一致。

2.7 應(yīng)急審批功能

在電廠發(fā)生如“廠區(qū)應(yīng)急”工況時(shí)，由位于事故電廠當(dāng)班值長(zhǎng)發(fā)送應(yīng)急狀態(tài)變更申請(qǐng)到電廠指揮，如果此時(shí)電廠指揮因特殊原因無法登陸固定終端時(shí)，可通過移動(dòng)端APP待辦界面進(jìn)入審批功能，快捷實(shí)現(xiàn)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)情況的了解并及時(shí)審批，加快了整個(gè)應(yīng)急狀態(tài)的發(fā)布進(jìn)程，為后續(xù)全廠采用相關(guān)活動(dòng)爭(zhēng)取了寶貴時(shí)間。

2.8 應(yīng)急簽到功能

在電廠發(fā)生如“應(yīng)急待命”工況時(shí)，各個(gè)應(yīng)急崗位人員需要通過平臺(tái)確認(rèn)在崗狀態(tài)，但有些如“技術(shù)支持組員”“移動(dòng)設(shè)備操作組員”等非重要成員只需要待命即可，所以通過在移動(dòng)端APP的定位與簽到功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于人員帶有顯示定位的簽到確認(rèn)功能，以方便應(yīng)急指揮中心快速有效地確認(rèn)所有人員的到崗與待命情況。

2.9 應(yīng)急演練功能

在應(yīng)急演練時(shí)，可通過移動(dòng)端查看正在進(jìn)行的應(yīng)急演練的情況及對(duì)應(yīng)崗位的操作步驟，幫助應(yīng)急人員完成應(yīng)急演練。演練完成后可進(jìn)行演練回顧，查看演練的整體執(zhí)行情況。

3 人員車輛定位功能

3.1 室外定位

通過在需要定位的人員和車輛上安裝GPS/北斗模塊，實(shí)時(shí)獲取人員或車輛的坐標(biāo)信息，并通過LTE網(wǎng)絡(luò)將此信息收集到應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)的服務(wù)器中，然后在平臺(tái)已經(jīng)有的GIS地圖中繪制出人員或車輛的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)位置。

此種定位精度為米級(jí)，可滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急的實(shí)際需求。

3.2 室內(nèi)定位

通過對(duì)GPS、RFID、藍(lán)牙、WIFI、UWB等定位技術(shù)（參見表1）的綜合對(duì)比，選擇UWB定位作為應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)室內(nèi)定位的技術(shù)路線。

表1 定位技術(shù)對(duì)比Table 1 Comparison of positioning technology

UWB技術(shù)在室內(nèi)的布置示意圖如圖5所示。

圖5 室內(nèi)定位示意圖Fig.5 Indoor positioning diagram

通過室內(nèi)定位技術(shù)的開展，可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急樓各個(gè)房間人員信息的精確定位，并通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)揭苿?dòng)端APP做實(shí)時(shí)顯示。

4 短信功能

應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)配置短信發(fā)送設(shè)備和自動(dòng)推送軟件，以便在以下情況及時(shí)通知到相應(yīng)人員：

如在發(fā)生應(yīng)急狀態(tài)變更或者現(xiàn)場(chǎng)緊急撤離事件時(shí)，通過存儲(chǔ)在應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器中的通信錄分組，及時(shí)將短信群發(fā)至相應(yīng)用戶，此時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)加載預(yù)設(shè)內(nèi)容，操作人員可使用此模板或者自行編制。

在移動(dòng)APP上有相應(yīng)的審批流程到相應(yīng)人員時(shí)，通過自動(dòng)短信提醒（無需人員干涉），使當(dāng)事人盡快處理流程審批，以加速整個(gè)電廠的辦公流程，從而加快發(fā)生應(yīng)急事件的響應(yīng)能力。

5 總結(jié)

本文響應(yīng)核電廠無線通信技術(shù)的應(yīng)用需求，從應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)的功能出發(fā)，通過引入無線通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端辦公、人員車輛定位、短信群發(fā)等功能。實(shí)現(xiàn)了信息的實(shí)時(shí)、可靠傳遞，提升了電廠的運(yùn)維、管理智能化水平；同時(shí)，通過在應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器與移動(dòng)APP/短信/人員車輛定位服務(wù)器之間設(shè)置單向網(wǎng)閘進(jìn)行隔離，來確保應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)主體功能的網(wǎng)絡(luò)安全。