核應急指揮系統在核事故應急演習中的應用與思考

毛位新，蒙美福，傅煌輝，*，常 盛，龔行健，賈牧霖

（1.廣西壯族自治區輻射環境監督管理站，南寧 530222；2.廣西壯族自治區生態環境廳，南寧 530222）

核能是一種清潔、高效的能源，《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《國務院關于印發2030年前碳達峰行動方案的通知》均明確提出我國將積極安全有序發展核電。然而，美國三哩島、蘇聯切爾諾貝利、日本福島核電站核事故讓全球各國深刻認識到核能利用中的風險。雖然隨著核能技術的發展，核能利用的安全性有了很大的提升，但風險依然存在。

核事故期間，國家、核設施所在省（自治區、直轄市）、核電廠三級應急組織將全部啟動，省級核應急指揮部應急指令、核電廠工況數據、場內外輻射監測數據、氣象數據、公眾撤離與安置等重要信息的及時性和準確性將直接影響到應急決策者和專家對事故的研判和現場應急人員的任務執行程度。而運用先進的計算機信息化系統能夠很好地提高核應急響應的工作效率，為應急人員提供輔助決策、信息交互等。本文通過回顧廣西核應急指揮決策平臺在演習中的應用情況，針對后續核應急系統的研發提出幾點建議，以期系統功能更加完善。

1 核應急指揮系統簡介

1.1 國內外研究現狀

核應急指揮系統是為場外核事故應急提供技術支持而設計的軟件系統［1］，我國在2004年就開始了國家級核應急軟件的研發［2］，實現與主要核電廠的運行狀況、輻射環境監測、氣象等數據的傳輸，以及事故后果評價。江蘇、福建、山東等各有核省份也陸續根據本區域情況進行系統開發［3-5］，系統均基本具備指揮調度、核電廠工況數據實時傳輸、在線輻射環境監測、后果評價等功能。

在美國三哩島和蘇聯切爾諾貝利核事故后，國外有核設施的國家相繼開發出了核應急指揮系統［5，6］，歐盟核應急決策支持系統RODOS和美國聯邦輻射監測與評價中心核事故應急管理系統FASER覆蓋了核應急的整個過程，能夠很好地開展事故后果評價、在線輻射監測、應急干預措施等工作，及時作出決策與指揮。

1.2 廣西核應急指揮決策平臺

在國內外核應急指揮系統的基礎上，結合廣西核應急工作的需求，為保證高效、及時、準確地開展核電廠核事故應急工作，實現核應急工作流程的信息化管理，有效指引應急人員執行任務，廣西核應急辦研發了廣西核應急指揮決策平臺。該平臺覆蓋廣西核應急體系全部層級及所有成員單位，根據省級、市級核應急組織，指揮決策人員、現場應急人員等不同層級、不同崗位的業務需求設計系統功能，表1列出了國內外部分核應急指揮平臺的系統功能。

表1 國內外部分核應急指揮平臺［3-5］Table 1 The function introduction of Guangxi nuclear emergency software platform

按照核應急工作的需求，保證應急工作的順利開展，平臺應具備：（1）任務子系統。實現應急人員開展指揮調度、響應行動方案制定、應急響應行動動態指引等工作。（2）信息反饋子系統。能夠實時向應急人員展示核電廠機組工況、輻射環境監測數據、氣象數據，動態展示事故進程和應急隊伍響應行動時上傳的圖文信息，以及跟蹤監控應急崗位啟動情況、應急任務執行情況。（3）后果評價子系統。利用核電廠應急行動水平的整套判斷邏輯和流程，以及核電廠工況數據，實現了核電廠應急狀態預判和報警，形成應急行動水平的應急狀態輔助判斷和預警工具。利用各類輻射監測數據，開發了能夠運用輻射監測數據進行計算輻射劑量的計算、修正操作干預水平的輔助決策工具。利用核電廠事故源項和氣象參數，開發了模擬計算放射性物質釋放范圍，給出放射性物質的時空分布和居民點的防護行動建議的核事故后果評價和輔助決策工具。（4）文書管理子系統。能將報告、通告、應急響應命令簽等文書格式內置于系統，實現文書編輯、審核、審批、發送等操作的在線化辦理。同時也可以將核電廠事故報告等接收的傳真文件掃描至平臺進行流轉，實現文件收發的信息化管理。（5）日常管理子系統。能將應急值班、應急組織、應急資源、演習方案腳本等信息化，將應急人員、應急專用物資、應急裝備等進行動態化管理，便于核應急準備工作的開展。（6）視頻管理子系統。可以管理移動端App現場畫面回傳視頻、全球眼在線監控視頻等，實現指揮部與現場應急人員的音視頻互動交流，以及直觀了解事故現場情況。

2 演習應用

核應急演習是保持和提升核應急能力的重要手段，核應急指揮系統在演習中的應用效果可以有效檢驗系統人機交互界面的友好性、功能的完備性、信息流的邏輯性等，從而保證系統能夠在核事故中真正發揮技術支持作用。2021年5月，廣西核應急指揮決策平臺在國家和廣西核應急聯合演習中進行了充分的應用，指揮決策、現場應急等120余個核應急崗位不同程度地在演習中使用了指揮調度、信息展示、數據統計與分析、后果評價、文書上報等功能。

2.1 指揮調度

廣西核應急指揮決策平臺將數據源分為兩類：一類是在線監測類，即防城港核電廠機組工況、核電廠場內外在線輻射環境監測、氣象觀測等實時監測數據；另一類是上報類，即應急人員在應急響應過程中，通過平臺和移動終端上報的人口、撤離車輛等專業組數據。在線監測類數據通過專線直接進入平臺，實時將數據傳至應用數據庫，上報類數據是將數據傳至服務數據庫，兩個數據庫相互聯通，能夠實現數據相互調用；服務數據庫為各級核應急人員提供數據查詢、資源調度、人員調度等服務；應用數據庫為核事故后果評價、操作干預等專家研判工具直接提供數據支持，平臺的信息流如圖1所示。

圖1 平臺信息流邏輯圖Fig.1 Logic diagram of platform information flow

指揮決策者通過在線監測類數據制定應急輻射環境監測方案、區域管制方案、公眾防護行動計劃等應急專項方案，并實時根據平臺的各數據信息動態調整方案。通過資源管理實現上報類數據的運用，完成撤離車輛、安置物資、碘片等物資的實時統計與核減，從而計算出下一步需調集的物資數量。利用平臺實時獲取現場應急人員移動端App的地理位置，精準掌握應急人員的工作情況，通過現場應急人員反饋的信息，完成應急人員的調度、工作計劃的調整。

2.2 文書管理

平臺實現事故信息上報審簽全流程電子化，極大地提高了信息報送速度。值班員將核電廠應急報告流轉給上級審閱，直至最高級決策者審批，均在平臺中完成。預先將上報國家和政府的報告以及下達給專業組、成員單位的各類通知等應急文書格式模板設置在平臺，應急人員在此基礎上快速完成編輯、審核、審批環節；演習中值班員直接在平臺上編輯事故續報和事故通報，完成后流轉給上級審核；最高決策者審批完后，值班員直接傳真至國家或一鍵下發至所有應急崗位。演習時，總指揮在自己辦公室通過平臺簽發了啟動Ⅲ級響應的命令，突破了時間和地域的限制。

2.3 狀態反饋

應急響應時，信息種類多、數據量大，演習中指揮決策者通過平臺設計的專屬信息展示界面了解事故態勢、場內外輻射狀況、專業組啟動規模、應急人員到崗和應急任務完成情況等信息。信息展示界面主要由三個模塊組成：第一個模塊是實時數據觀察區，可以查看實時核電廠機組工況數據，核電廠監督性監測系統輻射環境自動監測站連續輻射劑量率，氣象站觀測數據。第二個模塊是時間維度的事故進程和應急行動記錄區，將事故序列按發生時間進行排列，反饋應急任務完成情況，現場應急圖像等信息。第三個模塊是應急響應行動統計區，可以動態展示專業組及下設分隊啟動情況，應急響應階段任務完成情況。

2.4 應急任務管理

作為省級核應急指揮決策平臺，平臺首次從實戰層面覆蓋整個省市級核應急組織中的共300余個應急崗位。平臺基于應急預案、執行程序、崗位卡等全套文件和程序，對各個崗位在應急響應階段的既定任務進行了有效分解，形成了和應急響應等級關聯的“原子”任務清單（見表2）。每個崗位均可通過相應的計算機終端、移動終端接入核應急指揮平臺，依托平臺開展相關工作。

表2 系統任務清單示例Table 2 Example system task list

演習啟動應急響應等級（Ⅳ級響應、Ⅲ級響應、Ⅱ級響應、Ⅰ級響應、應急終止）后，平臺立即自動將匹配的任務清單推送至各個崗位。指揮決策人員通過計算機端平臺可以查看本崗位任務，根據任務啟動響應行動，并通過態勢信息監控各專業組的任務執行情況；專業組通過計算機端平臺接收應急任務，并根據任務制定相應的響應行動方案下發給現場應急人員，通過任務進展實時監控任務完成率和完成時限。現場應急人員通過移動端App接收本崗位任務，并及時通過移動終端App以數據、文字、圖片、視頻等方式反饋任務的執行和完成情況。指揮決策者下達任務清單外的工作，崗位人員在平臺接收后，將轉入任務清單進行跟蹤指引。

2.5 專家研判

專家咨詢組通過平臺的3套核心專家研判工具開展事故研判、后果評價、應急響應行動建議等工作：基于應急行動水平的應急狀態輔助判斷和預警工具、核事故后果評價和輔助決策工具、基于操作干預水平的輔助決策工具。

應急行動水平可以是事先確定的某些儀表的測量值、特定設備或系統的狀態變化（投入、失效）或特定事件（如火災、安保事件等）的嚴重程度等，是核電廠應急計劃的重要組成部分。平臺將確定應急行動水平的參數、初始條件、運行模式、識別類等數據模型化，通過與核電廠實時傳輸的工況數據進行比較，實現核電廠應急狀態預判和報警，演習中提前為進入場外應急響應做出了事故研判，并向指揮部提出響應行動建議。

根據事故期間直接測量的輻射環境監測結果，運用監測結果估計輻射劑量，并對平臺中場外應急計劃中使用的操作干預水平（OIL）缺省值進行修改或重新計算，為制定應急響應行動提供建議。Ⅱ級響應階段后期（場內應急響應），專家通過操作干預水平工具，根據核電廠機組釋放源項的濃度，計算出核電廠下風向2 km范圍內空氣吸收劑量率將在2 h內達到應急撤離防護行動水平，預測結果在GIS地理信息系統上進行了標識，并輸出為專業報告。通過與場內外輻射環境監測數據的對比，進一步驗證了預測，專家向指揮部提出了下風向群眾預防性撤離的行動建議。

平臺核事故后果評價工具通過使用事故源項數據、氣象數據、廠址特征等參數實現放射性物質在大氣中輸運和擴散的模擬和計算，輸出各網格點空氣中放射性核素的瞬時濃度、時間積分濃度和地面沉積濃度等。根據濃度場可以進行各照射途徑的劑量估算，與通用干預水平進行比較，提出防護行動建議，圖2為核事故后果評價工具模型。Ⅰ級響應階段（場外應急響應），專家利用核事故后果評價工具，輸入平臺實時獲取的核電廠機組工況數據、釋放源項和氣象觀測站氣象風場數據，模擬計算放射性物質的釋放范圍，給出下風向10 km兩個村和其他方位5 km 3個村的緊急撤離、隱蔽的防護行動建議。

圖2 核事故后果評價模型Fig.2 Model diagram of nuclear accident consequence evaluation

2.6 現場動態實況直播

演習時輻射監測、交通管制、撤離安置等現場應急人員深入事故核心區域開展應急工作，通過移動端App實時將現場音視頻傳回指揮部，使指揮決策者詳細了解事故現場狀況、公眾撤離與隱蔽、污染洗消、醫療救治等應急響應行動的開展情況。演習時，指揮決策者與污染洗消現場應急人員進行音視頻交流，詳細詢問了污染洗消點應急工作的開展情況。

2.7 應急支援

演習中為加快完成事故區域輻射監測，軍隊和廣東省派出了應急監測支援隊伍，為保證支援隊伍能夠無差別地獲取事故信息，以及支援隊伍的各種數據能夠及時反饋給指揮決策者，為支援隊伍分配了平臺賬號。支援隊伍登錄平臺和移動端App實時了解事故進程和應急任務，通過安裝通信協議轉換模塊，將實時輻射監測劑量率、譜圖等數據傳至指揮部，保證了數據的及時性，順利地完成了應急監測任務。

3 應用效果

高效的信息傳遞、任務下達、資源調度，實時的數據分析，電子化的文書傳遞，可視化的任務執行過程，提高了指揮調度的效率。動態的應急響應行動指引，有效地幫助了應急人員了解自身職責與任務，更加順利地開展應急工作。及時、準確、全面的輻射環境、氣象、車輛等現場資料，使指揮決策者更加迅速、精準地制定和調整應急響應行動方案。專業的事故后果影響評價工具，能夠及時、準確地對事故發展、事故后果進行預判，并提出詳細的應急響應行動建議，對專家分析、研判起到了很好的輔助作用。廣西核應急指揮決策平臺為演習提供了有力的技術支撐，國家核事故應急委員會辦公室在演習評估報告［7］中也指出，演習全程信息化指引，核應急平臺指揮決策在全國具有示范作用。

4 思考

各涉核省份在核電廠核事故應急演習中都不同程度地利用核事故應急指揮系統作為技術支撐。廣西核應急指揮決策平臺在演習全程中的應用，經過多方面的實踐檢驗，同時發現一些需要繼續完善之處。為更好地滿足實際應急中工作的需求，本文提供部分優化的方向，希望能給核應急指揮系統的研發提供一些借鑒。

4.1 接入敏感區人口信息

輻射監測和氣象觀測實時數據接入核應急系統為應急響應方案的制定和事故后果評價提供了重要參數。而目前系統中統計的區域人口數據為戶籍人口，與事故時實際人口數據存在較大差異，不夠精準的數據會增加應急響應行動的困難。基于此，可以利用移動網絡運營商的信息，將用戶數、用戶進出路徑等信息接入核應急決策系統，實現區域人口的精確統計，降低撤離隱蔽工作的難度。通過了解公眾常用進出路徑，有利于進行特定路段的交通控制，以防止交通事故和道路堵塞，表3列出了移動網絡運營商數據在平臺的作用。

表3 移動網絡運營商數據作用Table 3 Data role of mobile network operators

4.2 記錄工作時間信息

現場應急人員需要進入核設施煙羽應急計劃區開展應急響應行動，按照規定，進入事故影響區域開展應急行動的人員需要佩戴個人劑量計，進行個人劑量監控；而應急人員短時間的劇增可能導致個人劑量計不足，可以充分利用核應急系統的全層級、全崗位覆蓋，記錄應急響應人員的登錄時間和地點信息，通過時間和事故區域輻射狀況間接分析應急人員所受劑量率情況［8］。

4.3 提高系統的穩定性

核應急信息種類多、數據量大，有文字、圖像、視頻等不同種類，存在多個用戶同時在平臺上輸入和輸出，特別是進行后果評價時，需要模擬計算，這對系統的穩定性提出了較高要求。系統在進行設計時，應該做好資源數據庫、應用數據庫、音視頻數據庫的規劃設計和硬件配置，考慮用戶的信息要求和處理要求［9］。應急響應時人員眾多，應考慮系統的用戶并發量，系統應至少滿足省、市級核應急組織全部人員同時在線的需求，并保留一定的冗余。通過系統上傳的資料種類和大小不同，系統應該能夠確保多人同時上傳信息通道的暢通。