核電廠應急指揮中心在線輻射監測系統研發

安世峰, 楊京平, 孫博, 徐瑤瑤

(遼寧紅沿河核電有限公司,遼寧 大連,116319)

應急指揮中心(EM)是核電廠運營單位應急響應的指揮、管理和協調中樞,是應急響應期間全面指揮和協調場內一切應急響應行動的場所[1]。在應急狀態下,可能出現因放射性釋放引起應急指揮中心輻射水平高而導致應急指揮中心不可用[2]。鑒于此,有必要采取相應的測量手段對應急響應期間相關輻射水平進行監測[3],以輔助判斷應急指揮中心的可居留性,在場區應急及以上應急狀態下給應急指揮部決策是否后撤或者采取其他有效防護措施提供參考。

1 系統概述

現有的監測系統是通過EM廠房布置的便攜式輻射監測儀表采取人工測量、記錄的方式對相關區域輻射水平進行手動測量,不利于對輻射水平的實時監控、實時預警及事后數據統計分析。通過建設區域γ劑量率監測系統并開發EM在線輻射監測系統平臺,將多元化輻射監測系統及設備監測數據聯網,從而實現實時、統一的監控管理。

某核電廠研發的區域γ劑量率監測系統如圖1所示。

圖1 某核電廠區域γ劑量率監測系統

2 技術特點

系統設計總體原則為“分散接入、集中管理、智能監控”。

2.1 監測數據的多維管理

通過將分散的監測數據進行實時提取、集中存儲,可實現各類型數據在空間、時間維度的多維管理。

(1) 監測類型:包括區域γ劑量率、個人劑量、放射性氣溶膠、放射性碘、放射性惰性氣體等;

(2) 空間維度:布置于不同監測位置的系統設備;

(3) 時間維度:實現各監測數據的采集存儲及歷史趨勢查詢。

2.2 支持技術和設備擴展

鑒于技術和管理的持續性發展需求,本系統在聯網設備的技術協議(支持TCP協議、串聯接口等)、監測設備類型等方面具備可擴展性。

2.3 可集成廠區各類網絡

車載設備具有移動監測的特點,如果通過手工錄入,容易產生坐標不準確、易出錯等問題。系統預留擴展端口,可通過傳統無線網絡,將車載或廠區固定點位監測數據自動實時上傳及存儲。

基于核電廠廠區4G/5G網絡,為提高后續可擴展及智能化管理水平,系統具備廠區網絡接入功能。

2.4 支持擴展門戶入口

采用地圖為主,各類門戶入口為輔的界面風格。可以根據應用要求,設計不同的門戶入口,例如餅狀圖、柱狀圖、趨勢圖、表格等。系統界面設計如圖2所示。

圖2 系統界面

3 系統架構

系統為3層架構,分別為現場設備層、數據采集層和監控管理層。系統架構如圖3所示。

圖3 系統架構

3.1 現場設備層

現場設備層涵蓋需要聯網的各類監測系統及設備,主要包括以下系統和設備。

(1) 區域γ劑量率監測系統

區域γ劑量率監測系統包括γ輻射探測器及測量數據處理顯示單元,分別布置于EM各樓層走廊,用于實時監測EM內部γ劑量率輻射水平。

(2) 個人劑量管理系統

個人劑量管理系統包括劑量系統服務器、劑量計激活及數據讀取裝置、電子式個人劑量計,用于應急響應期間人員受照劑量監測及信息管理。

(3) 空氣污染監測設備

包括布置在EM廠房的移動式空氣污染監測設備(放射性氣溶膠、碘、惰性氣體監測儀),輻射監測車配備的空氣污染監測設備。

3.2 數據采集層

系統配置一臺數據采集服務器(與數據庫部署在同臺服務器),負責定時發送指令,獲取實時監測數據。

數據采集服務器接收到實時監測數據后,有兩條通路進行數據處理:

(1) 將關鍵數據定時存儲到關系數據庫;

(2) 將數據推送到監視工作站(含大屏)。

3.3 監控管理層

監控管理層實現實時監測、信息管理和數據分析等功能,系統基于.NET 平臺開發,架構風格采用多層C/S結構。

考慮到界面表現的豐富性需求,該層顯示界面采用支持DirectX的WPF開發,可以實現子界面縮放、旋轉、滾動及復雜動畫等效果。

4 系統網絡拓撲

通過以太網連接,將各系統、相關設備聯網,實現實時監測、集中存儲和數據統計分析功能。系統網絡拓撲如圖4所示。

圖4 網絡拓撲圖

?區域γ劑量率監測:聯網區域監測主機,實時獲取EM樓各層的環境γ劑量率數據;

?個人劑量管理系統:聯網已建設的個人劑量管理系統,可實時獲取區域在線人數、區域進出及人員劑量情況等詳細信息;

?空氣污染監測設備:與布置在EM廠房的移動式空氣污染監測設備(包括放射性氣溶膠、碘、惰性氣體監測儀)聯網,同時預留有同輻射監測車無線聯網功能,可實現廠房空氣污染監測數據及輻射監測車位置及監測數據在線獲取;

?數據存儲:提供關系數據庫,對數據進行集中存儲,便于監測趨勢查詢及數據統計分析;

?監控大屏:將監測畫面實時投屏到中控室,實現在線監控及趨勢跟蹤。

5 結語

應急指揮中心在線輻射監測系統平臺,將預設區域γ劑量率監測系統、個人劑量管理系統、空氣污染監測設備運行測量數據聯網整合,實現了相關輻射監測數據在線實時監視,并可設置報警定值為應急期間輻射防護措施啟動提供預警信息,同時可通過對其存儲的監測數據進行統計分析,為應急狀態下輻射防護措施的制定提供參考及判斷依據,對增強核電廠應急響應能力具有重要意義。