侯雪燕，謝明亮,2 ，魏 巍，李 青，戴 浩，谷韞豐，謝政權，朱 彤，陳 龍，賀 蓉

（1.中核武漢核電運行技術股份有限公司，湖北 武漢 430223；2.海軍工程大學 核科學技術學院，湖北 武漢 430033；3.福建福清核電有限公司，福建 福清 350318）

核應急是核能事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的重要保證，“十四五”規(guī)劃和2035 年遠景目標綱要明確提出構建統(tǒng)一指揮、專常兼?zhèn)洹⒎磻`敏、上下聯(lián)動的應急管理體制[1,2]。核電廠運營單位作為核應急的責任主體，為進一步提升、落實“創(chuàng)新核技術、確保核安全、做好核應急”理念，相繼開展核應急管理及技術支持體系的建設[3]。經過30 多年的發(fā)展，核應急的相關概念和理論體系逐步發(fā)展成熟[4]，在應急計劃區(qū)劃分標準、輻射后果評價、應急行動水平及干預水平等方面有著較大發(fā)展[5,6]。

在國內外核應急管理體系及相關標準規(guī)范研究中，強調核應急一直是核能應用各方關注的重點領域。目前，國外開展核應急研究的標準化機構主要有國際原子能機構（IAEA）、國際輻射防護委員會（ICRP）、美國核管理委員會（NRC）[7]。國際上較為典型的核應急決策支持系統(tǒng)有美國的MACCS、歐盟開發(fā)的RODOS、日本的ERSS 等[8]，目前我國核應急實現三級應急組織體系，即國家核應急組織、核設施所在?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）核應急組織、核設施營運單位應急組織[9]。我國與核應急有關的標準主要有國家標準（GB）國家軍用標準（GJB）、核工業(yè)標準（EJ）、能源行業(yè)標準（NB）[10]。標準規(guī)范對核應急的總體要求各級核應急管理組織機構有明確的組織架構、人員組成要求、工作職責，并規(guī)定了各層級核應急管理組織之間的聯(lián)系、權責等[11]。在應急平臺建設中，核應急管理是一項重要的基礎性工作，對全面加強和提高應急管理能力有著非常重要的意義[12]。

1 總體概述

針對核電廠應急管理體系，把握核應急關鍵技術研究，構建核電應急管理綜合平臺（Nuclear Emergency Management System，以下簡稱NEMS），實現應急崗位人員各種日常的應急管理，應急演習以及事故響應狀態(tài)下各種應對措施的綜合支撐軟件，平臺涵蓋了不同應急崗位各種應急業(yè)務處理，應急表單流程的電子化，應急數據監(jiān)控，數據研判，信息發(fā)布，對外通信等一系列功能。

信息化技術日新月異，新技術的引入和升級，為提高分析研判精度，完善決策技術支持，開發(fā)核應急相關技術支持系統(tǒng)，建立電廠應急行動水平（EAL）矩陣，實現應急行動水平智能化決策，開發(fā)堆芯損傷評價、快速源項計算實現堆芯狀態(tài)監(jiān)測與事故源項快速評估，考慮放射性物質釋放到環(huán)境，結合大氣數據，核電廠信息與GIS 地圖，實現大氣擴散模擬、大中小尺度輻射場計算，事故后果預測、實測數據分析、防護行動建議等功能。

在平時演練時還可以從模擬機獲取數據，通過演練流程，使得相關人員獲得應急處置的相關技能。在應急響應時，可以連接機組應急數據，實現應急響應及決策支持。一體化核應急管理及技術支持平臺總體業(yè)務功能架構如圖1 所示。

圖1 應急平臺系統(tǒng)架構Fig.1 The architecture of the emergency platform system

2 核應急管理平臺開發(fā)

核應急管理綜合平臺（NEMS）是針對核電基地應對突發(fā)核事件進行綜合應急處置及其演練的軟硬件系統(tǒng)，為核電應急事件處置行動、指揮、決策提供支持，滿足處置過程中信息錄入、輔助決策和指揮，應急通告與報告以及經驗反饋。

通過梳理核電廠應急管理的業(yè)務流程及接口關系，采用目前主流的GIS 平臺作為應急管理平臺底層平臺，并引進新的UI 設計理念、高效數據庫管理工具、流程驅動引擎以及軟件系統(tǒng)集成方法，開發(fā)核應急管理綜合平臺，使之達到行業(yè)領先水平。

2.1 系統(tǒng)功能概述

（1）滿足應急管理平臺業(yè)務數據及機組數據存儲、管理需求，設計實施核應急管理系統(tǒng)數據庫及配置工具，開發(fā)數據庫訪問接口；

（2）滿足應急管理平臺數據監(jiān)控需求，確定WEB 畫面組態(tài)及展示方式，開發(fā)相關工具集，實現目標機組WEB 畫面動態(tài)展示、趨勢曲線、數據列表展示功能；

（3）滿足應急管理平臺業(yè)務流程自動化需求，確定工作流實現方式；設計開發(fā)流程表單，支持機組應急狀態(tài)下應急指揮決策與應急響應流程、機組應急行動水平輔助邏輯判斷流程、機組堆芯損傷評價流程；

（4）選擇商用GIS 軟件，通過GIS 展示應急場景環(huán)境數據與業(yè)務數據；

（5）實現通用基本的功能模塊，如用戶管理、角色管理、崗位管理、權限管理、日志管理、網絡監(jiān)控、事故序列功能；

（6）制定統(tǒng)一的數據通信協(xié)議，使系統(tǒng)能夠快速與第三方系統(tǒng)集成；根據核行業(yè)NRSML協(xié)議，開發(fā)數據輸出接口；

（7）實現應急管理系統(tǒng)短信接口、傳真接口、視頻顯示接口。

核應急管理平臺可應用于兩種模式，即演習模式與響應模式，在核應急演習狀態(tài)下，用于應急人員培訓和演練，其數據取自模擬機，在應急響應模式下，用于核應急響應，其數據取自真實機組，如圖2 所示。

古人云：“師者，傳道、授業(yè)、解惑也?！苯處熤允艿饺鐣淖鹬兀艘驗槠涫种姓莆罩_啟知識寶庫的金鑰匙之外，最突出的特征是教師高尚的品質情操，能夠感召學生。因此，陶冶情操，提高自身品德和心理素質便成了教師實施綠色教育的重要一環(huán)。

圖2 核應急管理平臺應用模式Fig.2 The application mode of the nuclear emergency management platform

2.2 數據采集及接口實現

為核事故不同的應急指揮數據制定統(tǒng)一的數據通訊標準及協(xié)議，利用移動互聯(lián)技術實現數據采集終端與系統(tǒng)數據層的對接。

利用成熟的接口技術實現可擴展性，對應急專家系統(tǒng)及外圍輔助系統(tǒng)進行集成，實現數據互通和復用。對應急相關軟件進行集成，主要為配套的應急專家系統(tǒng)，包括機組狀態(tài)診斷系統(tǒng)、堆芯損傷評價系統(tǒng)、輻射后果評價系統(tǒng)等。針對這些軟件定制標準的數據訪問接口，通過數據解析或功能觸發(fā)，把分析過程及結果數據整合到應急平臺中（見圖3）。

圖3 數據接口圖Fig.3 The data interface

2.3 應急業(yè)務流程開發(fā)

核電站應急管理平臺是針對核電基地應對突發(fā)核事件進行綜合應急處置及其演練的軟硬件系統(tǒng)，是核電廠應急崗位人員各種日常工作的應急管理，支持應急演習以及事故響應狀態(tài)下各種應對措施的綜合支撐軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)涵蓋了不同應急崗位各種應急業(yè)務處理，實現應急表單流程的電子化，應急數據監(jiān)控，應急資源整合、應急人員管理、數據研判，信息發(fā)布，對外通信等一系列功能。

平臺涵蓋不同應急崗位各種應急業(yè)務處理，流程表單的電子化，應急數據監(jiān)控，數據研判，信息發(fā)布，對外通信等一系列功能，其業(yè)務流程如圖4 所示。

圖4 核應急業(yè)務流程Fig.4 The work flow of nuclear emergency

2.4 應急數據監(jiān)控系統(tǒng)

產品各功能模塊緊貼核應急領域的關鍵需求，在技術上以應急實時數據庫、地理信息系統(tǒng)及流程引擎為主要支撐平臺，實現機組數據監(jiān)控、視頻監(jiān)控、應急數據整合展示等功能。

（1）機組數據監(jiān)控

采用最新的HTML5 技術，實現了跨平臺的機組流程圖展示框架，框架整體嵌入客戶端WEB 瀏覽器中，無須安裝任何插件；擺脫了對操作系統(tǒng)和開發(fā)框架的依賴性，可以動態(tài)部署到任何安裝有相應瀏覽器的系統(tǒng)中，具備良好的跨平臺特性；框架支持接入3D 圖形樣式，能夠利用組件化的方式，對流程圖作靈活地布局和擴展（見圖5）。

圖5 機組數據監(jiān)控Fig.5 Data monitoring of nuclear power plants

（2）應急數據整合展示

對應急需要關注的臺風、風場、KRS、氣象塔、視頻監(jiān)控、輻射場數據進行接入和集成，并在地理信息平臺上進行統(tǒng)一展示，便于應急指揮部人員了解廠區(qū)及周邊情況（見圖6）。

圖6 應急數據監(jiān)控Fig.6 Emergency data monitoring

對核電基地的移動設備（如應急監(jiān)測車輛，人員撤離車輛等）進行接入和集成，并能在地理信息平臺上進行統(tǒng)一展示，以便于應急指揮部人員對應急資源進行統(tǒng)一的管理和集中調配。

3 關鍵技術研究

3.1 基于流程引擎的表單開發(fā)

工作流引擎采用 IDEA 或 eclipse，采用SpringBoot 2.X 框架，業(yè)務流程建模標準采用BPMN 2.0，集成Activiti 工作流引擎，實現流程節(jié)點管理、流向管理、流程樣例管理，結合用戶權限和組織機構管理功能模塊，實現應急流程審批功能，開發(fā)了表單設計工具和流程組態(tài)工具，提供審批流程編輯可視化功能和審批流程管理功能，解決了核電廠應急管理平臺應急表單版本無法及時更新、運維不便捷等問題（見圖7）。

圖7 流程表單實現方案圖Fig.7 The process form implementation

3.2 基于web 組態(tài)的監(jiān)控畫面展示

如圖8 所示畫面組態(tài)及展現可采用集成開發(fā)環(huán)境VSCode，前端框架采用Vue 2.X、Quasar，或其他集成開發(fā)環(huán)境。實現組態(tài)端畫面編輯、組態(tài)端通用控件開發(fā)、組態(tài)端邏輯腳本編譯、運行端渲染實時組態(tài)畫面、運行端組態(tài)畫面腳本運行，解決早期大量代碼依賴、維護不方便、簡潔直觀等問題；通過實時數據接口獲取到狀態(tài)數據，然后通過HTML5 的Canvas 對頁面元素進行渲染，加載工況圖形矢量界面，實現實時動態(tài)顯示機組工況信息。

圖8 畫面組態(tài)技術方案圖Fig.8 The technical scheme of screen configuration

4 結論

本文提出了一體化核應急管理平臺的建設方案，并對核應急管理關鍵技術進行研究，在功能全覆蓋的基礎上，采用業(yè)務和時序數據庫分離、前后端分離等新框架設計技術理念，集成Activiti 工作流引擎和組態(tài)技術，實現基于流程引擎的表單開發(fā)和基于web 組態(tài)的監(jiān)控畫面展示開發(fā)，使得低代碼平臺具有更好的開放性、可維護性、兼容性，解決傳統(tǒng)應急管理平臺功能局限，應急管理低效，表單任務與工藝畫面開發(fā)、更新和運維不便捷，應急流程繁瑣等缺點，提升核應急管理平臺功能及性能，滿足核電當前核應急日常管理和應急響應需求。