無(wú)線通信在核電站輻射防護(hù)工作中的應(yīng)用

臧義坤

【摘要】 本文介紹了可用于核電站輻射防護(hù)工作的無(wú)線通信的基本要求，對(duì)無(wú)線通信應(yīng)用到核電站輻射防護(hù)系統(tǒng)中所具有的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，構(gòu)建了基于無(wú)線通信的核電站輻射防護(hù)系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】 核電站 輻射防護(hù) 無(wú)線通信

一、核電廠輻射防護(hù)

APl000作為具有代表性的三代核電技術(shù)之一，其在以往核電廠技術(shù)基礎(chǔ)上采用了一些大量的技術(shù)改進(jìn)，比如各子系統(tǒng)加入了數(shù)字化、智能化、IP網(wǎng)絡(luò)化和無(wú)線移動(dòng)化。在AP1000核電站已經(jīng)在核電生產(chǎn)廠房部署了無(wú)線通信系統(tǒng)，隨著核電站的安全生產(chǎn)發(fā)展需要，基于無(wú)線通信傳輸?shù)妮椛浞雷o(hù)系統(tǒng)也必將是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，本文主要針對(duì)其輻射防護(hù)工作的無(wú)線移動(dòng)化進(jìn)行探討。

二、輻射監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著對(duì)核安全要求的日益提高，將來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)輻射監(jiān)測(cè)的技術(shù)要求具體體現(xiàn)在：

（1）失電后的長(zhǎng)時(shí)間工作要求。如果出現(xiàn)了極限情況，可能導(dǎo)致探測(cè)儀器供電的喪失。所以今后設(shè)計(jì)的探測(cè)儀器必須考慮失電后一定時(shí)間內(nèi)的持續(xù)工作能力。

（2）具備無(wú)線傳輸信號(hào)。如果部分重要的探測(cè)器具備無(wú)線傳輸信號(hào)的能力，就可以在極端情況下，迅速建立通信鏈路，實(shí)時(shí)有效地監(jiān)控事故發(fā)展進(jìn)程。

（3）經(jīng)受事故環(huán)境惡劣條件。事故工況下的環(huán)境常伴有高溫、高壓、高濕、放射性等復(fù)雜因素，所以抗惡劣環(huán)境能力是探測(cè)器今后發(fā)展的重要方向。

傳統(tǒng)的輻射監(jiān)測(cè)要么是離線監(jiān)測(cè)，要么是基于有線傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)。然而有線傳輸存在很多不可避免的缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在：

（1）網(wǎng)絡(luò)維護(hù)困難，新增或者減少傳感器都很麻煩，消耗大量人力物力資源；

（2）人難以接近的位置，如核電站的深層設(shè)備、旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分、危險(xiǎn)區(qū)域及運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，無(wú)法對(duì)傳感器進(jìn)行有線連接；

（3）大量傳感器的安裝往往受到電纜重量和費(fèi)用的限制，大量布線增加了系統(tǒng)潛在危險(xiǎn)和不可控性。

三、可用于核電站無(wú)線通信技術(shù)選擇

核電站由于安全的考慮，核電站的建筑全部都非常堅(jiān)固厚重。核電站是由多組功能建筑廠房組成，人員大多數(shù)時(shí)間又處于各個(gè)建筑物之中，周圍還有很多電子設(shè)備，這都給無(wú)線通信的信號(hào)傳輸帶來(lái)了一定的屏蔽和干擾作用，所以說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)對(duì)核電站人員輻射防護(hù)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線部署，主要應(yīng)考慮如下技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素。

（1）實(shí)用經(jīng)濟(jì)性。最大程度的滿足輻射防護(hù)部門的業(yè)務(wù)需求，為核電站輻射監(jiān)管人員和技術(shù)人員提供有效的技術(shù)支持。要保證輻射防護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定，數(shù)據(jù)提供準(zhǔn)確迅速，界面友好，操作方便，功能完善，系統(tǒng)維護(hù)性好。

（2）開(kāi)放兼容性。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)需要采用開(kāi)放式設(shè)計(jì)，要能支持標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)協(xié)議，能夠兼容該標(biāo)準(zhǔn)的主流廠家生產(chǎn)的各類終端。

（3）可定位技術(shù)。在核電站中要實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)工作人員的定位，尤其是在輻射控制區(qū)域也要進(jìn)行定位計(jì)時(shí)等技術(shù)輔助。在廠房?jī)?nèi)主要使用基于RF和功能區(qū)域的定位；在室外主要是GPS和RF定位相結(jié)合，GPS定位為主，有效記錄輻射數(shù)據(jù)的位置信息。

四、系統(tǒng)構(gòu)架

基于以上考慮，并結(jié)合AP1000核電站已經(jīng)為無(wú)線電話系統(tǒng)建設(shè)了一套覆蓋廠房?jī)?nèi)外的WLAN系統(tǒng)，在該WLAN較為豐富的可用帶寬上可以做合理網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃，通過(guò)劃分VLAN、設(shè)立防火墻等，可以為輻射探測(cè)的數(shù)據(jù)傳輸專門規(guī)劃一個(gè)網(wǎng)絡(luò)VLAN及SSID，實(shí)現(xiàn)輻射探測(cè)的傳輸網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線電話的傳輸網(wǎng)絡(luò)邏輯上各自獨(dú)立，互補(bǔ)影響，進(jìn)而提高了WLAN系統(tǒng)的使用效率。

輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的傳輸網(wǎng)絡(luò)采用了兩種方式，即廠區(qū)內(nèi)采用WLAN與廠區(qū)外周圍區(qū)域采用光纖專線+3G/LTE方式。在廠區(qū)內(nèi)，輻射探測(cè)探頭上可以加裝專門支持WLAN的數(shù)據(jù)接口模塊，就可以方便的接入使用現(xiàn)有廠區(qū)內(nèi)的WLAN網(wǎng)絡(luò)。廠區(qū)外，固定采集點(diǎn)采用租用光纖專線+3G/LTE 無(wú)線通信方式互為冗余的組合，是輻射環(huán)境輻射防護(hù)系統(tǒng)最近常用的組網(wǎng)方式；流動(dòng)探測(cè)車可以采用3G/LTE的無(wú)線傳輸為主用，衛(wèi)星通道為應(yīng)急備用傳輸通道。

五、結(jié)論

本文把無(wú)線通信應(yīng)用到核電站人員輻射防護(hù)工作中，它不但非常適合應(yīng)用到核電站這種環(huán)境，而且也具有許多傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所不具有的特點(diǎn)。對(duì)于核電站人員輻射防護(hù)工作來(lái)說(shuō)是一個(gè)全新的理念，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。但在實(shí)際的應(yīng)用中，由于無(wú)線局域網(wǎng)具有很強(qiáng)的應(yīng)用相關(guān)性，所以在輻射防護(hù)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體重點(diǎn)的研究。