基于無線通信的應急輔助決策系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

楊 萌，郭 猛，李 超

（中國核電工程有限公司，北京 100840）

0 引言

應急輔助決策系統(tǒng)是在核事故情況下，應急指揮中心的專用指揮系統(tǒng)，在應急響應過程中為應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，保護環(huán)境。核電廠一旦發(fā)生事故，往往面臨時間緊、責任大、變化多的難題[1]。傳統(tǒng)的應急輔助決策系統(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，在發(fā)生事故時，電廠的應急人員需通過應急指揮中心內(nèi)的應急終端和應急大屏查看應急相關(guān)信息；非應急人員只能通過電廠廣播等了解應急狀態(tài)和防護行動建議；現(xiàn)場的一些數(shù)據(jù)只能通過相關(guān)人員查看記錄后的語音或紙質(zhì)文件反饋應急指揮中心。一旦有線網(wǎng)絡(luò)斷開，應急輔助決策系統(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，考慮在應急輔助決策系統(tǒng)中引入無線通信技術(shù)來實現(xiàn)信息的實時、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

考慮到應急輔助決策系統(tǒng)的功能需求，在引入無線通信技術(shù)后，將實現(xiàn)手機APP、人員車輛定位、短信等功能。應急輔助決策系統(tǒng)配置移動APP/短信/人員車輛定位服務器，用于接收和處理手機APP、人員車輛定位、短信等的數(shù)據(jù)。應急輔助決策系統(tǒng)的應用服務器和移動APP/短信/人員車輛定位服務器之間通過單向網(wǎng)閘進行隔離，防止無線網(wǎng)絡(luò)對應急輔助決策系統(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APP功能

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

◇ 應急系統(tǒng)的信息流程在移動端的顯示和處理。

◇ 應急通告的群發(fā)與接收功能。

◇ 組織機構(gòu)通信錄功能。

◇ 在移動端線上查看工作文檔功能。

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

◇ 地圖總覽功能。

◇ 應急演練功能。

2.1 應急通知功能

當需要時，在應急指揮中心發(fā)出應急通知，如提示何時開展應急演練，要求各個單位配合，相應配合人員的移動端APP都會有相應的提示，以使人員迅速就位，保證演習的各項工作。

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

2.2 組織機構(gòu)通訊錄功能

APP應提供電廠的組織機構(gòu)通訊錄，并和應急平臺同步更新。系統(tǒng)中各個功能模塊涉及到的員工和人員都需要通訊錄功能。應至少包含聯(lián)系人查找、組織機構(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個重要系統(tǒng)畫面，與應急輔助決策系統(tǒng)平臺展示內(nèi)容保持一致，以使使用人員隨時知曉較為詳細的運行情況。

2.4 文檔管理功能

APP應提供內(nèi)部文檔管理和查看功能，使操作人員隨時隨地利用移動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、應急響應文件及生產(chǎn)工藝制度等各種信息。

全國家用電器工業(yè)信息中心（NAIC）隸屬于中國輕工業(yè)信息中心，是面向全國家用電器行業(yè)服務的專業(yè)信息機構(gòu)，其前身為全國家用電器工業(yè)科技情報站。上世紀七十年代，原輕工業(yè)部成立了全國家用電器工業(yè)科技情報站；1980年，北京家用電器研究所（2002年更名為中國家用電器研究院）被確定為全國家用電器工業(yè)科技情報站歸口單位。

2.5 智能信息錄入與上傳功能

傳統(tǒng)應急工況或者應急演練時，現(xiàn)場人員只能通過電話向應急指揮中心匯報現(xiàn)場情況，導致中心對于現(xiàn)場情況了解較少且不夠直觀。

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

圖3 地圖總覽Fig.3 Map overview

2.6 地圖總覽功能

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

2.7 應急審批功能

在電廠發(fā)生如“廠區(qū)應急”工況時，由位于事故電廠當班值長發(fā)送應急狀態(tài)變更申請到電廠指揮，如果此時電廠指揮因特殊原因無法登陸固定終端時，可通過移動端APP待辦界面進入審批功能，快捷實現(xiàn)對于現(xiàn)場情況的了解并及時審批，加快了整個應急狀態(tài)的發(fā)布進程，為后續(xù)全廠采用相關(guān)活動爭取了寶貴時間。

2.8 應急簽到功能

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

2.9 應急演練功能

在應急演練時，可通過移動端查看正在進行的應急演練的情況及對應崗位的操作步驟，幫助應急人員完成應急演練。演練完成后可進行演練回顧，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，實時獲取人員或車輛的坐標信息，并通過LTE網(wǎng)絡(luò)將此信息收集到應急輔助決策系統(tǒng)的服務器中，然后在平臺已經(jīng)有的GIS地圖中繪制出人員或車輛的實時動態(tài)位置。

此種定位精度為米級，可滿足現(xiàn)場應急的實際需求。

3.2 室內(nèi)定位

通過對GPS、RFID、藍牙、WIFI、UWB等定位技術(shù)（參見表1）的綜合對比，選擇UWB定位作為應急輔助決策系統(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，可實現(xiàn)對應急樓各個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)揭苿佣薃PP做實時顯示。

4 短信功能

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

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

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

5 總結(jié)

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