人工智能發展趨勢下我國核電廠儀控電標準體系建設工作的思考

摘 要：標準是經濟活動和社會發展的技術支撐，是國家基礎性制度的重要方面。立足人工智能新發展階段，需進一步加強我國核電廠儀控電國際標準、國家標準有效供給，不斷加強推薦性國家標準的管理，著力構建推動高質量發展的國家標準體系，以標準促進科技創新成果轉化，支撐國內國際標準化建設，充分發揮標準化在推進國家治理體系和治理能力現代化建設中的基礎性、引領性作用。本文針對目前國際國內核電廠儀控電標準的現狀，結合人工智能國際國內形勢，提出完善國家標準體系的建議，促進國內國際標準化建設工作，充分發揮標準引領科技高質量發展的作用。

關鍵詞：人工智能，國家標準，核電廠儀控電標準體系建設

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2025.01.004

0 引 言

近年來，數字化技術的新技術不斷突破、新業態持續涌現、新應用場景加快拓展，已成為新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力量。習近平總書記強調：“數字經濟發展速度之快、輻射范圍之廣、影響程度之深前所未有，正在成為重組全球要素資源、重塑全球經濟結構、改變全球競爭格局的關鍵力量。”國務院總理李強在出席2024世界人工智能大會暨人工智能全球治理高級別會議時提出，要加強發展戰略、治理規則、技術標準等對接協調，推動建立普遍參與的國際機制，形成具有廣泛共識的治理框架和標準規范，確保人工智能發展安全、可靠、可控，始終符合人類的根本利益和價值標準。同時指出，人工智能發展迫切需要各國深入探討、凝聚共識，共抓機遇、共克挑戰。

標準是經濟活動和社會發展的技術支撐，是國家基礎性制度的重要方面[1]。習近平總書記高度重視標準化工作，要求以高標準助力高技術創新，促進高水平開放，引領高質量發展。《國家標準化發展綱要》中也提出要持續開展重點領域標準化比對分析，積極采用國際標準，提高我國標準與國際標準的一致性程度；要實施標準國際化躍升工程，推進中國標準與國際標準體系兼容。《“十四五”推動高質量發展的國家標準體系建設規劃》還提出要增加國家標準有效供給，進一步加強強制性國家標準、推薦性國家標準的管理，著力構建推動高質量發展的國家標準體系，以標準促進科技創新成果轉化，支撐國內大循環，國內國際雙循環建設，充分發揮標準化在推進國家治理體系和治理能力現代化建設中的基礎性、引領性作用。

1 國際國內核電廠儀控電標準現狀

1.1 國際標準

國際電工委員會標準（IEC）是國際上影響最大、制定和發布標準數量最多的三大國際標準化機構之一。為了應對當今數字化、低碳化等諸多全球挑戰，IEC于2021年制定新的戰略規劃目標（簡稱三大戰略主題和九大目標）。戰略的三大主題是建成數字化和全電氣化社會，助力世界可持續發展，建立信任、包容的協作平臺。IEC標準化管理局（SMB）還制定了一系列舉措，包括推進、試點并驗證機器可應用、可讀、可轉化的標準（SMART）概念；IEC合格評定局（CAB）的實施方案中也增加了數字服務和方法。

國際電工委員會核設施儀表、控制與電氣系統分技術委員會（IEC/TC 45/SC 45A）主要負責制定適用于核能發電設施中使用的電子和電氣功能以及相關系統和設備的標準，以提高核能發電的效率和安全。標準內容涵蓋了核能發電設施儀表、控制和電力系統的整個生命周期，從概念到設計、制造、測試、安裝、調試、運行、維護、老化管理、升級改造和退役。截至目前，IEC/TC 45/SC 45A共發布111項國際標準，在研項目24項。

IEC/TC 45/SC 45A標準體系分為4個層次：

第1層：通用要求標準，以I E C 61513和I E C630 46為代表，是IEC/ TC 45/SC 45A標準系列的頂級文件，是對IEC 61508-1、IEC 61508-2和IEC61508-4的核應用領域的通用要求進行了說明。IEC61513規定了用于執行核電廠安全重要功能的Iamp;C系統和設備的通用要求。IEC 63046規定了核電廠電力系統的通用要求，涵蓋電源系統。

第2層：具體系統和設備通用要求，IEC 61513和IEC 63046直接參考其他IEC/TC 45/SC 45A標準對具體系統和設備的通用要求，如功能分類和系統分類、鑒定、隔離、共因故障、控制室設計、電磁兼容性、網絡安全等。

第3層：具體系統和設備的特定要求，I E C61513或IEC 63046沒有直接引用與特定設備、技術方法或特定活動相關的IEC/TC 45/SC 45A標準。通常，這類標準可以單獨使用。

第4層：技術報告（非標準類），IEC/TC 45/SC45A系列標準的延伸和擴充。

IEC/TC 45/SC 45A標準體系涉及3個領域、12個子領域，如表1所示，子領域之間相關的關系如圖1所示。

1.2 國內核電廠安全重要儀控電標準現狀

我國核電工程建設起步階段，工業基礎薄弱，技術水平不高，在缺少核電技術、工程經驗和試驗研究的情況下，積極采用國際標準（IEC/TC 45/SC45A）和國外適用標準，依據核電廠安全重要儀控系統本身的特點以及國內核電工程所積累的經驗以及對標準的需求，在分析和研究國外標準體系的基礎上，建立了比較完善的核電廠安全重要儀控電氣系統和設備標準體系。截至目前，我國核電廠安全重要儀控電系統和設備標準涉及整個生命周期，從概念到設計、制造、測試、安裝、調試、運行、維護、老化管理、升級改造和退役。

全國核儀器儀表標準化技術委員會反應堆儀表分技術委員會（SAC/TC 30/SC 2）主要是負責核電廠儀表、控制和電力系統專業領域的國家標準體系建設及國家標準的制修訂及管理工作，對口國際化組織為IEC/TC 45/SC 45A。該技術委員會一直致力于國家標準的體系建設工作。其建設策略是：積極轉化IEC/TC 45/SC 45A標準，同步開展國際標準國家標準制定，積極牽頭修訂國際標準，適時將實施效果好且符合SAC/TC 30/SC 2的范圍的先進行業標準/團體標準及時采信為國家標準。標準涉及基礎、系統設計、設備制造、系統和設備安裝、試驗與維護、退役領域。標準體系框架如圖2所示，標準項目清單如表2所示。

2 核電人工智能國際形勢及面臨的挑戰

2.1 人工智能國際形勢

作為工業4.0時代的核心標簽，人工智能借助新一輪科技革命浪潮，迅速席卷全球，成為引領未來的新興戰略技術。當前各大國際標準化組織正全力構建核能人工智能標準體系，早在2021年，國際原子能機構（IAEA）召開了業界首個人工智能核技術與應用的跨學科論壇，提出了人工智能和核技術融合問題。2023年，IAEA又通過其下屬的四個部門，包括核電工程、核電技術發展、安全評估和信息管理，牽頭組建了六個全球化核電領域人工智能專家工作組。上述工作組的任務是形成核電運行創新網絡（ISOP），建立核電人工智能全球人才庫，支持IAEA的相關項目開展，并發布指導性文件，以推動核電領域人工智能的發展和應用。當前已確認的文件主題包括：核電廠人工智能機遇、人工智能生命周期管理、數據管理、人工智能監管要求以及其他行業應用參考。IEC/ TC 45/SC 45A在2020年啟動了IEC核領域人工智能體系研究工作，并于2023年5月11日發布了首個人工智能報告，即IEC TR 63468《核設施 儀表、控制與電氣系統 人工智能應用》。該報告為核設施人工智能應用標準的制定指引了方向。IEC于2023年還成立了核電人工智能工作組（IEC/ TC 45/SC 45AWG12），該工作組主要負責IEC體系下的核設施人工智能標準的制定。

當前世界各國家和地區紛紛開始制定促進人工智能發展的國家戰略。歐盟發布《2030數字化指南：歐洲數字十年》《升級2020新工業戰略》《人工智能法案》等；美國相繼成立了國家人工智能倡議辦公室、國家AI研究資源工作組等機構，美國核監管委員會（NRC）2023年發布了2023—2027《人工智能戰略規劃》；日本于2021年6月發布“AI戰略2021”；英國于2021年9月發布國家級人工智能新十年戰略[2]。

2. 2 人工智能對核電廠數字化儀控電系統體系構建帶來的挑戰

在過去的二十年，用于核電廠的儀控系統已經從使用以模擬型為主的硬接線組件發展成以數字型為主的多功能系統。這種向數字系統的發展增強了設計的靈活性，增加了系統性能數據的獲取，但也提高了系統本身和整個核電廠對網絡攻擊的敏感度。目前人工智能技術還在快速發展，其標準體系建設和標準制定都尚在起步階段，在標準建設工作中面臨諸多問題和挑戰。

2.2.1 應用呈點狀分布，數據要素基礎性作用不夠

人工智能技術可深入應用于特殊環境下的虛擬測量、面向微弱信號海量數據的甄別處理、實現更高性能的核電廠自動控制、覆蓋全生命周期的設備運維管理、支持預防性維修的模式形成、用于面向異常及事故發生的判定、核電廠運營決策支持、支持網絡安全等有關問題識別與防護、助力人因安全水平的有效提升等，但數字化智能化在核電廠儀控系統的設計和建設階段并沒有統籌考慮并預留功能和實體接口。核電廠儀控系統研發設計、制造、工程、建安、運維等一系列環節各自相對獨立，造成數據資源分散，缺乏數據資源有效利用的基礎，數據資源服務業務和服務化延伸業務探索不足，數據價值未充分發揮國際認可度；同時數據管理責任體系還不健全，數據資源匯聚不足，數據標準仍需加強。

2.2.2 關鍵的原理和基礎性研究不足，關鍵技術存在“卡脖子”

對于自動控制、自動運行、設備故障應用基礎研究有欠缺，傳統檢測數據或實驗室技術成果與數字化智能化融合有欠缺，對數字化和智能化技術提供的無限可能性所引起的管理方式、生產方式、業務流程和數據共享等方法論研究有欠缺，使得數字化智能化應用場景和實現方式受到限制。數字化智能化與芯片、操作系統、數據庫軟件、基礎算法等緊密相連，與各類工業軟件緊密相連，與各類新型感知技術緊密相連。客觀上而言，這部分技術仍面臨諸多“卡脖子”的難點，需要行業中的企業下大力氣取得突破。

2.2.3 工業基礎偏弱，安全可靠性有待進一步加強

相較國外核電企業，國內企業在長期管理經驗、生產過程自動化水平、自動診斷、設備可靠性技術、設備剩余壽命預測技術等研究偏弱。人工智能技術如何保證在核電廠數字化儀控電系統安全可靠的應用，特別是網絡安全、數據安全、人工智能可解釋性、數據的數量和質量、人工智能技術的復雜性等一系列技術挑戰將是核能領域推廣應用以及制定國際標準面臨的主要挑戰。

2.2.4 國際認可度有待進一步提升

人工智能技術具有前沿性和交叉性的特點，制定國際標準需要依賴更多的各國家選派相關技術領域專家參與，推動人工智能標準更具有前瞻性和包容性；人工智能國際標準需要與各國核監管以及法規相匹配，各國在核能領域對人工智能監管治理的理念和框架存在較大差異，但目前各國都在爭奪該領域的話語權，歐盟和美國等在各個國際標準組織中正在擴大影響力，爭相將其本國人工智能輸入人工智能標準中，中國要想主導在該領域的話語權需要付出更多的努力。

3 進一步完善現有的核電廠儀控電標準體系建議

目前，我國在人工智能領域的標準處于領先地位，而發達國家技術研發尚未完成，全球性技術標準尚在編制過程中，我國可以以此為契機，先于其他國家在新的技術標準付諸產業化，并在市場中進行運用和優化，主導制定核儀器儀表領域國際標準，以擴大中國標準國際影響力[3]。

3.1 加強組織管理，提高我國標準國際認可度

一是應鼓勵各界積極參與國際標準化工作，在IEC國際標準化組織中擔任重要職位，在相關國際標準化會議和論壇中發表更多中國標準情況的文章，加快自主制定國家標準的外文版翻譯工作，提高其他國家對我國標準的認可度，可增加IEC/TC45/SC 45A WG 12注冊專家，牽頭或參與制定和討論未來核能人工智能國際標準。二是建議在SAC/TC 30/SC 2中設置人工智能工作組，研究制修訂一批人工智能國家標準；同時根據IEC/TC 45/SC 45A的工作組范圍，擴大SAC/TC 30/SC 2工作范圍，應擴大到負責核設施儀表、控制和電力系統等專業領域全生命周期的標準化工作。三是應推動國標委建立信息交流平臺，實現信息互通和數據共享。推動實現核電鏈上下游數據貫通壁壘，實現設備、設計、建造文件資料的數字化移交。

3.2 重點領域突破，推動開展國際國內標準化工作

一是發揮中國專家擔任IEC/TC 45/SC 45A WG 12工作組召集人的優勢，進一步完善核儀器儀表領域的人工智能標準體系，將中國擬牽頭制定的國際標準提案納入工作組規劃范疇，如《核設施 儀表、控制和電氣系統 網絡安全應用中的人工智能技術》《核設施儀表、控制和電氣系統人工智能應用的可解釋性要求》《人工智能應用于核電廠儀表與控制系統的績效評估》等。二是開展核電廠實時數據分析與預測、人因工程、網絡安全、可解釋性、系統穩定性可靠性、異常檢測和響應、系統驗證和確認、模擬機等方面國際標準和國內標準制修訂工作。三是建議各單位開展安全態勢感知、綜合安全防護系統、數據安全監測預警和應急處置機制研究工作，并同步開展數據安全檢測、評估，防范數據安全風險、網絡安全技術等標準化研究工作。

3.3 加速國際國內人工智能高端人才培養

黨的十八大以來，以習近平總書記為核心的黨中央做出人才是實現民族振興、贏得國際競爭主動的戰略資源的重大判斷，做出全方位培養、引進、使用人才的重大部署，推動新時代人才工作取得歷史性成就、發生歷史性變革。習近平總書記曾明確指出，發展是第一要務、創新是第一動力、人才是第一資源，確立人才引領發展的戰略地位，發揮重大人才工程牽引作用，深化人才發展體制機制改革，激發各類人才創新活力。我們要圍繞重點領域、關鍵環節、共性需求，深入挖掘人工智能在核儀器儀表領域的應用場景，開展技術攻關和試點示范標準化工作；利用國內人工智能自主化技術、信息化技術等社會優質資源，加速培養一批懂核儀器儀表專業知識，精通數字化智能化技術應用的領軍、管理、開發和運維技術人才，形成具備一定規模且長期穩定的國際國內標準化高端人才團隊。

4 結 語

本文從當前的國際國內核電廠儀控電標準現狀出發，針對核電人工智能國際形勢及面臨的挑戰，提出完善核電廠儀控電標準體系建議，進一步加強推薦性國家標準的管理，構建高質量發展的國家標準體系，支撐國內國際標準化建設，充分發揮標準化在推進國家治理體系和治理能力現代化建設中的基礎性、引領性作用。

參考文獻

[1]中共中央，國務院.國家標準化發展綱要[Z].2021.

[2]中國信息通信研究院.人工智能白皮書：No. 202205[R].北京：中國信息通信研究院，2022.

[3]楊羽格，宋明順，余曉，等.制約我國標準聯通“一帶一路”的因素研究[J].標準科學，2022（1）：39-43.

作者簡介

焦麗玲，本科，高級工程師，主要從事我國核電廠儀控電系統和設備標準化科研和管理工作。

（責任編輯：袁文靜）