秦山核电站紧绷安全保障之弦的数字化建设

路沙

秦山核电站是中国自行设计、建造和运营管理的第一座压水堆核电站，基地位于浙江省嘉兴市海盐县，地处华东电网负荷的中心地区。目前，秦山核电基地共有9台运行机组，总装机容量656.4万千瓦，年发电量约500亿千瓦时，是我国核电机组数量最多、堆型最丰富、装机最大的核电基地。

作为核电基地，在应急处置、安全保障、环境监测等方面需要做到高效管理和灵活应对。为此，秦山核电站通过利用大数据、云计算、物联网等新技术、新应用，逐步实现了从传统核电站向智慧型核电站的转型。

大数据平台

实现精准分析和预测

利用大数据平台的分析和预测能力，分析出故障率较高的设备类型，预测出设备故障时间点，那么就能设计出更合理的库存比例和更精准的动态检查计划，进而将运行风险降到最低，安全性能提高的同时还能降低库存和动态检查的成本。

大数据平台可结合ERP、EAM、集采平台等系统中的物料信息、缺陷信息、采购周期信息、供应商评价信息、采购价格、仓储等信息，分析物料/设备采购成本，判断采购决策，减少库存量。同时，利用大数据平台关联分析能力，结合EAM、ERP等系统中的设备缺陷信息、缺陷工单维修信息、采购记录、供应商评价信息，构建设备、缺陷、供应、维修、经验等多维度的分析模型，计算出设备的综合指标，预测出设备可能出现故障的时间点，实现对设备可靠性的分析，提前预防，降低运行风险。

而在实施层面需要从功能架构和技术架构两个层面着手：首先要在功能架构上建立完善的企业级功能架构。秦山核电站目前各部门业务系统已经比较完善，有足够有价值的历史数据可以进行分析和预测，但现阶段这些数据还较为分散、相对独立，集采集、存储、管控、调度监控能力于一体的大数据平台，可以提高数据的综合利用率，打通各部门数据壁垒，帮助其实现“数字化核电”的目标。其次要在技术架构上做到创新而不是替换。大数据平台的建设应该充分利用原有信息化成果，将原有系统和大数据平台技术完美融合，采取利“旧”创“新”的一体化混合式架构，在原有业务功能的基础上，提升生产经营的决策水平。新的混合架构将分为获取、数据、能力、应用四层，数据源经过数据获取层的批量或实时采集进入数据层，数据层分门别类对不同数据进行存储，能力层基于数据存储为核电站提供各种服务，最后应用在核电站具体的业务之中，满足核电站提升设备可靠性、节约成本的内在业务需求。

中核核电运行管理有限公司信息项目处处长马寅军表示： “目前，秦山核电站梳理了业务场景，明确了功能架构，同时确定了可落地的技术方案，明确规划出了未来5年内的大数据中心建设方向，其中对安全生产，降低库存等重要业务场景的实现，不仅对秦山核电站有重要意义，对整个核电行业的发展起到了极大的推动作用。”

云计算平台

提升安全防护能力

秦山核电站使用的虚拟主机、桌面云及应用虚拟化已经取得了一定效果。通过虚拟主机的集群等技术，大大提升了系统的稳定性和安全性，同时桌面云系统和应用虚拟化平台实现了异构环境下的应用体验，保证了终端用户远程操作数据交互的安全性。不过，从这些虚拟化的应用可以看到，虚拟化应用使得数据更加集中，这些数据中包括机密数据和敏感信息，一旦泄露，将会产生巨大的信息安全风险。

不仅如此，受到技术、人才和基础环境的影响，秦山核电云平台存在着以下问题：首先，由于过分依赖国外的云计算技术与平台，难以回避信息泄密风险；其次，数据完整性和保密性保护存在较大风险；再次，由于共享技术的使用以及安全管理方面造成漏洞的风险，云计算环境中的很多虚拟服务器共享着相同的配置，由于人为操作的简单错误配置都有可能造成严重影响；最后，数据残留增加剩余信息保护风险。

为了解决这些问题，秦山核电站通过技术实践经验总结，通过对现有资源的改造和整合，融合自身的基础架构环境，把现有的存储、服务器、网络等硬件捆绑在一起进行兼容性问题测试，逐步融合基础架构，规划适合自身环境的私有云平台。同时，在明确资源共享需求的情况下，高度的虚拟化能够带来高度的资源共享，而此时的虚拟化不仅体现在服务器虚拟化上，还体现在网络、存储和桌面虚拟化上。最后通过对可弹性空间和可扩展空间的考虑实现了按需增加或减少的私有云部署。

应急实时管理系统

打破生死时速

全球范围内的核电站在核应急情况下，由于正常的门禁系统必须打开，厂区内的各个区域人员进出无法自动计数，只能通过人工方式逐一记录，即耗时费力，又无法精确统计，更不能确定还有谁没登记。因此，核电应急领域普遍存在应急时未登记人员位置不清，人数统计不可靠、不完全等一系列难题，这些问题影响了核电应急响应、人员搜救、指挥处理决策等重要工作，是核事故情况下人员安全保障的巨大隐患。

为进一步提高秦山核电站核事故应急状态下的处理决策能力，保障核应急状态下厂区内人员的人身安全，实时获得厂区各个区域内人员数量和具体位置信息将是最重要的应急处理依据。 为此，在2013年，秦山核电站提出了基于现代物联网技术的新一代核电应急人员实时自动管理系统。该系统通过物联网技术进行科技创新，彻底解决国内外核应急时人员安全管理存在的历史性“没有数、数不清、无从找”的一系列老大难问题。

物联网无线射频识别（RFID）及实时定位技术，可以准确有效地实时统计电站内全部人员，包括正常工作人员，临时工作人员和访问者等人数，并能确定他们的实时具体位置信息。在核电应急情况下，该系统能准确实时地将各个厂区的不同控制区域内、厂内全部应急集合区的人员数量和相关信息，已撤离及未撤离人员的动态数量及相关位置信息等，实时提供给核应急的指挥和管理人员，使这些极其重要的应急处理现场人员信息能直观地展现在应急指挥和管理人员面前，实现了核应急情况下厂区内人员位置的实时可视性。通过该系统的使用，在核事故应急状态下，应急中心及各电厂现场指挥中心可实时动态获取各电厂现场应撤离但未撤离人员的数量、位置及从属信息，为人员搜救和对未响应应急事件人员的准确位置确认等提供了重要的技术手段和方法，进而让核电站紧急人员疏散处理达到更高的要求，为应急时人员安全提供了技术保障。