核电厂备用应急指挥系统及主备切换方法与流程

本发明属于核事故应急领域，具体涉及一种核电厂应急指挥系统、主用应急指挥系统向备用应急指挥系统以及备用应急指挥系统向主用应急指挥系统进行切换的方法。

背景技术：

核电厂应急指挥系统是部署于核电厂应急指挥与行动中心的应急指挥与响应的专设网络、设备、软件的集合。

根据我国核安全相关的标准导则要求，核电厂应急指挥与行动中心主要担负应急响应期间的应急控制(指挥)、技术支持、运行支持等主要职责和功能。为满足以上要求，作为应急指挥与行动中心的重要组成部分，应急指挥系统可提供数据传输、监控预警、实时通讯、事故推演、指挥调度、评价决策等应急准备和响应的关键功能。

在某些极端情况下，如事故(火灾、爆炸、恐怖袭击等)、自然灾害(地震、台风等)、人为事件(加固维修等)等可能引发应急指挥与行动中心主备电源丧失，从而导致应急指挥系统整体不可用，且短时间内无法恢复。针对此类情况，需要在应急指挥与行动中心外的备用设施内建立一套备用应急指挥系统，在主用系统不可用的情况下，可快速切换，不依赖于主用系统部件而独立运行应急响应与指挥的最小关键功能。

技术实现要素：

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷以及达到上述目的，本发明的目的是提供一种核电厂备用应急指挥系统，其能够实现与主用应急指挥系统之间的快速切换。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种核电厂备用应急指挥系统，包括：

备用通信链路，其用于传输数据；

主备通信控制模块，其用于切换通信的主备模式；

备用场内数据采集模块，其用于采集机组工况数据、环境监测和气象观测数据以及模拟机数据；

备用应急数据库，其用于存储应急业务数据和由所述备用场内数据采集模块采集到的数据；其中应急业务数据主要指应急相关的人员、组织、资源、文档、命令、态势等业务类型的数据，用于支撑应急软件平台的各项功能。

备用场外数据传输模块，其用于通过所述备用通信链路将所述备用应急数据库中的关键安全数据向场外传输；其中关键安全数据为由所述备用场内数据采集模块采集到的数据的关键子集；

备用应急指挥软件平台，其用于对所述备用应急数据库中的数据进行管理和共享，并进行状态监控预警和应急指挥；

备用应急专家软件平台，其用于评估事故造成的影响；

应急数据补登模块，其用于在主用应急指挥系统恢复后，将备用应急指挥系统运行期间的数据补登至主用应急指挥系统。

根据本发明的优选实施方面，所述备用通信链路包括：

备用kns系统通信链路，其用于在备用情况下传输机组工况数据，链路数量为n，n为实际的kns系统数量；

备用krs系统通信链路，其用于在备用情况下传输环境监测和气象观测数据，链路数量为1；

备用模拟机系统通信链路，其用于在备用情况下传输模拟机工况数据，链路数量为m，m为实际的模拟机数量；

备用场外数据通信链路，用于在备用情况下向场外传输关键安全数据。

kns：核电厂实时信息监控系统(real-timeinformationmonitoringsystem)；

krs：核电站厂区辐射和气象监测系统(siteradiationandmeteorologicalmonitoring)。

根据本发明的优选实施方面，所述主备通信控制模块包括：

kns通信控制模块，其用于切换kns通信的主备模式；

krs通信控制模块，其用于切换krs通信的主备模式；

模拟机通信控制模块，其用于切换模拟机通信的主备模式；

场外通信控制模块，其用于切换场外通信的主备模式。

根据本发明的优选实施方面，所述备用场内数据采集模块包括：

备用机组工况数据接收模块，其用于通过备用kns系统通信链路实时接收上游kns系统发送的机组工况数据；

备用环境监测和气象观测数据采集模块，其用于通过备用krs系统通信链路实时采集环境监测和气象观测数据；

备用模拟机数据采集模块，其用于通过模拟机系统通信链路实时采集模拟机数据。

根据本发明的优选实施方面，所述备用应急专家软件平台包括：

备用堆芯损伤评价模块，其用于分析评价事故情况下堆芯的损伤状态；

备用源项分析计算模块，其用于分析计算事故情况下放射性物质的释放源项；

备用事故后果评价模块，其用于模拟预测放射性物质在周边环境的空间、时间分布特征和对公众的剂量影响；

备用操作干预水平辅助决策模块，其用于基于操作干预水平，并结合环境测量数据分析并给出场外公众防护行动建议。

本发明还提供了一种核电厂应急指挥系统由主用向备用切换的方法，该切换方法包括如下步骤：核电厂发出系统切换指令；记录切换时间点t0；启动备用应急数据库；将主备通信控制模块切换至备用模式：启动备用场内数据采集模块；启动备用场外数据传输模块，通过已接入的备用场外数据通信链路，向场外实时传输数据；启动备用应急指挥软件平台、启动备用应急专家软件平台；备用应急指挥系统启动完成。

根据本发明的优选实施方面，所述主备通信控制模块切换至备用模式包括如下步骤：kns通信控制模块切换至备用模式，主用kns系统通信链路断开，备用kns系统通信链路接入；krs通信控制模块切换至备用模式，主用krs系统通信链路断开，备用krs系统通信链路接入；模拟机通信控制模块切换至备用模式，主用模拟机系统通信链路断开，备用模拟机通信链路接入；场外通信控制模块切换至备用模式，主用场外通信链路断开，备用场外数据通信链路接入。

根据本发明的优选实施方面，所述启动备用场内数据采集模块包括如下步骤：启动备用机组工况数据接收模块，通过已接入的备用kns系统通信链路实时接收上游发送的机组工况数据；启动备用环境监测和气象观测数据采集模块，通过已接入的备用krs系统通信链路实时采集环境监测和气象观测数据；启动备用模拟机数据采集模块，通过已接入的模拟机系统通信链路实时采集模拟机数据。

本发明还提供了一种核电厂应急指挥系统由备用向主用切换的方法，该切换方法包括如下步骤：核电厂发出系统切换指令；记录切换时间点t1；启动主用应急指挥系统相关模块；将主备通信控制模块切换至主用模式；应急数据补登模块将t0-t1时间段的备用应急数据库中数据补登至主用应急指挥系统中；主用应急指挥系统切换完成。

根据本发明的优选实施方面，主备通信控制模块切换至主用模式包括如下步骤：kns通信控制模块切换至主用模式，备用kns系统通信链路断开，kns系统通信主链路接入；krs通信控制模块切换至主用模式，备用krs系统通信链路断开，krs系统通信主链路接入；模拟机通信控制模块切换至主用模式，备用模拟机系统通信链路断开，模拟机系统主链路接入；场外通信控制模块切换至主用模式，备用场外通信链路断开，场外通信主链路接入。

由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本发明的有益之处在于：

1)本发明中备用应急指挥系统单独布设于备用应急设施内，可不依赖于主用应急指挥系统独立运行，其运行不受应急指挥中心和主用应急指挥系统的状态影响；

2)本发明有效解决了系统切换中关键数据丢失的问题，切换过程中应急数据补登模块实现了数据的补登，确保了关键数据的完整性和一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中核电厂应急指挥系统主备架构逻辑示意图；

图2为本发明实施例中核电厂应急指挥系统主备快速切换方法流程示意图；其中左图：主用向备用切换，右图：备用向主用切换。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1核电厂备用应急指挥系统

参见附图1，本实施例中的主备架构包括主用应急指挥系统以及备用应急指挥系统。其中，主用应急指挥系统：以现有的应急指挥系统及其通信链路作为主用系统，该主用系统为主备架构的组成部分之一，但其内部结构为现有本领域的常规选择，其也并非本发明内容。

备用应急指挥系统：其用于实现应急指挥系统的最小关键功能，主要包括以下结构：

1)备用通信链路：主要包括

备用kns系统通信链路，其用于在备用情况下传输机组工况数据，链路数量为n，n为实际的kns系统数量；

备用krs系统通信链路，其用于在备用情况下传输环境监测和气象观测数据，链路数量为1；

备用模拟机系统通信链路，其用于在备用情况下传输模拟机工况数据，链路数量为m，m为实际的模拟机数量；

备用场外数据通信链路，其用于在备用情况下向场外传输关键安全数据。

在实际应用中，以上备用通信链路一般由通信电缆(光缆、尾纤、双绞线等)及网络设备(交换机、路由器、防火墙等)等组合实现。

2)主备通信控制模块：主要包括

kns通信控制模块，其用于在关键状态变化时切换kns通信的主备模式；

krs通信控制模块，其用于在关键状态变化时切换krs通信的主备模式；

模拟机通信控制模块，其用于在关键状态变化时切换模拟机通信的主备模式；

场外通信控制模块，其用于在关键状态变化时切换场外通信的主备模式。

在实际应用中，以上主备通信控制模块一般由网络设备、通信控制软件等软硬件组合实现。

3)备用场内数据采集模块：主要包括

备用机组工况数据接收模块：其通过备用kns系统通信链路实时接收上游kns系统发送的机组工况数据；

备用环境监测和气象观测数据采集模块：其通过备用krs系统通信链路实时采集环境监测和气象观测数据；

备用模拟机数据采集模块：其通过模拟机系统通信链路实时采集模拟机数据。

在实际应用中，以上备用场内数据采集模块一般由网络设备、服务器、数据接收/采集软件等软硬件组合实现。

4)备用场外数据传输模块：其通过备用场外数据通信链路，向场外实时传输关键安全数据(包括关键的机组工况数据、环境监测数据等)。

在实际应用中，备用场外数据传输模块一般由网络设备、服务器、数据传输软件等软硬件组合实现。

5)备用应急数据库：其用于在备用情况下存储应急数据，包括实时采集的各类工况、监测数据和应急业务数据。

在实际应用中，备用应急数据库一般由网络设备、服务器、数据库管理软件等软硬件组合实现。

6)备用应急指挥软件平台：作为整个备用应急指挥系统的门户，备用应急指挥平台通过人机界面提供应急响应期间的数据管理共享、状态监控预警、应急信息综合、系统管理维护等最小关键功能。

在具体的实施例中，备用应急指挥软件平台一般由网络设备、服务器、应急指挥软件系统、终端外设等软硬件组合实现。

7)备用应急专家软件平台：主要包括

备用堆芯损伤评价模块：其用于分析评价事故情况下堆芯的损伤状态；

备用源项分析计算模块：其用于分析计算事故情况下放射性物质的释放源项；

备用事故后果评价模块：其根据用于模拟预测放射性物质在周边环境的空间、时间分布特征和对公众的剂量影响；

备用操作干预水平辅助决策模块：基于操作干预水平，结合环境测量数据分析并给出场外公众防护行动建议。

在实际应用中，备用应急专家软件平台一般由网络设备、工作站、应急专家软件、终端外设等软硬件组合实现。

8)应急数据补登模块：待主用系统恢复后，可将备用系统运行期间的关键数据补登至主用系统。

在具体的实施例中，应急数据补登模块一般由工作站、应急数据补登软件等软硬件组合实现。

实施例2核电厂应急指挥由主向备的快速切换方法

如图2所示，基于实施例1中的主备架构，本实施例给出了核电厂应急指挥由主向备的快速切换方法，主要包括如下步骤：

1.主用应急指挥系统整体不可用，且短期内无法恢复，满足备用系统启用的入口条件，核电厂发出系统切换指令；

2.记录切换时间点t0；

3.启动备用应急数据库；

4.主备通信控制模块切换至备用模式，子步骤如下：

4.1kns通信控制模块切换至备用模式，主用kns系统通信链路断开，备用链路接入；

4.2krs通信控制模块切换至备用模式，主用krs系统通信链路断开，备用链路接入；

4.3模拟机通信控制模块切换至备用模式，主用模拟机系统通信链路断开，备用链路接入；

4.4场外通信控制模块切换至备用模式，主用场外通信链路断开，备用链路接入；

5.启动备用场内数据采集模块，子步骤如下：

5.1启动备用机组工况数据接收模块，通过已接入的备用kns系统通信链路实时接收上游发送的机组工况数据；

5.2启动备用环境监测和气象观测数据采集模块，通过已接入的备用krs系统通信链路实时采集环境监测和气象观测数据；

5.3启动备用模拟机数据采集模块，通过已接入的模拟机系统通信链路实时采集模拟机数据；

6.启动备用场外数据传输模块，通过已接入的备用场外数据通信链路，向场外实时传输关键安全数据；

7.启动备用应急指挥软件平台；

8.启动备用应急专家软件平台；

9.备用应急指挥系统启动完成。

实施例3核电厂应急指挥由备向主的快速切换方法

如图2所示，基于实施例1中的主备架构，本实施例给出了核电厂应急指挥由备向主的快速切换方法，主要包括如下步骤：

1.主用应急指挥系统整体恢复，核电厂发出系统切换指令；

2.记录切换时间点t1；

3.启动主用应急指挥系统相关模块；

4.主备通信控制模块切换至备用模式，子步骤如下：

4.1kns通信控制模块切换至主用模式，备用kns系统通信链路断开，主链路接入；

4.2krs通信控制模块切换至主用模式，备用krs系统通信链路断开，主链路接入；

4.3模拟机通信控制模块切换至主用模式，备用模拟机系统通信链路断开，主链路接入；

4.4场外通信控制模块切换至主用模式，备用场外通信链路断开，主链路接入；

5.应急数据补登模块将备用应急数据库中(t0，t1)时间段数据补登至主用应急指挥系统中；

6.主用应急指挥系统切换完成。

本发明中的核电厂应急指挥系统的主备架构和快速切换方法，主要具备以下优势：

1)本发明中所述备用应急指挥系统单独布设于备用应急设施内，可不依赖于主用应急指挥系统独立运行，其运行不受应急指挥中心和主用应急指挥系统的状态影响；

2)本发明中基于所述主备架构的切换方法快速便捷，可在较短时间(0.5小时)内完成系统切换，保证了核电厂应急响应指挥能力的持续有效；

本发明有效解决了系统切换中关键数据丢失的问题，切换过程中应急数据补登模块实现了数据的补登，确保了关键数据的完整性和一致性。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。