核电站工程建设阶段无线通信技术的应用分析

核电站工程建设阶段无线通信技术的应用分析

乐钊胡淳全

中国核电工程有限公司华东分公司浙江嘉兴314000

摘要：无线通信技术在核电站建设和运行管理等方面具有独有的技术和经济优势。为提高我国核电技术发展的自主化水平，在系统调研国际上核电站无线通信技术应用的现状和发展趋势的基础上，从安全监管、技术和实施等层次对制约无线通信技术应用的若干关键问题进行了探讨。随着应用研究的深入，无线通信技术必将在我国核电行业得到广泛的应用，国内核电站运行的经济性和可用性也将得到进一步的提高。

关键词：核电站；工程建设；无线通信技术；应用

前言

无线通信技术自产生后得到了不断完善，并且可以满足用户多样化的信息需求。而在建设核电站过程中，由于施工区域部分土建结构等的影响，容易出现无法正常接收通信信号的情况而引入无线通信技术能够有效解决信息屏蔽等问题。本文分析了在核电站工程建设阶段引入无线通信技术的作用，并且探讨了无线通信技术的设计方法与具体应用，以此为核电站施工全过程的顺畅通信提供保障。

1核电站工程建设阶段无线通信技术的概述

无线通信技术尤其是射频无线技术的进步促进了移动通信和无线局域网的普及，同时也推动了工业无线技术的飞速发展。2006年，艾默生公司推出了将无线技术与HART总线技术有效集成的SmartWireless(智能无线)产品；2007年，霍尼韦尔发布了OneWireless的工业无线解决方案。多家通信行业供应商也认准工业无线技术的市场潜力，推出了各具特色的工业应用产品。摩托罗拉公司凭借通信领域的技术积累，致力于将其MEA技术推广到工业应用领域；思科和尘埃网络公司联合推出了SecureWirelessPlant工业无线技术产品，充分发挥前者在无线通信领域的技术优势和后者丰富的工业现场经验。核能作为清洁、高效的绿色能源，对保护环境、改善能源结构、满足我国日益增长的能源需求等均具有重要意义。在此背景下，跟踪国际上核电站无线技术应用的最新进展，并前瞻性地针对无线技术核电工程应用的关键问题进行探讨，这对推动我国全面开展相关应用研究、引领相关技术发展方向和提升我国核电技术发展的自主化水平具有积极的意义。

2制定无线通信技术总体规划

核电站工程与其他项目相比存在一定的特殊性，一般核电站均建在较为偏僻的地方，工期长且涉及范围广泛，而不同环境与地域中信号的接收情况存在差异，这样建设全过程保障畅通的通信就存在较大难度。在核电站建设阶段若出现通信“空白期”，可以借助移动运营商提供的信息资源，通过该渠道保障通信信号进入施工指定区域，并需要在了解施工现场通信环境的基础上，制定建设无线通信技术的总体规划[1]。若建设阶段有较多的施工需求，就需要依据核电站施工规范来选择确定合理的建设方案，并认真审查其中的细节，譬如怎样接入无线等。在建设阶段若通信正常且施工条件均成熟，也存在由于施工的深入出现信号被建筑物屏蔽的问题。面对这些情况可以根据现场条件，通过敷设通信光缆等方式来保障正常通信。若现场条件不允许，可以增加无线接收设备等来增强信号。

在核电站建设阶段出现通信中断的情况，若无法明确未完成建筑的埋设管道或者线路，可以选用无线通信技术来维持通信。若建设过程中所有建筑通道等已经基本完工，则可以使用有线通信方式，无需使用无线通信技术，同时，此时无线与有线通信可以联合使用。

3关键问题

第一，监管层次。核安全监管部门相关标准、导则和规范的制定是无线技术在核电站及其他核设施广泛应用的必要前提。新兴技术的应用在一定程度上是对核安全监管部门监督管理能力的考验。监管部门需要具有对新技术安全性、可靠性和潜在风险进行评估的相应能力，进而制定相关标准、规范和导则，以确保核电站的安全可靠运行[2]。面对新兴技术的挑战，核安全监管部门应积极应对而非保守避让。我国核安全监管部门有责任也有义务加强对无线技术的应用研究，并及早制定相应的标准、导则和规范。

第二，技术层次。技术层次问题指无线技术本身，包括电磁场理论、天线技术、信道编码、扩频和多址接入以及拓扑控制等多方面的问题。目前，无线技术已经渗透到日常生活的各个方面，在石油化工等重要工业领域也到了广泛应用，故其在技术层次上是基本成熟的。

4核电站工程建设阶段无线通信技术的应用

4.1核电站中建设无线通信技术的具体方法

（1）引入4G通信网络。当前应用较多的无线通信以手机通信为主，并将智能手机作为信息终端。在核电站建设中可以引入4G通信网络，并与核电站相关设施一起进行线路敷设，并设置在核电站附近。在核电站施工区域外可以建立通信基站，并通过路由器等向附近基站传递信息，然后以无线发射的形式覆盖基站周围区域。这样核电站内的施工人员借助手机等移动终端，可以很快获取通信信号，进而保障顺畅通信[3]。（2）实现基站通信。若核电站施工区域与移动运营商或者通信基站之间的距离较远，或者核电站附近无线信号比较弱，可以在基站与基站之间进行无线信号传输，并在信号较弱区域的中心增设基站，通过多个基站之间互传信号的方式覆盖施工区域，保障核电站厂区能够正常传递信号。（3）施工后期的无线通信。在核电站施工后期，由于厂区内建筑的阻挡等导致信号无法正常接收，并且核电站内部的建筑结构较为复杂，可以借助附近的基站来增强移动运营商提供的信号，在核电站出入口多设置一些信号接收器，通过这些接收器增强接收信号，并在接收器处设置电缆线，让核电站内部的每一个区域均能够接收到信号。也可以通过路由器来放大信号，让无线信号在每一个房间内正常传输。

4.2注重核电站建设中无线通信技术的特性

核电站是复杂的工程系统，其运行和管理要求所布置的无线系统能满足多种需求。语音通信要求保证通信的实时性;视频安保监控需要高带宽，但对实时性要求则低于语音通信。此外，随着技术进步和应用经验的积累，可能需要将已安装的无线系统应用于新的领域，因此，要求系统有良好的可扩展性和可升级性。根据核电站多种应用需求选择适用的无线技术标准是一个综合评估的过程。根据相关研究和工业应用经验，在评估过程中应重点考虑技术成熟性、网络安全性、可靠性、扩展性、兼容性和实时性等因素。

4.3核电站建设中无线通信技术的具体应用

在核电站建设中引入无线通信技术，需要达成的通信目标包括：（1）符合核电站安全保障方面的需求；（2）为施工现场的工作人员提供通信支持；（3）保障事故发生后信息的迅速传递，并在第一时间内发现并解决问题。当前在核电站建设阶段，无线通信技术的主要应用体现在通信基站、报警电话以及临时通信系统等方面。施工区域内采用必要的测试设备选择基站建立点，然后依据安全设计标准在核电站内外建立通信基站，进而保障该区域信号的完全覆盖。各个基站之间可以进行4G无线信号的传输，而施工人员可以通过手机等接收信号，进而保障施工阶段的通信正常。在核电站施工阶段依据核电安全的相关要求，必须在施工区域设置必要的报警装置。这样在发生事故后能够尽快进行应急处理，以减少不必要的损失。由于施工后期在核电站设置较多报警装置不利于项目的开展，这样可以采用无线通信技术来设置无线报警电话，以无线通信的方式在各部门与施工区域之间传递重要信息。

5总结

无线技术在核电站的应用能够降低布线成本、简化工程设计、减少现场人员所受辐照，加强安保监控、实施全面的电厂寿命管理，并为有线系统提供多样化后备。出于安全考虑，核电行业一直对新兴技术持保守态度。为推动新兴无线技术在核电站的深入应用，从安全监管、技术和实施等层次对制约无线通信技术应用的关键问题进行了研究。

参考文献：

[1]李亮亮,张叶峰.关于核电站无线通信系统的技术选型[J].科技资讯,2015,13(30):6-7.

[2]倪昕玮.无线通信技术在核电站工程建设阶段的应用[A].人民邮电出版社电信科学编辑部,2016:3.

[3]甘伟.无线通信技术在核电站的应用[A].中国电机工程学会电力信息化专业委员会,2016:4.