海阳核电厂辐射防护配发系统智能化管理可行性研究

李河

山东核电有限公司，烟台， 265116

摘要：本文对海阳核电厂辐射防护配发系统智能化管理可行性进行了研究分析，基于海阳核电厂辐射控制区配发目前采用“证件换钥匙取剂量计”的人工发放流程现状及AP1000电厂RCA出入口设计特点，详细分析了辐射防护配发系统智能化管理的经济性、自主性及必要性，对海阳核电厂辐射防护配发系统智能化管理可能面临的一些挑战及改进措施进行探讨，包括优化RCA进出流程，提高人员通行效率、实现配发工作智能化、简单化、无人化。通过对海阳核电厂辐射防护管理工作进行不断优化改进，持续提升电厂的辐射防护管理水平和绩效。

关键词：AP1000核电厂 辐射防护 智能配发系统 管理绩效提升

1. 概述

目前海阳核电厂电子个人剂量计（下称EPD）、冷更衣间更衣柜钥匙的配发采用RP证件换取仪表和钥匙的人工配发流程，需要人工24小时值班进行配发，效率低，易造成人工发放时因人因失误发错仪表和钥匙等情况，大修期间人员较多工作量大，更容易发生此类情况。热释光剂量计（下称TLD）的配发采用仪表架自取的方式，不利于管理和统计，也存在工作人员未及时归还丢失剂量的情况。红橙区钥匙管控和便携式仪表的管理也是人工登记和取用，同样存在人因失误，效率低，管控统计不便等问题。

智能自助配发系统已广泛应用于核电厂工作人员进入辐射控制区后自助领取EPD、TLD及更衣柜钥匙自助配发，可以很好的避免因传统人工配发导致的各种人因失误的发生，工作效率和工作质量都是由系统的逻辑模型和计算方法的科学性决定的，因此配发效率高，错误率极低，还能节省人力物力，强化辐射控制区的管理，工作人员在领取钥匙和仪表时节约时间，提高自身的工作效率。

2. 必要性及可行性分析

2.1 辐射控制区仪表和钥匙、TLD配发情况

目前海阳核电厂辐射控制区的进出流程，是工作人员凭借辐射工作许可证（RP证）在40350辐射防护吧台换取EPD和冷更衣柜钥匙，之后穿戴好辐射防护八件套后进入辐射控制区工作。出控制区过C1和C2门口，将EPD等辐射防护物品归还辐射防护吧台。TLD配发是员工与TLD一对一绑定，在092门岗预备大量TLD，对于长期未进入控制区员工的TLD也需要进行两个月一次的测度，加大工作量，属于无效工作。布置TLD智能配发柜后，TLD的配发会与进入控制区工作人员进行周期性的绑定，不用再准备多余的TLD，同时减少无效化的测量工作。

2.2 必要性分析

目前，EPD等仪表的借用与归还，均采用人工配发模式，流程存在较多弊端，例如：

（1）人工发放占用人力物力资源，同时海阳核电厂24小时连续运行，发放人员需要24小时值班，按照现有人员配备，发放人员两台机组共6人，三班两倒，强度大，容易发生第一时间不能识别仪表或钥匙发错及未收回的情况。

（2）因冷更衣间与热更衣间分开布置，单次取还流程复杂，导致工作人员及发放人员均需要至少4次往返完成取还操作。效率较低，如大修期间工作人员突然增多，容易出现拥堵现象，造成工作人员无法快速入场，易耽误人工时。

（3）需要安排人员定期检查EPD、仪表和钥匙的丢失情况，若不能及时发现丢失物品，后续在查找时工作强度较大，因机组状态不同，甚至有些场所无法进行寻找。

（4）缺乏设备发放历史数据的记录，无法对EPD和更衣柜钥匙的发放进行动态分析和评估，同时也难以对辐射控制区的工作行进针对性的管理和改进

（5）冷更衣间的更衣柜存在被人长期占用情况。

2.3 可行性分析

通过调研宁德核电厂、三门核电厂和防城港核电厂等，目前TLD＆EPD智能配发系统技术成熟，设备使用简单便捷，故障率低。智能钥匙配发系统海阳核电厂运行处已在使用，可满足工作使用需求。海阳核电厂辐射防护智能化管理改造可在吸取各家电厂经验的基础上更好的开展，具备改造的条件。

3. 方案探讨

3.1 EPD智能自助配发系统

3.1.1设计思路

根据需求，设计一套自助配发系统，在已有个人信息管理系统基础上，利用刷卡、指纹识别或人脸识别技术，自动识别人员身份，根据人员授权自助配发EPD，能自助回收EPD、并跟踪状态，具备相应的系统监控、统计分析、报表打印等工作，并且能够自动对配发柜进行管理。系统包括身份识别装置、智能存储柜及物品发放管理系统等。每个EPD均绑定一个电子化智能标签（智能栓），通过智能栓对EPD进行锁定和识别，归还的EPD通过智能栓来判断是否归还到位。

3.1.2设计方案

在海阳核电厂1#和2#机组40350各布置1套EPD智能自助配发柜系统，储存EPD共计720个，在SRTF布置1套，储存EPD共计90个，可满足现场需要。EPD柜具有EPD的储存、识别和锁定功能，每个EPD柜分为上下两个柜体，柜体中间镶嵌一台控制主机，控制主机提供多种身份识别方式（刷卡、人脸识别、密码等），同时提供语音提示和状态显示。控制主机运行自助配发系统客户端软件以实现员工身份识别、柜门控制逻辑、与服务端交互信息等。每个 EPD 柜的上下柜体相对独立，可以指定不同的配发策略。单个EPD柜的默认存储和发放容量为90个EPD。系统单独配备一套控制柜，控制柜包含服务器、交换机及UPS。控制柜将所有的EPD柜互联，实现对所有 EPD 柜的控制和管理，同时控制柜与海阳核电的DMS系统互联，以实现对工作人员身份和权限的识别。控制柜可以根据需要配备相应的UPS电源，在系统断电情况下，不影响业务的正常进行。

3.1.3系统结构

自助配发系统基于IP网络设计，EPD柜控制终端通过TCP/IP与控制柜中央主机（系统服务器）进行交互通信。中央主机可控制系统内所有柜门状态，记录人员使用信息，与DMS系统进行数据接口获取人员信息，管理不同人员、不同智能柜的使用逻辑等。管理人员可通过系统管理终端对系统进行管理、报表打印、查询使用状态等操作。系统结构示意图1-1，如下：

图1-1

3.1.4 EPD的取用

工作人员首先在存放EPD的智能柜上刷指纹/证件/人脸识别，EPD智能柜自动识别工作人员身份，并查询已有的辐射工作人员信息数据库，在确认工作人员身份之后，根据查询已有的DMS系统所得到的工作人员权限进行不同的处理，若可以进入辐射控制区，工作人员是否已经取过EPD（未归还），若未取 EPD，则自动配发一个EPD给工作人员，在信息屏上给出应取的EPD 的位置信息，同时根据 EPD 上绑定的智能栓的信息，在信息显示屏上提示已经分配的更衣柜位置信息，同时自动释放智能柜柜门锁，释放EPD智能栓锁并点亮位置提示灯，此时工作人员可以取走EPD和智能栓。若工作人员已经取走EPD且尚未归还，则系统不再分EPD给该工作人员，EPD柜门锁不会释放，信息屏给出相应的信息提示，若工作人员没有权限携带EPD，系统自动给出提示。

3.1.6 EPD的归还

工作人员到更衣室更换普通工作服后，无需再次进行身份识别认证，直接到EPD智能柜刷智能栓即可进行EPD的归还。若所归还的EPD不在当前的智能柜，智能柜信息显示屏会自动给出应当归还的位置。

3.1.7异常处理

系统设置24小时未归还报警系统，系统会根据需求检测已分配的柜位内的设备是否已经归还，可以在自助分发系统客户端根据需要实时统计当前未归还的设备的相关信息，也可以按照已经分配的时长进行统计，对超过给定的时长人员进行统计，并生成统计报告。

当工作人员已经放回所携带的EPD/智能栓，系统会自动解除此工作人员与本柜位的绑定。若工作人员尚未到更衣柜更换衣服，此时可以到管理员处，管理员通过自助分发系统客户端进行相应的处理。

3.2 TLD智能自助配发系统

3.2.1设计思路

根据需求， TLD自主配发系统与EPD智能系统类似，但不同之处在于，EPD的配发为随机配发，不与工作人员绑定。而TLD智能自助配发柜在一个周期内初次领取后，该工作人员信息与此TLD绑定。待两个月的测度后，重新解绑。

3.2.2设计方案

在092门岗人员通道两侧布置3套TLD智能自助配发柜系统，共计480个TLD，可满足现场需要。TLD柜同样具有TLD的储存、识别和锁定功能，柜体和控制主机与EPD相同，单个TLD柜的默认存储和发放容量为160个。系统单独配备一套控制柜，控制柜包含服务器、交换机及UPS。控制柜将所有的TLD柜互联，实现对所有TLD柜的控制和管理，同时控制柜与海阳核电厂的DMS系统互联，以实现对工作人员身份和权限的识别。控制柜可以根据需要配备相应的UPS电源，在系统断电情况下，不影响业务的正常进行。

3.2.3 TLD的取用

工作人员首先在092门岗存放TLD的智能柜上刷指纹/证件/人脸识别，TLD智能柜能够自动识别工作人员身份，并查询已有的辐射工作人员信息数据库，在确认工作人员身份之后，根据查询DMS系统所得到的工作人员权限进行不同的处理，若可以进入厂区，工作人员是否已经取过TLD（未归还），若未取TLD，则自动配发一个TLD给工作人员，在信息屏上给出应取的TLD的位置信息，同时在测度周期内将该TLD与员工绑定，自动释放智能柜柜门锁，释放TLD智能栓锁并点亮位置提示灯，此时工作人员可以取走TLD及智能栓。若工作人员已经取走TLD且尚未归还，则系统不再分TLD给该工作人员，TLD柜门锁不会释放，信息屏给出相应的信息提示，若工作人员没有权限携带TLD，系统会自动给出提示。

3.2.4 TLD的归还

工作人员到092门岗后，无需再次进行身份识别认证，直接到TLD智能柜刷智能栓即可进行TLD的归还。若所归还的TLD不在当前的智能柜，智能柜信息显示屏会自动给出应当归还的位置。

3.2.5异常处理

系统设置48小时未归还报警系统，系统会根据需求检测已分配的柜位内的设备是否已经归还，可以在自助分发系统客户端根据需要实时统计当前未归还的设备的相关信息，也可以按照已经分配的时长进行统计，对超过给定的时长人员进行统计，并生成统计报告。

3.3 智能仪表柜系统

3.3.1设计思路

在1#机组和2#机组以及外围SRTF的辐射防护值班台布置一台智能仪表柜系统。工作人员在刷卡通过三角闸后，在智能仪表柜前凭借刷卡/人脸识别自助借取辐射防护仪表（RDS-30）。

3.3.2设计方案

按照需求，每个机组布置1套智能仪表柜系统，可储存60个RDS-30，外围SRTF辐射防护值班室布置1套,可储存60个RDS-30。智能仪表柜同样具有储存、识别和锁定功能，系统单独配备一套控制柜，控制柜包含服务器、交换机及UPS。控制柜将所有智能仪表柜互联，实现对所有智能仪表柜的控制和管理，同时控制柜与海阳核电厂的DMS系统互联，以实现对工作人员身份和权限的识别。控制柜可以根据需要配备相应的UPS电源，在系统断电情况下，不影响业务的正常进行。

3.3.3智能仪表柜的使用

工作人员根据工作内容，在辐射控制区吧台旁通过刷卡/人脸识别借取辐射防护仪表（RDS-30），根据打开的柜门，直接领取RDS-30即可。

3.3.4异常处理

系统设置24小时未归还报警系统，系统会根据需求检测已分配的柜位内的设备是否已经归还，可以在自助分发系统客户端根据需要实时统计当前未归还的设备的相关信息，也可以按照已经分配的时长进行统计，对超过给定的时长人员进行统计，并生成统计报告。

3.4 智能更衣柜系统

根据需求，1#和2#机组各需要550个更衣柜， SRTF需要72个更衣柜，共1172个更衣柜。每110个更衣柜为一组，采用一个终端控制。可直接购买与EPD智能配发系统配套的更衣柜。工作人员自助取得EPD后，EPD上绑定的智能栓即可作为更衣柜的电子钥匙，根据智能栓上的编号，找到相应的更衣柜柜门，在识读区刷智能栓即可打开更衣柜柜门。

考虑到部分工作人员中途需要取物但不归还更衣柜的情况，系统设置中间取物的功能。智能更衣柜内部采用红外检测装置，若此时更衣柜内仍有物品，则与使用人员继续绑定，其他人无法使用，避免丢失个人物品。

当工作人员已经放回所携带的EPD/智能栓，系统会自动解除此工作人员与本柜位的绑定。若工作人员尚未到更衣柜更换衣服，此时可以到管理员处，管理员通过自助分发系统客户端进行相应的处理。

3.5 智能红橙区钥匙柜系统

在1#机组和2#机组的40350房间各布置1套（100柜位）智能红橙区钥匙柜系统，SRTF辐射防护值班室布置1套（50柜位）智能红橙区钥匙柜系统。工作人员通过刷卡的方式借取红橙区钥匙。因红橙区钥匙特殊性，借取时需要管理人员授权，该系统具备远程授权功能，若管理人员不在现场时，可通过远程授权同意借取红橙区钥匙。

4. 建议方案

综上分析，海阳核电厂辐射防护配发系统智能化管理改造建议方案如下：

5. 展望

海阳核电厂上线智能自助配发系统，可以结束多年来传统的人工发放流程，实现出入控制区智能自助式管理，提高工作人员进出辐射控制区的效率和工作效率，节约人工时，有效避免了由于人为失误出现发错钥匙和仪表等情况。同时配合40350的实时监控系统，提高EPD和辐射防护仪表配发的准确性和安全性。智能自助配发系统可减少钥匙发放人员共7人，节省了人工费用，每年两台机组最少可节约60万。未来随着科学技术的不断发展，这套系统也能及时更新，对智能化电厂的建设起到积极作用。

参考文献

1. 钟鸣，谭玲龙，刘永杰，耿利新，温作腾.宁德核电站控制区智能配发系统[J],辐射防护通讯,2019(39):2

2. 中广核（深圳）辐射监测技术有限公司.控制区智能配发系统手册[Z].2018.

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