关注核电站安防应用及技术趋势

 

自2012年中国重启核电建设项目以来，支持核电发展的政策进入了密集发布期。针对核电的发展，国家出台了《核安全与放射性污染防治“十二五”规划及2020年远景目标》、《中国的能源政策(2012)》白皮书等指导核电发展的政策。2012年10月24日，国务院通过了《核电安全规划(2011-2020年)》（下称“核安全规划”）和《核电中长期发展规划（2011-2020年）》，明确指出要恢复核电正常建设。2012年12月21日，全球首座第四代核电技术商业化示范项目华能山东石岛湾高温气冷堆核电示范工程开工；12月27日，江苏田湾核电站二期工程开工；在此之前的一个月，广东阳江四号核电机组以及福建福清四号核电机组也相继开工。中国核电站建设掀起一轮的高峰，从而也引发了对安防系统的巨大需求。

 

据在核电安防项目中有丰富经验的霍尼韦尔安防陈静锋介绍，通过与核电站以及设计院的多次合作发现，核电站安装安防系统的主要目的是针对敌对分子和不法团伙的入侵，进行一些有效的探测、监视、报警，预防和制止对核电厂造成破坏的行为，提供一些必要的条件和保障来为核电营造一个安全可靠的运行环境。整个核电安防其实需要的是一个实物保护系统，在实物保护系统中包括监控系统、门禁系统、报警系统和集成管理系统。

 

对于核电站的安防应用，施耐德电气张洁宇补充到，核电安防系统会根据核电各级被防护的对象设立不同的防护等级，将全面防护和局部纵深防护相接合，从而保证系统先进、可靠、适用，构建一套全面的防范网，以保证生产的安全性和舒适性。

 

据了解，核电站场所按安全等级划分可以分为三个部分，即外围控制区、要害保护区、核反应堆要害区（核岛），三个区域由于防范等级不同，所采用的设备等级，采取的保护措施以及所使用的产品功能都有所不同，且层层递进。施耐德电气张洁宇归纳到，核电站的安防系统有其专有名称：实物保护系统(physical protection system)。其定义为，利用实体屏障、探测延迟技术及人员的响应能力，阻止盗窃、抢劫或非法转移核材料以及破坏核设施行为的安全防范系统。核电厂一般分为核岛、常规岛、电站三个区域。一般常规的视频监控产品只适用于电站及外围监控区域。

 

霍尼韦尔陈静锋指出，电站外围控制区以出入口进出区域、门界为主；常规保护区以工作人员和办公场所、厂房管理为主；要害区（核反应堆区域）主要防止人员闯入，人员破坏等等。不同的区域会采取不同手段，而对于比较重要的区域会有多种防范手段。其中，外围控制区的管理以常规的监控为主，进入第一个闸门有门卫管理，出入口和周界围墙一般都安装监控设备，要实现对所有通道、出入口的无盲区监控。而除了常规的防区监控外，在门禁管理方面也采用了更多措施，包括对人员区域的人数统计、防挟持的管理等。探测器方面，一方面都与门禁报警等做了相关的联动工作，出现警情后响应速度会有提高。在核岛要害区，除了常规门禁系统外，还会采用生物识别技术加强管理。另外，核电站针对这一区域的管理，还有制定控制人员进出的专门流程，包括多卡核实的多人进出等。整体来看，安全措施比银行金库的进出措施还要严密。而在核岛内部，核反应堆一般不在安防的保护范围之内，因为核事故、核泄漏发生的情况下，视频监控系统也无法起到防灾的作用。因此，关键在于加强人员进出的管理和控制。

 

北京可视通李昭辉则指出，一般在核电站的核岛区域和设施管理区，相关的安保设备都是由国际企业来提供，如霍尼韦尔，因为这种安保系统跟核电站的原始设计绑定在一块，第三方厂商都很难参与进去，这一块方案在设计院设计整个核电站的时候就已经完成了。而安防企业大多数参与的主要是核电站外围和一些非核心区域的安防项目一些外围和非核心区域，包括周界报警、监控等配套设施。其中，外围区域主要指保卫区、支撑区、弱电区、安全区域等，核废料核原料堆放的地方包括办公区、加水区、生产生活支撑区域，这些区域基本上现有的技术都会用上。而越往核心区，安全管理的专业程度或警戒程度越高，核心区域目前主要是霍尼韦尔及与之合作的厂家。非核心保护区域的安保设施，所使用的品牌也非常传统，都是采用稳定性和可靠性较高的产品，监控系统以标清居多。在技术上，与其他行业相比，可能要相对落后10年左右，这主要是由核电站的相关技术规范和设计评审制度决定的。如果贸然使用新的设计方案和设备，可能会导致项目无法通过评审，因此核电站在安防产品的使用较为保守。

 

核电站的技防保护系统主要由出入口控制（门禁）系统、视频监控系统、周界入侵探测系统、通讯系统、集成平台系统等组成。周界主要针对破坏和闯入进行管理，门禁针对出入人员管理，而通过将报警与门禁系统联动起来，可以辨别具体发生的状况。因此，施耐德电气张洁宇认为，各个系统对于核电站安全防护来说都非常重要。

 

目前在智能楼宇、交通、银行等领域，甚至火电站和水电站，用户对视频监控的关注度要明显高于门禁和报警系统。不过，这种情况在核电站则有所不同。霍尼韦尔安防陈静锋认为，在核电安防系统中，门禁和报警作为事前防护的重要手段，在核电站中受到的关注可能不亚于视频，门禁和周界报警作为必选项，核电设计院在方案设计中对门禁和周界报警等都有比较固定的要求，其中包括周界范围内多少米的位置要安装探测器，多少米要安装摄像机，在哪些出入口要加装门禁，如何加装，等等，核电方面已经有约定俗成的方法。除了门禁、报警之外，监控系统正从模拟向高清趋势发展，占比越来越高。

 

结合核电站的安全防范等级及需求特点，陈静锋指出，无论是对于监控、报警还是门禁，核电站在安防的应用需求方面都有一个共性特点，就是要求热备。任何一个节点出现问题，核电站都要求做即时备份、替代运行。因此，核电对安防系统的要求主要体现在两方面：一是求稳定，二是求速度。速度包括以下几个含义：一是当报警和门禁有报警触发后，视频可以马上实现相关联的球机的联动和视频弹出，提供图像来判断警情；其次是任何一个故障节点（主要是后端的设备）出问题，都要有一个替代的解决方案自动地进行系统备份和切换，这是核电方面非常重要的一个环节。他阐述到，当前火电和水电都在逐渐使用IP高清系统，但核电方面还是以模数结合系统为主，这其实也与核电对速度的要求有关。因为模拟系统的传输速度快，没有延迟。不过，在存储方面现在已经全部实现了数字化，并开始采用大容量存储设备，在后端也增加了热备、备份功能来保证存储数据的不丢失。

 

除了对系统的功能有特别要求之外，为了保证后期产品的正常使用及稳定性，核电站对产品设备的环境适应性也有较高要求。核电站一般建在海边，环境较为潮湿，盐分高，需要产品护罩满足防水、防潮、防腐蚀等高性能要求，一般选用不锈钢外壳产品，有的还要采用防腐蚀的加压产品，还有的设备会涂上特殊的防盐侵蚀涂层。据悉，IP67以上的防护等级是必须的，这些产品都必须特别定制，而用在室外的一些模块和设备箱也要求有额外防盐化的涂层来保护。

 

施耐德电气张洁宇补充到，核电行业视频监控主要实现对周界、废料库、中控室等场所的监控，核心区域一般选用特殊定制摄像机。主要设备要求有：安监等级高，稳定性最重要；防电磁干扰；防水防潮防盐雾；传输线缆要求高，多使用模拟或模数混合系统；要求220V直接供电（若使用变压器需要配高价防辐射箱子）；存储要求非常高 ；枪机、云台多，半球少（大厂房，走廊少，无吊顶）。

总的来说，目前核电站的安防应用还是偏于保守，在系统选择上还是以数模结合的系统为主，在产品选择上也偏向于老牌和市场一线的专业品牌，通过口碑、品牌效应来保证产品的质量或稳定性。但从应用趋势上来看，未来向数字化、高清化和智能化发展是必然的。除此之外，核电站的系统集成趋势也已经开始呈现出来。

 

霍尼韦尔安防陈静锋指出，最新出现的趋势包括以下方面：

一是系统的集成性。原来核电方面的安防系统结构是以门禁为主，报警和监控为辅的集成系统。以门禁系统为底层平台，报警和视频方面会在门禁系统上显示警情或开通相关视频，联动的基础是门禁，而随着监控系统的发展，慢慢地整个核电系统的核心已慢慢变为以监控系统为核心的管理平台，在未来一段时间内，这将是比较大趋势。如果一个监控管理平台具有很好的稳定性和扩展性，未来还可以增加一些好的模块，那么这样的系统远比一个门禁系统的平台更具发展前景。

 

二是视频监控的高清化和智能化。目前，视频分析技术在核电站的周界防范中已经开始出现应用，例如霍尼韦尔的项目中就已经运用了视频分析技术，通过平台实现跨界的分析，由于核电站的周界平时人很少，因此准确率较高。而IP高清监控摄像机目前也已经开始在核电站应用，主要安装在一些非要害的场所，目前还只是尝试应用阶段。用户会先考察产品的稳定相和图像质量，如果体验效果好，则很可能在两三年之后慢慢向高清转变。