鐘 鳴,譚玲龍,劉永杰,耿利新,溫作騰
(1.福建寧德核電有限公司,福建 寧德,355200;2.綿陽市維博電子有限責任公司,四川 綿陽,621000;3.中廣核(深圳)輻射監測技術有限公司,廣東 深圳,518000)
控制區智能配發系統,是專門針對核電廠人員進出控制區流程設計的一種方便、智能、快捷的管理系統,它用于改進控制區電子劑量計(EPD)和個人劑量計(TLD)的配發流程,優化更衣間管理模式,提高配發效率,提升電廠和輻射防護整體形象。
智能配發系統包括更衣配發柜和劑量計配發柜,其實物如圖1、圖2所示,更衣柜分為操作區、讀卡區、箱格區,劑量計配發柜分為操作區、讀卡區、箱格區、掃描區。
圖1 更衣配發柜布局示意圖
配發柜硬件主要由工控機、讀卡器、掃碼槍、監控設備、電控鎖、通用驅動板等組成,其控制邏輯原理如圖3所示。讀卡器用于讀取人員信息,進行身份認證,判斷人員授權情況;每塊TLD、EPD均粘貼條形碼,并與每個箱格一一對應,歸還時通過掃碼槍自動識別,防止錯放誤放;每組柜子還配備監控設備,用于異常情況下的調查。更衣柜無掃碼槍。
圖3 智能配發系統控制邏輯圖
智能配發系統主柜工控機采用Windows7系統,C#語言開發,以便更好的兼容。智能配發系統軟件包括前端交互軟件和后端系統管理軟件,與控制區出入監測系統(KZC系統)進行數據交互(如圖4所示),將KZC服務器中的控制區授權人員信息同步至智能配發系統,并在智能配發系統建立本地數據庫,以實現自動判斷人員授權的功能。智能配發系統還可以通過軟件實現遠程控制和管理,實時查看設備使用情況,在應急情況下可使用后臺軟件緊急開箱。
(1)前端交互軟件
前端交互軟件采用C/S架構,考慮到長時間與主柜硬件做接口交互,C/S架構更加穩定可靠。前端交互軟件即為用戶操作界面,人員使用頻繁,若遇大修期間,使用頻次更高,因此前端交互軟件的穩定性至關重要,一旦故障容易引起現場擁堵。
(2)后端系統管理軟件
智能配發系統后端管理軟件采用B/S框架開發,可在局域網內部署和訪問。后端系統管理軟件可進行二次開發,當用戶方的管理系統發生變更時,可進行適應性修改以便重新對接??傮w架構邏輯結構及功能示于圖5。
圖4 智能配發系統數據交互模式
圖5 后端系統管理邏輯及功能示意圖
(3)系統可擴展性
智能配發柜系統軟件預留擴展接口功能,如在未來其它類型柜子的擴展需求,在該軟件的基礎上,進行適度的修改和配置即可實現,有助于用戶降低成本和一體化管理。
2.2.1更衣配發柜
圖6 更衣柜用戶操作界面
智能更衣柜軟件操作界面分為用戶界面和系統管理員界面。在用戶界面上可以進行更衣柜的借用和歸還操作,如圖6所示。歸還流程結束后,存物箱在3分鐘后與使用人員解除綁定,因考慮到部分人員中途需要取物但不歸還更衣柜的情況,系統還特別設置了中間開箱的功能。
需要注意的是,存物箱內設有物品紅外檢測裝置,人員使用完后,若存物箱內有遺留物品,系統會自動觸發紅外檢測裝置,此時存物箱仍與使用人員綁定,其他人無法使用。
智能更衣柜授權管理人員,可點擊界面“管理”按鈕,刷國密卡并輸入管理密碼進入設備管理界面,對更衣柜存物箱進行“開箱、鎖定、解鎖、手動歸還”等遠程操作管理。因此,對于現場出現的問題,管理人員可遠程進行查看和處理,
2.2.2EPD自動配發柜
EPD自動配發柜軟件操作界面分為用戶界面和系統管理員界面。在用戶界面上可以進行EPD的借用和歸還操作如圖所示,具體操作流程如圖7所示。
圖7 EPD配發柜操作流程
值得一提的是,EPD借用時間少于3 min時,系統將判定該EPD存在故障,系統會自動鎖定箱格,防止故障EPD被重復發放。故針對此項操作請審慎,以防操作不當導致正常EPD故障化。
EPD自動配發柜授權管理人員,可點擊界面“管理”按鈕,可對EPD自動配發柜進行“存放劑量計、更換電子劑量計、取出劑量計、箱管理”等操作。
1)存放劑量計:對未綁定EPD的箱格綁定EPD;
2)更換電子劑量計:對已綁定EPD的箱格重新綁定新的EPD;
3)取出劑量計:對已綁定EPD的箱格解除EPD綁定;
4)箱管理:可進行開箱、鎖定、解鎖和手動歸還操作。
2.2.3TLD動態配發柜
TLD配發柜的操作流程與EPD配發柜類似,此處不再贅述。不同之處在于,EPD配發柜每次均隨機配發,不與人員一一對應;而TLD配發柜在一個周期內初次借用后,使用人員信息將與TLD綁定,即在一個TLD更換周期內只能使用此TLD。
TLD動態配發柜授權管理人員,可點擊界面“管理”按鈕,刷卡并輸入管理密碼進入設備管理界面,可對TLD動態配發柜進行“周期切換、掃碼開箱、箱管理”等操作。
1)周期切換:清除現有TLD綁定人員信息,解除TLD與箱格綁定;
2)掃碼開箱:將TLD與箱格綁定;
3)箱管理:可進行開箱、鎖定、解鎖和手動歸還操作。
傳統控制區進出流程采用“以證換鑰匙取劑量計”模式,配備24小時值班人員進行人工發放,流程如圖8所示。
智能配發系統上線后,進入控制區流程均可自主完成,實現TLD、EPD、更衣柜動態無人配發,流程示于圖9。
圖8 傳統進出控制區流程
圖9 智能配發系統進出控制區流程
傳統控制區進出流程中,工作人員憑控制區通行證(RP證)換取存物箱鑰匙、TLD和EPD,出控制區后歸還值班室??刂茀^智能配發系統,人員存物、領取EPD與TLD全部由系統自動配發,節省了人工借用流程所耗的時間。根據我們的試驗數據,傳統進出流程平均總耗時需9分鐘,引入智能配發系統后僅需5分鐘即可完成,大大提高了進出控制區的效率,降低了不必要的人工時。
智能配發系統投產后,實現控制區出入口的無人值守,節省了人工費用,節約了對這部分人員投入的管理、培訓等資源。
傳統控制區進出流程,發表間需預備大量的TLD,無論人員是否進入控制區,只要有RP證的人員均需配發TLD,浪費大量的TLD,增加TLD的測讀工作量。而智能配發系統流程,只有進入控制區的人員才配發TLD,并在一個使用周期內與此TLD綁定,無需再為不進入控制區的工作人員預備TLD。
傳統控制區進出流程中的人工發放過程,可能由于人為原因出現錯發鑰匙、儀表或錯開箱門等情況。智能配發柜系統上線后,整個存取物的過程完全由系統進行精準控制,配合兩側的實時監控設備,提高了配發過程的準確性和安全性。
在2.2.1章節中已闡述更衣柜用戶操作界面共有三個按鈕:借用、中間開箱、歸還。一個完整的借還流程應該是“借用→中間開箱(如有)→歸還”,流程結束后柜子才會恢復空閑狀態。但在使用過程中發現部分人員在應該歸還時卻點擊“中間開箱”取走衣物,造成柜子一直處于被占用狀態,使他人無法使用。
對于此問題,一方面可以從管理上進行改進,制定用戶操作手冊,對使用人員進行培訓宣貫,現場設立操作指引;另一方面建議修改后端軟件的邏輯判斷,使功能更人性化,減少人因問題導致出錯。
智能配發系統設備自建獨立數據庫,數據庫內數據同步更新于KZC服務器數據庫。智能配發系統數據庫與KZC系統數據庫每天交互一次,對于新增授權人員信息,無法第一時間傳輸至智能配發系統,即新增人員將無法立即使用智能配發系統。后續,在不影響KZC系統網絡的情況下,可適當增加智能配發系統數據庫與KZC系統數據同步的頻率。
總之,寧德核電上線控制區智能配發系統,結束了多年來傳統的人工管理流程,實現進出控制區的自動化管理,優化了傳統進出入管理流程,提高了人員進出控制區的效率,實現無人化管理流程。當前系統雖然還有一些不完善之處,但隨著系統的不斷優化以及RFID、重力感應、人臉圖像識別等技術的不斷更新及應用,未來必定會在核電廠更多領域得到應用。