基本介紹
- 中文名：實物保護系統
- 外文名：Physical Protection System
- 學科：電力工程
- 領域：能源
- 範圍：電力系統
- 作用：安全防範
簡介,系統建立的重要意義,實物保護系統(PPS)概述,實物保護系統區域劃分,實物保護系統實物屏障,實物保護系統技術防範措施,回響力量,設計特點評估,總結,
簡介
世界各國在發展其原子能事業過程中，都非常重視安全，以保證大眾健康和國家利益不受損害。特別是核能轉為和平利用，在發展核電事業中，為了保障核電運行的安全可靠，主要需考慮三個重要部分，即：
1) 堆芯的運行安全，使放射性不會超標排放，引起擴散，簡稱核安全。
2) 核設施與核材料的安全保衛，防止盜竊或非法轉移核材料，破壞核設施而危及核安全，簡稱核保衛。
3) 核材料在生產、運輸、操作及貯存過程中的嚴格控制，簡稱核保障。核安全主要防止核事故發生；核保衛主要防止人為破壞與偷盜；核保障主要防止非法轉移核材料。
系統建立的重要意義
實物保護就是對核電廠廠區實施保衛，使得在可能的敵對分子或團伙入侵電廠的情況下，對關鍵區域的破壞和對核電正常運行的干擾減至最小。在我國，作為一級安全防護等級的核電廠，在國際原子能機構制定的核材料實物保護及公約的指導下，不僅制定了一系列指導性法規、導則，同時也具備了相應的設計規範。並且明確規定商用核電廠的正式運營必須設定實物保護系統。實踐證明，儘管這個系統不屬於核安全物項，但卻是保證核電廠安全措施的重要組成部分。
下述設計方案為某核電廠實物保護系統的總體設計，與國內外同類系統設計相比，具有可靠、有效、嚴密及先進的特點。
實物保護系統(PPS)概述
實物保護三要素: 探測、延遲和回響。及時探知闖入者的入侵併判斷識別，通過各種屏障延緩入侵者作案時間，及時通知回響部隊。從而達到截住闖入者，制止事件發生的目的。探測、延遲、回響三者關係。
遵照縱深防禦和平衡防護的基本設計原則，根據設計基準威脅、確定的保護目標及回響能力確定系統方案。
實物保護系統是人防、物防和技防的有機結合：人防由核電廠保衛、公安及武警負責組織實施回響；而物防是通過設定各級實體屏障達到有效延遲的目的；技防是通過出入口控制系統、防入侵探測系統、電視監視系統及保全通信系統等技術手段提供有效的探測。
系統通過各層實體屏障的劃分設定、周界探測報警及視頻手段覆核、對各不同區域的人員和車輛出入控制以及對提供上述功能的系統分析與通信手段，監控各種非法入侵，對可能的敵對分子或敵對團伙的入侵行為，能作出及時、快速及準確的回響，為核電廠的安全運行提供安全可靠的環境。
實物保護系統區域劃分
根據實物保護縱深防禦體系的要求，廠區劃分為三個區域: 控制區、保護區和要害區。
(1) 控制區
由陸地邊界與沿海邊界構成一個封閉區域，進出本區域必須通過廠區主出入口。
(2) 保護區
位於控制區以內，它包括核島、常規島及生產性BOP廠房，正常情況下進出保護區應通過本區域的出入口。
(3) 要害區
位於保護區以內，該區域的各種設施及核材料如果遭到破壞、挪用或盜竊，將會嚴重危及核安全，進出此區域的人員和設備受到嚴格控制。核島的廠房及保全控制中心等均屬要害區。要害區由這些建築物本身的混凝土外牆及雙層圍欄構成。
控制區、保護區及要害區三個區域的周界( 包括出入口) 應連續，構成完整的實體屏障，達到層層設防、縱深防禦及平衡防護的保衛目的。
實物保護系統實物屏障
(1) 控制區實體屏障
控制區實體屏障為單層鐵絲網圍欄。
(2) 保護區實體屏障
保護區實體屏障為雙層鐵絲網圍欄，雙層圍欄之間設有隔離帶。
(3) 要害區實體屏障
要害區實體屏障由雙層鐵絲網圍欄及建築物厚型混凝土牆體屏障組成。各道實體屏障的設定能夠有效達到延遲入侵者接近目標的目的。
實物保護系統技術防範措施
技術防範主要由出入口控制系統、周界防入侵探測系統、電視監視系統、保全通信系統、保全照明系統及集成管理系統等子系統組成。
(1) 出入口控制系統
本子系統用於對進出全廠各個實物保護分區的人員和車輛進行出入許可權的統一授權管理，通過讀卡機自動識別授權人員的出入卡、密碼PIN或個人生物特徵控制出入口設施的運行。出入口控制系統設定統一的資料庫和統一的管理平台。
本子系統由出入口控制資料庫伺服器、管理工作站、讀卡控制器、讀卡器、生物識別器、出入口設施( 三角閘門、旋轉門、人員氣閘門和電動滑門等) 、制卡系統( 配伺服器軟體、制卡工作站和制卡設備) 及與保全電視監視系統聯動控制的接口設備等組成。
(2) 廠區防入侵探測系統
本子系統用於防範、探測、阻止及監視各種敵對入侵行為。系統設計要求應對防區的所有入侵路徑採取防入侵探測防範措施以實現完整性，通過在保護區周界、要害區周界逐層設定防入侵探測設施以實現方案的縱深防禦性。通過設定多種技術的防入侵探測器可及時探知入侵者穿過保護區圍欄和要害區圍欄的非法行為，並為系統準確定位入侵地點，使保全控制中心的值班人員可快速得到非法入侵的報警，並聯動顯示相關區域電視攝像機圖像以查明報警原因，確認真正的入侵行為，從而實現系統的及時回響。
本子系統由入侵報警控制器、各種防入侵探測器、管理工作站、印表機及與保全電視監視系統聯動控制的接口設備等組成。
(3) 電視監視系統
本子系統是全廠實物保護系統“探測－延遲－回響”功能實施的重要子系統，有效的探知才是真正的探測，只有通過電視監控攝像機圖像進行快速準確的定位報警覆核，才能實現實物保護系統的有效探測功能，從而組織有效的回響，確保可靠、有效地保護核電廠的安全運行和核材料安全。
本子系統由各種定焦/雲台變焦攝像機、監視器組、視頻矩陣控制主機、控制鍵盤、管理工作站、數據存儲設備、傳輸系統以及與其他子系統聯動控制的接口設備等組成。
(4) 保全通信系統
本子系統在各人員和車輛出入口、各保全警衛室及保全控制中心均設有有線電話、保全無線對講機和保全專用有線對講機，供安全保衛管理和通信聯絡之用。可靠通暢的通信聯絡手段是發現敵情後通報和組織回響的關鍵。
本子系統由有線電話系統、保全無線對講系統及保全專用有線對講系統組成。
(5) 保全照明系統
本子系統為控制區、保護區和要害區的圍欄及出入口提供可靠的照明，確保夜間保全巡邏和電視監控系統室外攝像機正常工作必需的工作照度。用於在自然光照度不足的情況下保證電視監控系統正常工作和周界巡邏監視。
本子系統由照明配電盤、燈桿、燈具和光源、光電感測器以及照明控制盤組成。
(6) 集成管理系統
實物保護系統的集成管理平台應將周界及室內防盜報警系統、出入口控制系統、電視監視系統、保全通信系統及保全照明系統等子系統很好地集成為一體，各子系統通過計算機網路技術互聯，形成一套功能完整、界面統一且資料庫共享的安全防範系統。
本系統是集散型管理的計算機控制系統，構成實物保護系統的各子系統通過計算機聯網構成一個整體。但各子系統在集成系統故障時均可獨立完成其系統功能，各子系統的結構保持完整，本身的性能和功能不降低。
本子系統設備由各級保全控制室的控制台組成，通過保全值班人員的操作，可實現對整個廠區的保全管理。
回響力量
核電廠的實物保護除了採用上述技術防範手段以起到探測、延遲作用以外，警衛力量的回響實施才能最終達到阻止事件發生的目的。回響部隊肩負武裝保衛電廠、廠區守衛、巡邏、通行控制及保全設施管理等職責。
設計特點評估
綜上所述，作為一個有效的實物保護系統，在此設計方案中綜合體現下述各項特點。
1. 系統高度集成化
PPS系統所需監控部位可能包括幾個至幾十個出入口設施和幾百米至幾千米範圍的周界，受控點位繁多，設備多樣，情況複雜。採用的集成管理系統是對各個子系統各種設備功能的集成。例如實現了實時監控; 圖形視窗操作員界面；報警信號流量管理；可實時更改的資料庫；高容量配置等方面功能。所選用的實物保護設備是已套用於同類項目的可靠穩定、成熟的裝置，其集成度、安全性等方面處於國內外同類技術的先進水平。
2. 系統的安全性
PPS系統的任何部件故障，均要求保證其功能不受影響。在設計思想中，處處體現了安全為本的概念。如為避免盜竊和篡改資料庫數據，資料庫存放在受重點保護的保全控制中心內，就地讀卡機不存放進出人員的數據。電氣控制的設備性能並未一味追求高指標，而是滿足核電廠的特殊要求: 安全、可靠和靈活。
3. 子系統可靠性
對技防各子系統各種設備性能分析，故障、誤報難免，但要儘量減少。使因部件失效對系統影響減至最小。如本設計選擇的室外型周界探測器均有故障自檢功能；主伺服器有故障下熱備份功能；一旦兩台主計算機出現故障，就地控制器會在自身獨立模式下工作，繼續保證對進出人員的控制。
4. 系統的靈活性
PPS系統設計、安裝和啟用等各個步驟，均由分級和模組式的軟、硬體結構所保證。這樣可以擴展很多功能和設備；用戶容易進行線上修改和擴充系統，且不會干擾系統運行的連貫性和一致性。特別要強調的是，由於系統可以與不同供貨商的各種出入口裝置、讀卡機、閉路電視設備及各種探測器相連，既擴大了供貨範圍、保證了系統的通用性，也為整個工程降低造價提供了有利條件。
5. 縱深防禦原則
每個保全分區內都有多種保全措施，並且方式不同。層層設防，越接近要害區，設定越嚴密，使入侵者必須克服或躲避PPS的一系列防範設施。同時層層機關也使入侵者愈感疑惑，喪失信心從而迫使他們中途放棄破壞企圖。
6. PPS平衡性
對闖入者所有可能的入侵路徑，都要有適當防範措施，各部分有相似的延遲效果和探測幾率，使敵人無薄弱環節可攻擊。
7. 冗餘原則
各種設備及防範措施的互相補充。如主、備伺服器冗餘；現場控制器採用雙通道路徑通信;讀卡機除正常電源外，具有備用電源；保全通信具有無線對講電話、有線對講電話及內部電話等多重通信手段。
8. 系統有效性
任何一種設備都有其局限性，器件性能的互相補充，才能保證其有效發揮。多種探測器的組合使用則保證了周界報警的有效實施。
9. 系統實用性
核電廠的保全設定絕非為一種固定模式，而是根據實物保護要求、基準威脅定義、區域劃分、廠區地理地貌、生產運營方式甚至業主經濟實力等種種因素，在滿足法規的基本要求前提下綜合考慮的產物。
10. 人機的最佳結合
保衛人員素質的培訓、警衛力量組織布置與各項防禦手段的有機結合非常重要，可以在很大程度上完善實物保護技術。
總結
實物保護是集電子、機械、光學、計算機、通信、總體規劃、建築結構以及管理學等學科為一體的綜合技術，其設計方案也絕不是一種模式所能概括的。
