引言
目前国内外核电厂的主要通信手段仍为有线通信，调试、检修、巡检人员无法摆脱固定电话线缆的束缚，且各生产岗位的通信需求量巨大，工作的灵活性和高效性受到了很大的限制，通信业务的智能化水平较低。同时，随着5G、物联网、工业互联网、人工智能等新技术的不断发展，在核电厂中引入以上新技术，通过信息化和智能化技术与核电厂工业技术之间的融合，提升核电厂的数字化、智能化水平，已成为智慧核电发展的重要方向和关键突破口。
作为核电厂信息传输的主动脉、产业转型升级的加速器、智能化建设的新基石，在核电厂建设5G无线通信网络来承载智慧核电的各类智能应用的需求是非常迫切的。对核电厂可利用5G无线通信网络实现的智能应用进行充分挖掘，可为核电厂5G无线通信网络规划提供充实的基础资料。
01、核电厂无线通信网络建设现状
目前国内虽然已经有部分核电站建设了无线通信系统，但主要目标是实现核电厂无线语音通信功能。随着无线通信技术和智能化技术的发展，各核电厂都在不断推进高速无线通信网络建设，在实现移动语音通信的基础上，不断挖掘新型智能应用，实现无线通信网络应用价值的最大化。
核电厂须选择满足核电厂智能化发展需求的无线通信技术作为核电厂的新型基础设施，推动核电厂的智能化、智慧化。ITU定义了5G三大应用场景：增强型移动宽带、海量机器通信和超高可靠低时延，这三大应用场景都可助力核电厂实现更多的智能应用。
a）增强移动宽带应用。例如无线视频的应用，在核电厂高剂量区域及人员不易到达区域部署无线摄像机，利用AR/VR实现员工培训。
b）海量机器通信应用。例如目前三门核电已经实现的远程智能辐射监测系统，在线监测非介入式传感器实现设备健康管理。
c）超高可靠低时延。例如实现机器人的智能巡检等应用。
5G应用场景和核电厂各类智能业务需求是非常契合的。
02、核电厂无线通信网络业务场景
2.1概述
根据核电厂运行维护特点，核电厂内基于无线通信系统的业务场景主要包括三大类：移动应用类、数据采集类和过程控制类。
2.2移动应用类业务
移动应用类业务场景主要包括：先进融合通信系统、智能巡检、智能维修、智能运行操作、移动办公、在线培训及远程专家诊断等。
a）先进融合通信系统。依托无线通信系统，建设富媒体集群调度平台，提供语音、短信、图片、视频等富媒体通信能力。融合核电厂有线通信系统，提供点对点通话、多方通话、语音和视频会议、通知发布等功能，为核电厂提供有效的现场通信、通知、调度和指挥功能，并支撑核应急、消防应急和核安保突发事件应急情况下的指挥调度工作。
b）智能巡检。巡检人员可通过移动终端，实时录入在巡检、操作过程中发现的问题和缺陷，上传照片、视频、巡检数据，记录巡检情况。
c）智能维修。通过移动终端实现取票、还票，电子化工作包，实现维修规程、图纸查询电子化，质量、安全控制点的见证远程观察指导。
d）智能运行操作。实现运行规程、图纸、操作单等数字化移动应用，提升运行操作工作效率。
e）移动办公。多个业务平台的办公应用环境扩展到生产现场，方便生产人员办理相关事务，提高生产管理效率。
f）在线培训及远程专家诊断。疑难操作远程指导，便于实现专家远程在线支持。维修人员携带视频设备或AR眼镜，全程实时回传操作影像，并保持语音通话，维修过程中如果涉及设备的异常情况或者现场人员对现场缺陷无法判断，可以调用视频诊断功能，建立视频诊断会议室，和内外部专家一起召开视频会议，实现现场工作实施视频协同。
2.3数据采集类业务
数据采集类业务场景主要包括：智能配电网、智慧消防、智能辐射防护和监测、视频图像数据、工业总线数据无线传输及物联网数据采集等。
a）智能配电网。通过5G网络进行智能化中低压开关柜设备健康监测数据的传输，满足一体化配电管理需求。在安全可靠的基础上，提高配电系统管理效率，降低管理及维护费用，提供配电设备健康状态分析，实现电力系统实时监控及能耗轨迹透明度管理，通过专家大脑平台化优化电网运行效率。
b）智慧消防。基于5G网络建设智慧消防集成管理平台，实现部分消防系统状态实时监控，消防器材管理，消防隐患管理，消防授权培训，消防应急救援，消防队日常管理，消防许可证办理等功能。通过数据采集、分类、融合、计算及后续预警研判，实现科学决策和实施。5G网络为其提供通信指挥调度功能，通过配备的个人移动终端实现管理平台移动办公。
c）智能辐射防护和监测。部分区域的固定式剂量率监测仪的设置，以及一定数量的便携式的γ辐射剂量率仪，通过5G无线网络实现现场剂量率测量的实时传输和后台的数据管理，减少人员数据调用、读取和录入等的工作量；表面沾污监测系统通过5G网络实时上传设备当前的测量值、设备运行状态、运行维护状态等。
d）视频图像数据、工业总线数据无线传输及物联网数据采集。便捷部署固定式无线摄像机或移动式无线摄像机，可实现对关键重要设备和区域实施连续视频监控，对关键敏感区域进行出入管理；对重要作业现场、临时施工点、事故点和维修过程进行临时视频监控；对边远区域、危险区域实施无人巡检和少人巡检，智能巡检；对现场人员行为进行监督，对人员装具佩戴情况进行监督。海量物联网数据接入，可实现智能运维与健康管理系统基础数据采集与传输网络；为厂区智能化管理提供技术支撑，如智慧交通、智慧水务、仓储管理等。
2.4过程控制类业务
过程控制类业务场景主要包括DCS系统过程控制、燃料操作与贮存系统过程控制等。
a）DCS系统过程控制。将目前通过有线通信形式传输的DCS系统状态监测和控制信号通过无线通信形式进行传输。
b）燃料操作与贮存系统。通过无线方式实现设备之间，以及设备与远端控制室之间进行语音、视频、设备信息、控制指令等数据的交换。
03、建议
通过梳理核电厂无线通信系统业务场景需求，建议核电厂无线通信网络业务承载分3个阶段实现。
第1阶段实现移动应用类业务，此类业务仅需进行各类软件开发，对核电厂其他工艺系统及设备影响较小。
第2阶段实现数据采集类业务，此类业务除需具备无线通信网络外，还需其他工艺系统设备本身具备无线通信传输功能，或通过工业无线通信网关实现有线通信到无线通信的转变。
3阶段实现控制类业务，由于核电厂核安全的重要性，任何情况下都需要保证核安全，新技术的应用需经过大量的试验验证，保证系统的安全、可靠、稳定运行。
后续核电厂建设5G无线通信系统，需在核电厂无线通信业务需求的基础上，对核电厂业务需求进行深入分析，并充分利用5G技术特点，对核电厂5G网络进行合理规划。
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