论核电厂无线通信技术应用
赵苡健
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赵苡健,. 论核电厂无线通信技术应用[J]. 信号处理与图像分析,2023.11. DOI:10.12721/ccn.2023.157250.
摘要: 近些年核电装机容量稳步提升,核电信息化和数据化在新的机组中应用率也得到发展。其中无线通信技术的应用尤为重要,5G网络技术应用于核电厂的运行巡检、设备监视和管理、工作通讯和会议、安全管理等领域,提高了核电厂的生产效率和安全管理水平。本文重点探讨了无线通信技术适用于核电领域的基本思路要点,特别是早期建造的两代半核电机组采用无线通信的布局规划方案。
关键词: 核电厂;无线通信技术;思路要点
DOI:10.12721/ccn.2023.157250
基金资助:

全球无线通讯正在经历由4G向5G的迭代。5G提供更快的传输速度、更低的延时及海量数据连接,不仅对个人生活产生深远的影响,同时给社会发展带来变革,正在创造“万物互联”的新时代。特别是电力行业,无线通信技术目前已经显示出非常突出的实践运用优势。核电厂现有的通信技术手段正在逐步趋向于实现更为完善的转型发展,减少人工成本和管理成本,提高效率和可靠性,智能化的推进,进而在客观上决定了无线通信技术能够在核电厂全方位的实施。

1、无线通信技术的现有类型特征

目前,无线通信的智能化以及数字化技术手段正在逐步实现更大程度的技术优化创新。从无线通信技术的具体种类划分角度来讲,现阶段经常用的无线通信核心技术集中体现在5G的智能网络通信传输技术、蓝牙通信技术、工业互联网的自动化通信控制技术等。通过进行综合性的分析比对,能够确定5G的智能无线通信传输网络整体上具备最佳程度的抗干扰优势、数据安全传输发送优势、通信用户的隐私保障技术优势等,进而证实了无线网络的5G通信传输技术在当前的发展背景下需要获得更加普遍的运用实施。5G关键技术BeamForming,即波束赋形,是一种使用传感器阵列定向发送和接收信号的信号处理技术。波束赋形技术通过调整相位阵列的基本单元的参数,使得某些角度的信号获得相长干涉,而另一些角度的信号获得相消干涉。

2、核电厂无线通信技术的基本实践需求

2.1现有通信设施的局限性

在早期建设的核电厂中,通信靠有线电话、广播、对讲机。有线电话不能实现随着位置的改变而保证通信的连续性;而广播系统会受到现场噪音的影响而干扰到通信的质量,且不具备保密性;对讲机传播信息具有滞后性和不稳定性,以及受传播距离的限制。只有5G通信可在多方位实现快速稳定的信息传递。

2.2系统终端定位

核电通信系统只有具备了实时性的终端设备精准定位功能,那么核电无线通信的网络传输设备才能处于更加安全稳定的操作监测范围。具体针对于核电通信的设备终端系统自动化定位模式而言,当前阶段的无线通信核心技术实现路径应当侧重于配置实时性的终端定位响应设备装置,以便于做到确定进行核电通信的设备所在位置。在涉及到复杂程度较高的封闭安全壳、隧道或GB沟地质环境、地下泵坑或者其他的特殊无线终端通信环境场所时,合理采用无线通信设备的系统终端位置,确定模式应当充分重视定位偏差的严格控制,同时还必须要保证无线通信的基本精度要求。

2.3系统电磁兼容

电磁兼容性能构成了核电通信系统的重要性能组成部分,现阶段的核电通信设备应当呈现出良好的电磁兼容性质,以此来妥善应对复杂的通信设备所在使用空间环境。核电无线网络的各个通信终端设备以及通信基站都必须要保证达到最基本的电磁兼容设计方案要求,从而有效保证核电无线通信的系统二次设备与一次设备都能实现更好的兼容程度指标。

2.4通信数据传输

通信数据在全面实现系统传输的过程中,最为关键的通信安全保障前提集中体现在传输系统的可靠稳定程度。在此前提下,核电通信网络的布局设计规划应当重点涉及到通信数据的发送以及接收过程安全,切实防止核电通信的网络传输结构本身存在通信数据的泄露隐患因素。采取数字化的自动监测定位传感仪器,应能在源头上妥善解决通信数据的各个传输阶段过程风险,进而实现了对于载波强度以及干扰信号程度的准确监测目标。

例如,核电无线通信系统的物理层主要采用了电力载波的无线通信技术,系统硬件组成结构中的基本设施包含滤波器、适配器以及两芯电线等,无线通信系统的总体结构可以分为物理层、网络层及应用层。设计方案应严格保障系统电磁兼容性能的稳定提高,通过采取实时性的通信数据采集以及数据分析来判断电磁干扰的强烈程度等级。

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图2 核电无线通信系统的硬件架构图

3、核电厂无线通信技术的应用方案构建

核电通信网络的基础设施平台必须要严格保障具备优良的稳定性以及可靠性,核电通信设施相比于其他生产实践领域的通信设施平台而言,其具有程度更为严格的通信传输安全质量要求。近些年以来,无线通信领域的创新组网设计形式正在得到日益的技术优化完善,客观上展现了无线通信手段全面采用于核电通信领域的意义价值。具体在全面布置与规划设计核电无线通信的网络结构体系过程中,现阶段的技术优化完善路径应当体现在如下层面:

3.1通信融合的方案构建

对于无线通信的大规模网络体系如果要建设于核电通信领域,那么当前阶段的重要技术完善路径应当体现在通信融合。采取通信融合的创新方案构建思路,对于保障核电通信的网络基础设施安全可靠运行具有不可忽视的影响。因此,采取多层次的系统融合以及互联互通设计方案就是要全面关注于智能化的视频监控设备系统建立,同时还要构建互通形式下的网络视频会议、固定通信电话以及移动终端的通信设备支撑保障体系。具有重要使用价值的核电通信基地应当配置独立形式的通信融合网络,构建通用性更强的网络部署结构体系。

3.2系统功率控制的方案构建

核电基础设备的通信功率因数应当得到实时性的准确控制,确保构建形成动态化的通信功率数据采集方案。大型核电厂的通信网络管理机构部门应当采取实时性的系统功率因数采集形式,避免存在无线通信设备的功率因数设计误差。应当采取快速配置以及灵活动态调整的系统优化设计方案,促进实现全过程的通信终端功率合理改变。对于核电站现有的多个层面通信传输业务都要配置动态化的功率调整技术设计方案,确保限定在最佳程度的通信网络传输频率范围。

结束语:

经过分析可见,无线通信技术的应用必须体现在核电厂的建设过程,保证建设的整个阶段质量和工期的要求。最为重要的是电站建成后,5G无线通信必须全过程的发挥作用,发电、变电和输电生产环节;作业类,控制类和采集类能融合;实现不间断的自主巡逻、实时高清监控、安全监测、人脸识别、行为识别、温度感应、数据传输等。

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