一种核电站受控作业区异物管理方法及系统与流程

1.本发明涉及安全防范技术领域，尤其涉及一种核电站受控作业区异物管理方法及系统。


背景技术：

2.压力容器内部作业区，汽轮机组检修区等受控区域作业对外来异物有严格管控要求，遗留在其内部的物件或部署于设备本身的异物，可能对设备造成严重的损伤甚至导致事故的发生。传统地，控制异物的方法通常靠人工登记的出入管理，时间长、效率低，对消耗性物品的管理缺乏安全可靠的模式与排查机制，建立受控区域防御物溯源、预警的方法，提供防异物的设备，进而提升受控作业区防异物的管理水平，保证设备的本质安全是必须且急迫的。同样，核电对异物的管理尤为严格，核电作为我国能源发展的重要领域，安全可靠发展核电是国家基本要求和行业共识，核电站在运行、维修过程中对工作区异物的管理直接关系到核电机组能否安全稳定运行，其对异物的管理也存在上述问题。
3.以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日之前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术存在的不足，本发明提供一种核电站受控作业区异物管理方法及系统，具体技术方案如下：
5.一方面，提供了一种核电站受控作业区异物管理方法及系统，包括以下步骤：
6.对有权限进出核电厂的受控作业区的人员以及物件提前进行登记备案，形成备案数据库；
7.设置人员进出受控作业区时的人物身份验证方式，所述人物身份验证方式的类型包括人像、指纹、身份证、工作证、口令中的一种或者多种验证方式，对每种人物身份验证方式赋予不同或者相同的置信度，每种人物身份验证方式的判断结果分为通过和不通过；若判断结果为通过，则其映射到x值；若判断结果为不通过，则其映射到y值，所述x值大于y值，进出人员通过预设的一种或多种人物身份验证方式进行验证，以得到一个或者多个判断结果的映射值，进而与对应的置信度相乘并求平均值,作为人物识别值；
8.设置物件进出受控作业区时的人物身份验证方式，所述物件身份验证方式的类型包括图像、射频标签和二维码中的一种或者多种验证方式，对每种物件身份验证方式赋予不同或者相同的置信度，每种物件身份验证方式的判断结果分为通过和不通过，若判断结果为通过，则其映射到p值，若判断结果为不通过，则其映射到q值，所述p值大于q值，进出人员通过预设的一种或多种人物身份验证方式进行验证，以得到一个或者多个判断结果的映射值，进而与对应的置信度相乘并求平均值，作为物件识别值；
9.在进入所述受控作业区时，若所述人物识别值大于第一预设阈值，则表明该人员有权限进入所述受控作业区；若所述物件识别值大于第二预设阈值，则表明该物件有权限进入受控作业区，并将该物件与验证后有权限的人员进行关联；在离开所述受控作业区时，对人员与随行的物件进行复检，若人员离开时随行的物件与进入时关联的物件完全一致，则能够直接离开，否则无法直接离开。
10.进一步地，对人员与随行的物件离开所述受控作业区而设置三种不同的风险等级，所述风险等级包括对应不予出场的一级风险、对应有条件出场的二级风险、对应直接出场的三级风险，所述一级风险、二级风险和三级风险分别映射到一个阈值区间，对人员离开时随行的所有物件采用与进入时相同的身份验证方式进行复检，使得每个物件对应到一个或者多个判断结果的映射值并进行求和，然后除以所述人员进入时关联的物件数量，以得到该人员携带随行物件出场的风险值，若所述风险值处于三级风险等级对应的阈值区间内，则能够直接离开所述受控作业区。
11.进一步地，若所述人员离开时随行的物件不在该人员进场时关联的物件清单内，则该出场随行的物件不参与风险值的计算，并且不能直接带出。
12.进一步地，在进入所述受控作业区时，若发现一个物件的信息没有录入在所述备案数据库中，则至少采用拍照的方式存储该物件的图片，并申请物件临时登记备案，申请物件临时登记备案至少需要一个在所述备案数据库中备案人员的担保验证，并将该临时登记备案的物件与担保的人员进行关联。
13.进一步地，在进入所述受控作业区时，若一个人员的信息没有录入在所述备案数据库中，则需进行申请人员临时登记备案，申请人员临时登记备案至少需要一个在所述备案数据库中备案人员的担保验证，并将该临时登记备案的人员与担保的人员进行关联。
14.进一步地，人员离开时随行的物件与进入时关联的物件发生差异包括同类物件数量不一致、缺少了关联的物件类型、增加了非关联的物件类型。
15.进一步地，所述物件包括重复使用型物件和消耗型物件，若所述物件为消耗型物件，离开所述受控作业区则需提供该物件在所述受控作业区中消耗的去向。
16.进一步地，所述备案数据库分布式存储在多个终端存储器中。
17.进一步地，所述x值和p值均为1，所述y值和q值均为0，所述第一预设阈值和第二预设阈值的取值范围均为[0.6，1]。
[0018]
一方面，提供了一种核电站受控作业区异物管理系统，其特征在于，包括一体式主机和手持式终端，所述一体式主机与所述手持式终端通信连接，所述手持式终端集成条码扫描、射频卡扫描、图像识别功能，所述一体式主机执行计算机程序时实现上述的核电站受控作业区异物管理方法中的步骤。
[0019]
与现有技术相比，本发明具有下列优点：通过建立人员和物件在进出时的有效身份认证流程，对受控作业区内的异物实现了精准的溯源和预警。
附图说明
[0020]
图1是本发明实施例提供的核电站受控作业区异物管理方法的流程示意图。
具体实施方式
[0021]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0022]
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0023]
在本发明的一个实施例中，提供了一种核电站受控作业区异物管理方法，包括以下步骤：
[0024]
参见图1，对有权限进出核电厂的受控作业区的人员以及物件提前进行登记备案，形成备案数据库，所述备案数据库分布式存储在多个终端存储器中，形成区块链存储，以保证数据的安全性；
[0025]
设置人员进出受控作业区时的人物身份验证方式，所述人物身份验证方式的类型包括人像、指纹、身份证、工作证、口令中的一种或者多种验证方式，对每种人物身份验证方式赋予不同或者相同的置信度，每种人物身份验证方式的判断结果分为通过和不通过；若判断结果为通过，则其映射到x值；若判断结果为不通过，则其映射到y值，所述x值大于y值，进出人员通过预设的一种或多种人物身份验证方式进行验证，以得到一个或者多个判断结果的映射值，进而与对应的置信度相乘并求平均值,作为人物识别值；
[0026]
设置物件进出受控作业区时的人物身份验证方式，所述物件身份验证方式的类型包括图像、射频标签和二维码中的一种或者多种验证方式，对每种物件身份验证方式赋予不同或者相同的置信度，每种物件身份验证方式的判断结果分为通过和不通过，若判断结果为通过，则其映射到p值，若判断结果为不通过，则其映射到q值，所述p值大于q值，进出人员通过预设的一种或多种人物身份验证方式进行验证，以得到一个或者多个判断结果的映射值，进而与对应的置信度相乘并求平均值，作为物件识别值；
[0027]
在进入所述受控作业区时，若所述人物识别值大于第一预设阈值，则表明该人员有权限进入所述受控作业区；若所述物件识别值大于第二预设阈值，则表明该物件有权限进入受控作业区，并将该物件与验证后有权限的人员进行关联；在离开所述受控作业区时，对人员与随行的物件进行复检，若人员离开时随行的物件与进入时关联的物件完全一致，说明没有异物残留在受控作业区内，则能够直接离开，否则无法直接离开。
[0028]
其中，对人员与随行的物件离开所述受控作业区而设置三种不同的风险等级，所述风险等级包括对应不予出场的一级风险、对应有条件出场的二级风险、对应直接出场的三级风险，所述一级风险、二级风险和三级风险分别映射到一个互不交叉的阈值区间，对人员离开时随行的所有物件采用与进入时相同的身份验证方式进行复检，使得每个物件对应到一个或者多个判断结果的映射值并进行求和，然后除以所述人员进入时关联的物件数量，以得到该人员携带随行物件出场的风险值，若所述风险值处于三级风险等级对应的阈
值区间内，则能够直接离开所述受控作业区；若所述风险值处于二级风险等级对应的阈值区间内，则需要对差异进行解释，审核通过后，才能离开；若所述风险值处于一级风险等级对应的阈值区间内，则需要与安全员直接沟通解释，经安全员授权后才能离开。若所述人员离开时随行的物件不在该人员进场时关联的物件清单内，则该出场随行的物件不参与风险值的计算，并且不能直接带出。
[0029]
在本发明的一个实施例中，在进入所述受控作业区时，若发现一个物件的信息没有录入在所述备案数据库中，则至少采用拍照的方式存储该物件的图片，并申请物件临时登记备案，申请物件临时登记备案至少需要一个在所述备案数据库中备案人员的担保验证，并将该临时登记备案的物件与担保的人员进行关联。
[0030]
在进入所述受控作业区时，若一个人员的信息没有录入在所述备案数据库中，则需进行申请人员临时登记备案，申请人员临时登记备案至少需要一个在所述备案数据库中备案人员的担保验证，并将该临时登记备案的人员与担保的人员进行关联。
[0031]
人员离开时随行的物件与进入时关联的物件发生差异包括同类物件数量不一致、缺少了关联的物件类型、增加了非关联的物件类型。所述物件包括重复使用型物件和消耗型物件，若所述物件为消耗型物件，离开所述受控作业区则需提供该物件在所述受控作业区中消耗的去向。
[0032]
在本发明的一个实施例中，所述核电站受控作业区异物管理方法基于区块链的人员溯源方法，包括如下步骤：
[0033]
为实现人员的唯一性溯源，多元化采集人员身份(p
id
)特征数据库，如人像(p
id1
)、指纹(p
id2
)、身份证(p
id3
)、工作证(p
id4
)、口令(p
id5
)
……
。预置人员身份数据库，并分布式存储于不少于两个终端存储器中。在人员核验时，优先采用生物识别(人像或指纹)，亦可采用身份证号码或工作证号码结合口令的方式进行验证，确定该人员身份的合法性。
[0034]
人员身份合法性认定具体方法为：
[0035]
pid＝(a*p
id1
+b*p
id2
+c*p
id3
+d*p
id4
+e*p
id5
)/5
[0036]
其中：a～e分别为对应指标的置信度。
[0037]
其中，p
id1
～p
id5
判断结果为通过或不通过，分别映射到1或0。根据p
id
的计算结果，赋以相应权重，给予入场人员“准予进入”或“拒绝进入”的判别。当人员核验时，遇到数据库中没有录入且有合法人员陪同或证明的，给予临时id卡。
[0038]
为实现物件的唯一性溯源，多元化采集物件身份(m
id
)特征数据库，如图像(m
id1
)、射频标签(m
id2
)、二维码(m
id3
)
……
。预置物件身份数据库，并分布式存储于不少于两个终端存储器中。在物件核验时，可指定或随机采用一个或多个特征组合进行验证，当id识别值加权平均大于等于第二预设阈值时，则确定该物件身份的合法性。
[0039]
物件身份合法性认定具体方法为：
[0040]
mid＝(α*m
id1
+β*m
id2
+γ*m
id3
)/3
[0041]
其中：α、β、γ分别为对应指标的置信度，m
id1
～m
id3
判断结果为通过或不通过，分别映射到1或0。m
id1
～m
id3
由用户任选其一或多个组合，一旦选定，计算公式的分母也随之确定。根据m
id
的计算结果，赋以相应权重，给予入场物件“准予进入”或“拒绝进入”的判别。当物件核验时，遇到数据库中没有录入的物件，至少采用拍照的方式存储图片。当物件核验时，消耗性物料需记录进入数量。当物件核验时，随身佩戴的物件在系统中预置数据标签，
根据实际情况进行选择。
[0042]
为实现出入工作管理区物件的唯一性溯源，进入工作管理区时应进行人、物的关联。在管理区入口进行人员及物件核验，首先核验人员身份，再对携带物件进行核验，并对其进行进入唯一性关联。在管理区出口进行人员及物件核验，首先核验人员身份，再对携带物件进行核验，对一致物件进行唯一性核减。在管理区出口进行人员核验时，采取任何一种方式即可，核验其物件时，根据其带入物件数量及核验方式进行统计，成功记为1，不成功记为0，其中消耗性物料按其数量分别记入。
[0043]
对核验数据进行加数统计，并除以总数据，得出0～1的风险值r，管理人员可自行设定风险值阈值，根据不同风险值确定风险等级，对不同的风险等级采取相应的管理策略，，例如，一级风险不予出场、二级风险有条件出场、三级风险可以出场。
[0044]
下面以举例进行具体说明：
[0045]
在本实施例中，受控作业区涉及大型转动类设备的开盖检修，对任何异物均不可接受，有甲、乙二人携带相应物料及工具进出该工作区，如表1所示。
[0046]
表1：进场人员及物料状态表
[0047][0048]
在表1中，在库中已录入该信息的为已授权，标记为“√”；未在库中录入该信息的为未授权，标记为
“×”
。
[0049]
其中，人员信息核验人像(p
id1
)，或身份证(p
id3
)+口令(p
id5
)，物件信息核验图像(m
id1
)+射频标签(m
id2
)，或图像(m
id1
)。
[0050]
其中，置信度a设定为1，c设定为0.9，e设定为0.9；α设定为0.9，β设定为0.9，p
id
和m
id
的通过的预设阈值均设定为0.8。
[0051]
进一步地，甲、乙二人携带相应物件在进场时检测结果分别如表2和表3所示：
[0052]
表2：人员甲入场核验情况表
[0053]
表3：人员乙入场核验情况表
[0054][0055]
其中，甲员工进入该场所的置信度为：p
id
＝1
[0056]
乙员工进入该场所的置信度为：p
id
＝(0.9+0.9)/2＝0.9
[0057]
系统自动评估甲乙两人均允许入场。
[0058]
其中，对甲员工所携带物料的置信度计算，本实施例选择焊机、焊条和砂纸进行举例：
[0059]
焊机的置信度为：m
id
＝(0*0.9+1*0.9)/2＝0.45
[0060]
焊条的置信度为：m
id
＝(1*0.9+1*0.9)/2＝0.9
[0061]
砂纸的置信度为：m
id
＝(0*0.9+0*0.9)/2＝0
[0062]
显然，焊机为该项工作预设工具，但缺乏图像信息有异物风险，需补充完善信息方可入场；砂纸非该项工作预设物项，拒绝进入，需经评估确认为新增物料、完善信息后方可入场；焊条允许入场。其中，消耗性物料类，应确认进入数量一致性。甲乙二人其它物项按此方法逐一完成核验。该项核验工作均由系统自动评估，发现拒绝进入物项后才需人工介入。
[0063]
在人员出场时，逐一核验入场内容。例如，假定员工甲出场，系统首先识别甲员工身份，弹出其全部物项清单及入场识别方式。按其入场时识别方式逐一核减，正确为1，不正确为0，设定风险值等于1对应三级风险，此时允许出场，风险值大于0且小于1为二级风险，需完全确认后才允许出场，物料消耗需提供证明，物件转移或留滞续用需完成本人验证；风险值等于0对应一级风险，此时不允许出场。
[0064]
核验该员工物件情况如表4所示：
[0065]
表4：员工甲出厂时携带物件清单
[0066][0067]
此时，该员工物件出场风险值为：
[0068]
r＝(0+0+1+0+1+1+(1+1)*40+(1+1)*0+1+1+1)/(1+1+1+1+1+1+(1+1)*100+(1+1)*10+1+1+1)＝86/229＝0.376≠1
[0069]
系统判别该员工当前状态为二级风险，有条件出场。
[0070]
系统提示存在风险的设备和物料分别为：焊机、角磨机、焊条、砂纸。该员工在系统中输入焊机为留滞续用，提供60个焊条头及10张使用过的砂纸，并采用人像识别方式确认，系统二次核验风险值：
[0071]
r＝(1+1+1+0+1+1+(1+1)*100+(1+1)*10+1+1+1)/(1+1+1+1+1+1+(1+1)*100+(1+1)*10+1+1+1)＝228/229＝0.996≠1
[0072]
系统判别该员工当前状态依然为二级风险，有条件出场。检查角磨机，确认射频芯片因振动失效，无法识别。该员工填写说明，安检员核验确认后修正数据，完成出场放行。
[0073]
本发明提供的核电站受控作业区异物管理方法是一种基于区块链的人员及物品溯源方法，其基于失效模式与影响分析(fmea)的异物预警策略。
[0074]
在本发明的一个实施例中，提供了一种核电站受控作业区异物管理系统，包括一体式主机和手持式终端，所述一体式主机与所述手持式终端通信连接。其中，一体式主机包含存储、显示、运算单元，以及指纹识别、摄像头、无线路由器等，通常为一台高性能便携式计算机；手持式终端通常为一台可以运行安卓系统的智能设备，集成条码扫描、射频卡扫描、图像识别等功能；一体式主机与手持终端可通过主机自带路由器进行数据交互，也可采
用工作区专有网络建立通信；一体式主机和手持终端数据分布式存储、即时共享与更新，可协同使用或分别使用；一体式主机和手持终端在使用时具有管理员和安全员两种口令，管理员可创建数据库及执行安全检查，安全员只可执行安全检查。一体式主机和手持终端在安全检查时具有“进场”模式和“出场”模式，分别对应进入和离开的时候。一体式主机和手持终端在安全检查时对异常信息均可实现弹窗报警和声音报警。一体式主机和手持终端均可自由部署，对具有信标(如射频卡)的丢失物料具有离线查找、定位功能。所述一体式主机执行计算机程序时实现上述的核电站受控作业区异物管理方法中的步骤。本系统实施例的思想与上述实施例中检测方法的工作过程属于同一思想，通过全文引用的方式将上述关联方法实施例的全部内容并入本系统实施例，不再赘述。
[0075]
本发明提供的核电站受控作业区异物管理方法及系统通过建立人员和物件在进出时的有效身份认证流程，对受控作业区内的异物实现了精准的溯源和预警。
[0076]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种核电站受控作业区异物管理方法，其特征在于，包括以下步骤：对有权限进出核电厂的受控作业区的人员以及物件提前进行登记备案，形成备案数据库；设置人员进出受控作业区时的人物身份验证方式，所述人物身份验证方式的类型包括人像、指纹、身份证、工作证、口令中的一种或者多种验证方式，对每种人物身份验证方式赋予不同或者相同的置信度，每种人物身份验证方式的判断结果分为通过和不通过；若判断结果为通过，则其映射到x值；若判断结果为不通过，则其映射到y值，所述x值大于y值，进出人员通过预设的一种或多种人物身份验证方式进行验证，以得到一个或者多个判断结果的映射值，进而与对应的置信度相乘并求平均值,作为人物识别值；设置物件进出受控作业区时的人物身份验证方式，所述物件身份验证方式的类型包括图像、射频标签和二维码中的一种或者多种验证方式，对每种物件身份验证方式赋予不同或者相同的置信度，每种物件身份验证方式的判断结果分为通过和不通过，若判断结果为通过，则其映射到p值，若判断结果为不通过，则其映射到q值，所述p值大于q值，进出人员通过预设的一种或多种人物身份验证方式进行验证，以得到一个或者多个判断结果的映射值，进而与对应的置信度相乘并求平均值，作为物件识别值；在进入所述受控作业区时，若所述人物识别值大于第一预设阈值，则表明该人员有权限进入所述受控作业区；若所述物件识别值大于第二预设阈值，则表明该物件有权限进入受控作业区，并将该物件与验证后有权限的人员进行关联；在离开所述受控作业区时，对人员与随行的物件进行复检，若人员离开时随行的物件与进入时关联的物件完全一致，则能够直接离开，否则无法直接离开。2.根据权利要求1所述的核电站受控作业区异物管理方法，其特征在于，对人员与随行的物件离开所述受控作业区而设置三种不同的风险等级，所述风险等级包括对应不予出场的一级风险、对应有条件出场的二级风险、对应直接出场的三级风险，所述一级风险、二级风险和三级风险分别映射到一个阈值区间，对人员离开时随行的所有物件采用与进入时相同的身份验证方式进行复检，使得每个物件对应到一个或者多个判断结果的映射值并进行求和，然后除以所述人员进入时关联的物件数量，以得到该人员携带随行物件出场的风险值，若所述风险值处于三级风险等级对应的阈值区间内，则能够直接离开所述受控作业区。3.根据权利要求2所述的核电站受控作业区异物管理方法，其特征在于，若所述人员离开时随行的物件不在该人员进场时关联的物件清单内，则该出场随行的物件不参与风险值的计算，并且不能直接带出。4.根据权利要求1所述的核电站受控作业区异物管理方法，其特征在于，在进入所述受控作业区时，若发现一个物件的信息没有录入在所述备案数据库中，则至少采用拍照的方式存储该物件的图片，并申请物件临时登记备案，申请物件临时登记备案至少需要一个在所述备案数据库中备案人员的担保验证，并将该临时登记备案的物件与担保的人员进行关联。5.根据权利要求1所述的核电站受控作业区异物管理方法，其特征在于，在进入所述受控作业区时，若一个人员的信息没有录入在所述备案数据库中，则需进行申请人员临时登记备案，申请人员临时登记备案至少需要一个在所述备案数据库中备案人员的担保验证，并将该临时登记备案的人员与担保的人员进行关联。
6.根据权利要求1所述的核电站受控作业区异物管理方法，其特征在于，人员离开时随行的物件与进入时关联的物件发生差异包括同类物件数量不一致、缺少了关联的物件类型、增加了非关联的物件类型。7.根据权利要求6所述的核电站受控作业区异物管理方法，其特征在于，所述物件包括重复使用型物件和消耗型物件，若所述物件为消耗型物件，离开所述受控作业区则需提供该物件在所述受控作业区中消耗的去向。8.根据权利要求1所述的核电站受控作业区异物管理方法，其特征在于，所述备案数据库分布式存储在多个终端存储器中。9.根据权利要求1所述的核电站受控作业区异物管理方法，其特征在于，所述x值和p值均为1，所述y值和q值均为0，所述第一预设阈值和第二预设阈值的取值范围均为[0.6，1]。10.一种核电站受控作业区异物管理系统，其特征在于，包括一体式主机和手持式终端，所述一体式主机与所述手持式终端通信连接，所述手持式终端集成条码扫描、射频卡扫描、图像识别功能，所述一体式主机执行计算机程序时实现权利要求1-9中的任一项所述的核电站受控作业区异物管理方法中的步骤。

技术总结
本发明公开了一种核电站受控作业区异物管理方法及系统，包括以下步骤：对有权限进出核电厂的受控作业区的人员以及物件提前进行登记备案；设置人员进出受控作业区时的人物身份验证方式；设置物件进出受控作业区时的人物身份验证方式；在进入受控作业区时，若人物识别值大于第一预设阈值，则表明该人员有权限进入受控作业区；若物件识别值大于第二预设阈值，则表明该物件有权限进入受控作业区；在离开受控作业区时，对人员与随行的物件进行复检，若人员离开时随行的物件与进入时关联的物件完全一致，则能够直接离开。本发明提供的核电站受控作业区异物管理方法及系统能够对受控作业区内的异物进行精准的溯源和预警。控作业区内的异物进行精准的溯源和预警。控作业区内的异物进行精准的溯源和预警。


技术研发人员：孟亚辉 陈忠兵 朱秉程 杨佳 鲁立 黄乾 刘文清 周杰 吕一仕
受保护的技术使用者：中国广核集团有限公司 中国广核电力股份有限公司
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/7/19