核電廠選址中飛機(jī)墜毀的概率評(píng)價(jià)問(wèn)題

李 勇，李文輝，張凌燕

(深圳中廣核工程設(shè)計(jì)有限公司，深圳 518049)

核電廠選址中飛機(jī)墜毀的概率評(píng)價(jià)問(wèn)題

李 勇，李文輝，張凌燕

(深圳中廣核工程設(shè)計(jì)有限公司，深圳 518049)

結(jié)合核電廠前期選址工作中的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)具體案例，從概率評(píng)價(jià)的計(jì)算方法到參數(shù)的選取，對(duì)飛機(jī)墜毀的概率評(píng)價(jià)問(wèn)題進(jìn)行了討論。結(jié)論指出，從目前到2020年，典型核電廠址區(qū)域內(nèi)墜機(jī)概率的量級(jí)介于10－9和10-8之間，小于篩選概率水平10－7，廠址區(qū)域內(nèi)墜機(jī)事件不構(gòu)成廠址成立的顛覆因素。

核電廠;飛機(jī)墜毀;概率評(píng)價(jià)

1 引言

伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展以及能源需求和環(huán)境保護(hù)壓力的日益增大，從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略考慮，積極發(fā)展核電已成為共識(shí)。國(guó)家《核電發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃 (2005～2020年)》的頒布更是在我國(guó)掀起了一股核電建設(shè)的高潮，到目前為止已有二十余個(gè)省份先后開(kāi)展了核電廠選址工作。

安全是核電廠選址工作首先關(guān)注的問(wèn)題，筆者結(jié)合在核電廠選址工作中的經(jīng)驗(yàn)，就飛機(jī)墜毀的概率評(píng)價(jià)問(wèn)題展開(kāi)討論。

2 我國(guó)核電廠選址中關(guān)于飛機(jī)墜毀的法規(guī)、導(dǎo)則

國(guó)家核安全局頒布的《核電廠廠址選擇安全規(guī)定》中明確要求，必須評(píng)價(jià)飛機(jī)在廠址上墜毀的可能性，并在評(píng)價(jià)時(shí)盡可能地考慮未來(lái)空中運(yùn)輸和飛機(jī)的特性?！逗穗姀S廠址選擇的外部人為事件》 (HAD101/04)指出，在廠址查勘階段，必須考慮飛機(jī)墜毀，可采用篩選距離值法和篩選概率水平法。同時(shí)指出，對(duì)于在核電廠4km范圍內(nèi)經(jīng)過(guò)的航線或起落通道需考慮其造成飛機(jī)墜毀的潛在危險(xiǎn)。在篩選概率水平法中，如果所有各類飛機(jī)相互影響事件的發(fā)生概率小于篩選概率水平，則不必作詳細(xì)評(píng)價(jià)。

文獻(xiàn)［1，2］給出的篩選概率水平值均為10－7次/年。

3 墜機(jī)概率評(píng)價(jià)的計(jì)算方法

某核電廠廠址區(qū)域民用飛機(jī)墜機(jī)概率評(píng)價(jià)報(bào)告中采用以下兩種方法計(jì)算墜機(jī)概率：

(1)考慮廠址區(qū)域上空墜機(jī)的墜機(jī)概率算法;

(2)考慮墜機(jī)點(diǎn)在廠址區(qū)域內(nèi)的墜機(jī)概率算法。

3.1 廠址區(qū)域上空墜機(jī)概率

計(jì)算思路：根據(jù)一年內(nèi)全國(guó)單位飛行里程上可能發(fā)生的事故次數(shù)計(jì)算出廠址上空給定航線段上可能發(fā)生的事故次數(shù)。

計(jì)算公式為：

其中，F(xiàn)為廠址區(qū)域內(nèi)墜機(jī)概率 (次/年); c為飛行里程事故率 (單位飛行里程上的事故次數(shù)，次/km);d為廠址區(qū)域內(nèi)航線的長(zhǎng)度，取為0.2km;M為一年內(nèi)廠址區(qū)域內(nèi)航線上的飛行架次 (架次)。

N為給定時(shí)間內(nèi)全國(guó)的運(yùn)輸事故次數(shù)(次);L為給定時(shí)間內(nèi)飛行總里程 (km)。

將式 (2)代入式 (1)可得：

3.2 廠址區(qū)域內(nèi)墜機(jī)概率

計(jì)算思路：飛機(jī)發(fā)生事故墜落時(shí)，墜落的方式可能是垂直下落，也可能是帶初速度的平拋運(yùn)動(dòng)。事故飛機(jī)的可能墜地面積比廠址區(qū)域面積大。本算法思路是，在計(jì)算廠址上空發(fā)生墜機(jī)概率的基礎(chǔ)上，考慮廠址面積占飛機(jī)可能墜地面積的比例，計(jì)算出廠址區(qū)域內(nèi)墜機(jī)概率。

計(jì)算公式：

其中，s為廠址區(qū)域面積 (km2);S為飛機(jī)可能墜地面積 (km2);x為飛機(jī)平拋距離(km);其余各符號(hào)含義同式 (1)。

假定飛機(jī)可能墜地區(qū)域?yàn)橐痪匦蚊娣e，該面積長(zhǎng)度為飛機(jī)作平拋運(yùn)動(dòng)的距離，面積的寬度是飛機(jī)偏離航線的距離。由于航線的篩選距離為距廠址4km范圍內(nèi)，所以我們可認(rèn)為飛機(jī)墜落區(qū)域的寬為航線左右各4km，即8km，這樣飛機(jī)墜落面積S為：

根據(jù)核安全導(dǎo)則HAD101/04規(guī)定，可取10000m2(40000m2作為計(jì)算飛計(jì)墜毀事件概率的有效廠址面積。為保守起見(jiàn)，將廠址面積取為40000m2，即：

將式 (2)、(5)代入式 (4)，得：

4 實(shí)例分析

擬選的某典型核電廠址A和B，距空中航線地面投影的最短距離分別為1.4km和3.6km，空中航線日均流量分別為9架次和22架次。

將全國(guó)運(yùn)輸事故次數(shù)N分別取為1998年至2007年10年內(nèi)重大以上運(yùn)輸事故次數(shù)、重大以上運(yùn)輸飛行階段事故次數(shù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1廠址墜機(jī)概率計(jì)算結(jié)果 單位：次/年

廠址區(qū)域上空墜機(jī)概率算法實(shí)際上是計(jì)算廠址上空航線段內(nèi)發(fā)生事故的概率。由于飛機(jī)在廠址上空發(fā)生事故不等于飛機(jī)會(huì)墜落在廠址區(qū)域內(nèi)，因此，廠址上空的墜機(jī)概率大于廠址區(qū)域內(nèi)的墜機(jī)概率。

廠址區(qū)域內(nèi)墜機(jī)概率算法既考慮了廠址上空發(fā)生事故的概率，又考慮了飛機(jī)墜落在廠址區(qū)域的可能性，對(duì)描述墜機(jī)事件對(duì)廠址的安全而言，這種算法更趨合理。

由表1可見(jiàn)，兩個(gè)廠址的區(qū)域內(nèi)墜機(jī)概率均小于篩選概率水平10－7，根據(jù)核安全導(dǎo)則HAD101/04的規(guī)定，不必對(duì)航線作進(jìn)一步的詳細(xì)評(píng)價(jià)。

5 結(jié)果討論

在式 (3)和 (7)中，廠址區(qū)域內(nèi)航線的長(zhǎng)度d和廠址區(qū)域面積s不發(fā)生變化，影響計(jì)算結(jié)果的輸入條件只有全國(guó)運(yùn)輸事故次數(shù)N、飛行總里程L和航線上的飛行架次M三個(gè)因素。

全國(guó)運(yùn)輸事故次數(shù)N和飛行總里程L一般取一段時(shí)間內(nèi)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，其比值反映了統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)我國(guó)民航的安全水平，上述實(shí)例分析中N和L取我國(guó)1998年至2007年近10年的數(shù)據(jù)。根據(jù)《中國(guó)民用航空安全規(guī)劃綱要(2001～2010年)》提出的運(yùn)輸事故萬(wàn)次率和1998年至2007年近10年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)2020年全國(guó)運(yùn)輸事故次數(shù)N、飛行總里程L和兩廠址A、B上空航線飛行架次M，計(jì)算得到上述兩廠址區(qū)域內(nèi)墜機(jī)概率分別為2.04× 10－8次/年和4.69×10－8次/年，高于目前水平，但均小于篩選概率水平10－7。

以上討論中全國(guó)運(yùn)輸事故次數(shù)N、飛行總里程L和航線上的飛行架次M的選取均具有保守性和代表性，因此計(jì)算結(jié)果保守、可信。

隨著民航安全的進(jìn)一步提高，運(yùn)輸事故次數(shù)N會(huì)進(jìn)一步降低，且飛行總里程L會(huì)進(jìn)一步增大，即使航線飛行架次M比上述預(yù)測(cè)值有所增大，廠址區(qū)域內(nèi)墜機(jī)概率也不會(huì)增大。

6 結(jié)論

目前我國(guó)正處于新的核電發(fā)展時(shí)期，核電廠的前期選址調(diào)查在全國(guó)范圍內(nèi)展開(kāi)。本文根據(jù)筆者在核電廠前期選址工作中的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)具體案例，從概率評(píng)價(jià)的計(jì)算方法到參數(shù)的選取，對(duì)飛機(jī)墜毀的概率評(píng)價(jià)問(wèn)題進(jìn)行了討論。結(jié)論指出，從目前到2020年，典型核電廠址區(qū)域內(nèi)墜機(jī)概率的量級(jí)介于10－9和10－8之間，小于篩選概率水平10－7，廠址區(qū)域內(nèi)墜機(jī)事件不構(gòu)成廠址成立的顛覆因素。

［1］國(guó)家核安全局.核安全導(dǎo)則匯編.中國(guó)法制出版社，2000

［2］IAEA.安全標(biāo)準(zhǔn)從書(shū)：核電廠廠址評(píng)價(jià)中的外部人為事件 (NS-G-3.1).國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)，2002

The Subject of Aircraft Crash Probabilistic Assessment on Siting of Nuclear Power Plant

LIYong，LIWenhui，ZHANG Lingyan
(China Nuc lear Power Design Com pany Ltd.(Shenzhen)，Shenzhen 518049，China)

Based on experience of siting of nuclear power plant，the subject of aircraft crash probabilistic assessment has been discussed by choosing computing method and parameter through demonstrating specific case.Conclusions pointed out that，from now to the year of 2020，the scale of aircraft crash probability of inner nuclear power plant site is from 10－9to 10－8，less than the screening probability 10－7，the aircraft crash in inner nuclear power plant site is not a subversion factor to the site.

nuclear power plant;aircraft crash;probabilistic assessment