李 勇，李文輝，張凌燕

(深圳中廣核工程設計有限公司，深圳 518049)

核電廠選址中飛機墜毀的概率評價問題

李 勇，李文輝，張凌燕

(深圳中廣核工程設計有限公司，深圳 518049)

結合核電廠前期選址工作中的經(jīng)驗，通過具體案例，從概率評價的計算方法到參數(shù)的選取，對飛機墜毀的概率評價問題進行了討論。結論指出，從目前到2020年，典型核電廠址區(qū)域內墜機概率的量級介于10－9和10-8之間，小于篩選概率水平10－7，廠址區(qū)域內墜機事件不構成廠址成立的顛覆因素。

核電廠;飛機墜毀;概率評價

1 引言

伴隨我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展以及能源需求和環(huán)境保護壓力的日益增大，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。國家《核電發(fā)展中長期規(guī)劃 (2005～2020年)》的頒布更是在我國掀起了一股核電建設的高潮，到目前為止已有二十余個省份先后開展了核電廠選址工作。

安全是核電廠選址工作首先關注的問題，筆者結合在核電廠選址工作中的經(jīng)驗，就飛機墜毀的概率評價問題展開討論。

2 我國核電廠選址中關于飛機墜毀的法規(guī)、導則

國家核安全局頒布的《核電廠廠址選擇安全規(guī)定》中明確要求，必須評價飛機在廠址上墜毀的可能性，并在評價時盡可能地考慮未來空中運輸和飛機的特性?！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，必須考慮飛機墜毀，可采用篩選距離值法和篩選概率水平法。同時指出，對于在核電廠4km范圍內經(jīng)過的航線或起落通道需考慮其造成飛機墜毀的潛在危險。在篩選概率水平法中，如果所有各類飛機相互影響事件的發(fā)生概率小于篩選概率水平，則不必作詳細評價。

文獻［1，2］給出的篩選概率水平值均為10－7次/年。

3 墜機概率評價的計算方法

某核電廠廠址區(qū)域民用飛機墜機概率評價報告中采用以下兩種方法計算墜機概率：

(1)考慮廠址區(qū)域上空墜機的墜機概率算法;

(2)考慮墜機點在廠址區(qū)域內的墜機概率算法。

3.1 廠址區(qū)域上空墜機概率

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

計算公式為：

其中，F(xiàn)為廠址區(qū)域內墜機概率 (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)域內航線的長度，取為0.2km;M為一年內廠址區(qū)域內航線上的飛行架次 (架次)。

N為給定時間內全國的運輸事故次數(shù)(次);L為給定時間內飛行總里程 (km)。

將式 (2)代入式 (1)可得：

3.2 廠址區(qū)域內墜機概率

計算思路：飛機發(fā)生事故墜落時，墜落的方式可能是垂直下落，也可能是帶初速度的平拋運動。事故飛機的可能墜地面積比廠址區(qū)域面積大。本算法思路是，在計算廠址上空發(fā)生墜機概率的基礎上，考慮廠址面積占飛機可能墜地面積的比例，計算出廠址區(qū)域內墜機概率。

計算公式：

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

假定飛機可能墜地區(qū)域為一矩形面積，該面積長度為飛機作平拋運動的距離，面積的寬度是飛機偏離航線的距離。由于航線的篩選距離為距廠址4km范圍內，所以我們可認為飛機墜落區(qū)域的寬為航線左右各4km，即8km，這樣飛機墜落面積S為：

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

將式 (2)、(5)代入式 (4)，得：

4 實例分析

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。

將全國運輸事故次數(shù)N分別取為1998年至2007年10年內重大以上運輸事故次數(shù)、重大以上運輸飛行階段事故次數(shù)進行計算，結果見表1。

表1廠址墜機概率計算結果 單位：次/年

廠址區(qū)域上空墜機概率算法實際上是計算廠址上空航線段內發(fā)生事故的概率。由于飛機在廠址上空發(fā)生事故不等于飛機會墜落在廠址區(qū)域內，因此，廠址上空的墜機概率大于廠址區(qū)域內的墜機概率。

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

由表1可見，兩個廠址的區(qū)域內墜機概率均小于篩選概率水平10－7，根據(jù)核安全導則HAD101/04的規(guī)定，不必對航線作進一步的詳細評價。

5 結果討論

在式 (3)和 (7)中，廠址區(qū)域內航線的長度d和廠址區(qū)域面積s不發(fā)生變化，影響計算結果的輸入條件只有全國運輸事故次數(shù)N、飛行總里程L和航線上的飛行架次M三個因素。

全國運輸事故次數(shù)N和飛行總里程L一般取一段時間內的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，其比值反映了統(tǒng)計時間段內我國民航的安全水平，上述實例分析中N和L取我國1998年至2007年近10年的數(shù)據(jù)。根據(jù)《中國民用航空安全規(guī)劃綱要(2001～2010年)》提出的運輸事故萬次率和1998年至2007年近10年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)預測2020年全國運輸事故次數(shù)N、飛行總里程L和兩廠址A、B上空航線飛行架次M，計算得到上述兩廠址區(qū)域內墜機概率分別為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。

以上討論中全國運輸事故次數(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，因此計算結果保守、可信。

隨著民航安全的進一步提高，運輸事故次數(shù)N會進一步降低，且飛行總里程L會進一步增大，即使航線飛行架次M比上述預測值有所增大，廠址區(qū)域內墜機概率也不會增大。

6 結論

目前我國正處于新的核電發(fā)展時期，核電廠的前期選址調查在全國范圍內展開。本文根據(jù)筆者在核電廠前期選址工作中的經(jīng)驗，通過具體案例，從概率評價的計算方法到參數(shù)的選取，對飛機墜毀的概率評價問題進行了討論。結論指出，從目前到2020年，典型核電廠址區(qū)域內墜機概率的量級介于10－9和10－8之間，小于篩選概率水平10－7，廠址區(qū)域內墜機事件不構成廠址成立的顛覆因素。

［1］國家核安全局.核安全導則匯編.中國法制出版社，2000

［2］IAEA.安全標準從書：核電廠廠址評價中的外部人為事件 (NS-G-3.1).國際原子能機構，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