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我国是一个海洋大国，开发和利用海岛资源是我国未来发展的重要战略，海洋经济将成为我国沿海各大省份未来发展的重点。充分利用海岛资源优势，发展海岛核电，对沿海各省后续核电的发展具有特别重要的意义。但由于海岛核电在国内外还没有实例，海岛核电厂址的开发尚处于探索阶段，与普通滨海厂址相比，其应急方面的问题一直受到核安全监管部门以及公众的关注。
近些年来，我国已经开展了对海岛核电的应急可行性研究，由于海岛特殊的地理位置，相比一般的核电厂址，在事故应急时会面临特殊的问题。首先是事故条件下需要采取紧急防护行动的人口数量，国内已有核电厂烟羽应急计划区内的人口数一般为几万人甚至更多，而对于海岛而言，除了岛上居民外，周围10 km内几乎没有居民，事故条件下需要采取应急行动的居民数量较少。第二个不同点则是海岛居民撤离的特殊性。世界范围内，目前尚未有在海岛建设核电厂的经验，对于一般电厂要求的两个不同方向撤离道路，实现起来会出现困难。
《核动力厂厂址应急条件评价》报批稿中要求对拟建核电厂址的应急撤离可行性进行研究[1]，其中明确要求对应急撤离时间进行估计(Evacuation Time Estimate，ETE)。本文根据以上要求，对某拟建海岛核电厂址应急撤离能力进行了初步分析研究。
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此拟建核电厂的海岛面积8.44 km2，坡岗起伏，土层深厚，森林覆盖率达40%以上，最高大山岗海拔152.6 m，岛上有15个自然村落，常住居民2 459人，分设4个行政村。岛上居民以渔业为主，周围有多个渔业养殖场。岛上的自然村之间有简单的道路连接，而当地与外界的联系主要通过渔船实现，目前此海岛至临近大型岛屿有固定的客运船只。
根据此岛所在县统计局公布的数据，截至2013年5月，此县专门从事海运的船舶有319艘，其中客运船舶23艘，共有客位约6 124个，每艘轮船大约可能容纳近300人。同时还有万吨级以上货运船只296艘。当月港口旅客吞吐量为4.489×105人，货物吞吐量4.04×106 t。可见此县整体具有较好的海运能力。
在下文的模拟估算中，在天气条件允许正常通航的条件下，假定采用船舶的方式将海岛上的居民和核电厂工作人员撤离到某临近岛屿，调配的船只数量可以保守地取2～4艘，也就是每次可以撤离600人至1 200人。根据初步的规划，如果在此海岛上建设核电厂，将会修建从该岛至临近岛屿的跨海大桥，其距离大约为10～15 km。本文也将针对从跨海大桥撤离的情形进行模拟估算。
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撤离是指将人员迅速和临时地从某一区域转移，以避免或减少紧急情况下的短期辐射照射。对于此拟建厂址，四面环海，较为现实的撤离手段首先是通过轮船将岛上居民和核电厂的工作人员疏散到邻近的县城或者其他岛屿；如前所述，考虑核电厂建设期间的运输，拟修建此岛至临近岛屿的跨海大桥，可以作为进厂道路和事故条件下的应急撤离道路，因此跨海大桥也可以作为撤离的一种途径。根据现有的厂址条件，岛上居民分布较为分散，且交通不便，核电厂事故应急条件下如果将岛上所有居民都集中起来，基本需要依靠步行的方式。
居民到集结点时间的估算分为两个部分：一部分是出行时间(Trip Generation Time，TGT)的计算，为居民在收到撤离通知后到开始撤离之间所经历的时间，这一部分的研究过程比较复杂，基本上采取的方法都是通过一定的概率分布或者函数关系式来假设；另一部分是通行时间(Travel Time，TT)的计算，这段时间通常情况下依靠计算机程序的模拟来实现[2]。
考虑到海岛的特殊性，极端天气条件下撤离不太可行，所以本计算中只考虑了正常天气条件下的情况(白天、晴天、平常的休息日)。撤离时应采用以公共交通工具撤离与步行自行撤离到集合点相结合的撤离方式。对于公共交通工具撤离，需要考虑撤离集结点、收容站的设置及公共交通撤离模式[3-4]。综合考虑，在海岛上设置了5个集结点，如图1所示。
Figure 1. Distribution of Evacuation Assembly Point
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此计算假设在海岛上设置了5个集结点，共同步行到最左侧的码头处，由轮船转移。由于岛上居民撤离到岸边只能采用步行，所以在交通模拟软件中把人当成车辆来模拟，速度调节成步行速度，相应的参数也应作一些改动。先使用自主研发的交通模拟程序模拟岛上所有居民撤离到码头处的时间，再分析计算从码头处用船撤离到临近岛屿所用的时间。计算所用交通模拟程序，对于机动车(公交车、小汽车、摩托车、农用车等)，系统利用元胞自动机模型(NaSch模型)仿真车辆的运动；对于非机动车(自行车、步行)，系统利用排队模型仿真其运动行为。假设海岛核电居民数为2 400人(大约800户)，居民出行时间分布按对数正态分布来计算[5-6]，见图2。
Figure 2. Distribution of Trip Generation Time
本文使用自主研发的交通模拟软件在已经给定流量和路径的撤离网络中进行交通模拟运行，最后可以得出撤离过程中撤离人数比率随时间的变化，如图3所示。程序中需要输入撤离的路径，道路的参数(长度、宽度、自由流速度)，集合点在每个时间段的人数，然后分时间段进行模拟循环，直至所有的人都撤离至目的地。一般取95%人口撤离时间作为指导值[7]，由此可知，各居民点到码头处所用时间大约为90 min。
Figure 3. Variation of Rate of Steamboat Evacuation with Time
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和轮船撤离一样，在海岛上设置了5个集结点，共同步行至岛的东侧，通过跨海大桥进行撤离。先用交通模拟软件模拟岛上所有居民撤离到跨海大桥所用的时间，再分析计算通过跨海大桥撤离到临近岛屿所用的时间。由计算结果(图4)可知：95%居民撤离到跨海大桥处所需时间大约为75 min。
Figure 4. Variation of Rate of Bridge Evacuation with Time
2.1 估算方法
2.2 轮船撤离
2.3 跨海大桥撤离
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前文给出了一般情况下海岛居民撤离到码头或者跨海大桥处的过程和时间，尽管模拟计算有很大的不确定性，并且受天气条件的影响较大，但可以给我们一个大致的判断。本节要解决的问题是对撤离的最后一个环节，即将人员从码头或者跨海大桥转运至某临近大型岛屿所需的时间。
考虑到计算模型实现的难易程度，这里仅考虑几个主要的因素：海岛码头或者跨海大桥集结点人员随时间的变化，交通工具的数量和每个车船的载客量，航线(跨海大桥)的距离，轮船(车辆)的行驶速度。对于更细节的人员进入交通工具的过程不明确考虑，但是要求每辆车(船)之间保持一定的间隔。
假定海岛居民到达码头或者桥头时，轮船或者汽车已经达到。轮船和车辆依次装满乘客，然后运输至临近岛屿，如果有需要，这些车辆和轮船再次返航，最终将所有居民撤离至临近岛屿。
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根据当地现有的客轮数量和规模，假定撤离时调配的船只数量为2～4艘，也就是每次可以撤离600～1 200人。具体的撤离路线是从海岛西部的码头至临近岛屿的码头，总的距离大约为15 km。通过公众的到达码头的时间分布与轮船的容量与往返时间，编程实现模拟的过程。撤离的时间分布如图5所示。
Figure 5. Simulation of Steamboat Evacuation
计算中假定可用的轮船数量为4艘，可以看出，经过大约0.5 h，码头处的人员达到一定的数量，之后随着轮船陆续离开，码头上的人持续减少。但四艘轮船离开之后，需要一定时间才能返回，但这个过程中持续有新的公众从家到达码头，在大约1.5 h时接近1 200人，轮船返航一次，就可以将所有的居民撤离走。由于轮船每次能够运输较多的居民，是比较有效的撤离方式。
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跨海大桥撤离主要依靠车辆的运输，对于应急条件下可用车辆的情况，这里给出小轿车和大客车两种不同方案；第一种情况下假定可以调集50辆小轿车类型的车辆，考虑其中车辆可容纳较多的人，假定每辆车平均载客量为5人；第二种假定20辆大巴车，每辆可以载客30人。汽车在撤离过程中需要行驶的距离为15 km，平均车速为50 km/h。撤离的时间分布如图6和图7所示。
Figure 6. Simulation of Vehicle Evacuation
Figure 7. Simulation of Bus Evacuation
由于小客车运力的限制，可以看到，在开始撤离行动5 h后，海岛上仍然剩余大约400人。最终需要大约6 h才能将公众完全撤离。而如果采用大巴车，则运力明显提高，可以在大约3 h内将人员全部撤离。
3.1 轮船撤离
3.2 跨海大桥撤离
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本文针对事故条件下某拟建海岛核电厂周围居民的撤离时间和过程进行了简单的模拟，结果表明，在天气条件允许的情况下，当地居民需要2～6 h从海岛撤离到临近的大型岛屿。无论是通过轮船或者跨海大桥，只要有充足的交通工具，那么这些方案都是可行的。由于海岛的地形限制，实际撤离数千居民，最需要关注的是居民从接到通知后，从家里到达集中的码头或者跨海大桥的过程。但是这个过程可以在核电厂建设阶段，通过修建道路或者搬迁居民而得到较好解决[8]。
本文模拟的情况都有一定的主观性和较大的不确定性。如采用小客车撤离时，仅假定了50辆，实际上可能有更多可用车辆，或者是小客车与大巴车混合的模式，但是模拟的过程可以提前发现应急撤离过程中可能存在的问题，对厂址的应急决策支持有一定的积极意义。但考虑到海岛可能出现台风、大雾、大风等不利的天气条件，以上的撤离方式均难以实现，这时候就必须要考虑临时隐蔽的应急防护措施。
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