基于物聯網技術的放射源監控管理應用與實踐
——以昆明市放射源物聯網管理系統為例

陶 碩，張 冰，周 潔，李泠潞

(云南省昆明市環境監控中心，云南 昆明 650032)

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基于物聯網技術的放射源監控管理應用與實踐
——以昆明市放射源物聯網管理系統為例

陶 碩，張 冰，周 潔，李泠潞

(云南省昆明市環境監控中心，云南 昆明 650032)

摘要：指出了隨著物聯網技術的不斷發展，放射源監管傳統的管理模式已不適應發展和管理的需要，必將被取代。分析了物聯網技術與放射源監管需求的關系，提出了采用物聯網技術提升放射源監管能力這一重要手段，并以昆明市放射源物聯網監控管理系統建設成果揭示了放射源監控管理新的管理思路和模式。

關鍵詞：放射源； 物聯網； RFID技術； 傳感器；管理系統

1環保放射源管理現狀

目前，放射源已經廣泛應用于工業、農業、醫學、資源、環境、軍事、科學研究等領域。放射源在給人們帶來巨大技術進步與經濟效益的同時，其輻射安全與放射性污染等問題也越來越突出。放射源的安全使用和科學監管已成為當前環保工作的難點和重點。但管理現狀卻不容樂觀，潛伏的危機讓管理部門不容忽視，因管理不善造成放射源丟失事件讓人警鐘長鳴，如2014年5月7日南京放射源銥-192丟失事件。2004年全國普查放射源數量既超14萬枚，其中至少2000枚廢舊放射源下落不明。加之放射源本身無色無味，外形似普通金屬物或者鉛罐，不易被識別，管理難度大，放射源企業(以下簡稱涉源企業)傳統手工臺帳式的管理模式也不適應當前的發展需要，為加強放射源管理，國家先后出臺了《中華人民共和國放射性污染防治法》、《放射性物品運輸安全許可管理辦法》、《民用核安全設備監督管理條例》、《放射性同位素與射線裝置安全和防護管理辦法》等放射源管理的法律法規，但制度的落實需要有先進的管理手段和技術進行支撐，放射源監管能力亟待通過先進技術手段來提升，物聯網技術則是其中必不可少的重要手段之一。

2物聯網是放射源監管的重要手段

物聯網是近幾年迅速發展并為人們所熟知的概念、物聯網技術，顧名思義，物聯網是物與物，人與物之間的信息傳遞與控制技術。物聯網的基本特性主要是全面感知、可靠傳輸、智能控制。其體系架構分為3層，自下而上分別是感知層，網絡層和應用層。在物聯網感知層應用中有3項關鍵技術：①傳感器技術;②RFID技術;③嵌入式系統技術。這3項技術也是使物聯網應用范圍不斷拓展的關鍵因素，目前物聯網的主要應用領域在于智能物流、智能交通、智能樓宇、智能電網、環境監測等主要方面。筆者所述物聯網應用于放射源管理的案例也屬于環境監測的應用實踐。放射源監管離不開物聯網技術這是由放射源本身的輻射安全特性所決定的，監管部門只能通過物聯網所具有的感知能力、傳輸能力及控制能力，才能獲取到放射源的具體信息、掌握放射源的實時狀況。

3物聯網技術與放射源管理需求的契合點

在放射源使用過程中，管理部門最為關注的是3件事情：①放射源必須在環評批準的特定區域內安全使用和存放，未經管理部門批準，不能離開設定區域。②放射源在使用過程中出現異常情況，管理部門必須在第一時間獲得報警信息，采取相應的應急預案。③放射源的日常管理是否合乎規范，管理制度是否落到實處。以上3點都是管理部門最為關注的要素。

結合物聯網是物與物，人與物之間信息傳遞與控制的概念，放射源本身也是1種物質，其管理也可以實現物聯網化。物聯網在放射源管理中的起到的關鍵作用是感知放射源的存在，并將感知到的信息通過網絡發送到監管部門信息平臺，以便監管部門更好的采取相應的管理措施和手段。目前物聯網技術與放射源監管契合點主要為以下7個方面。

(1)通過GPS-CPS設備與放射源綁定可以實時告知管理部門放射源位置——即獲得放射源的位置信息。

(2)通過輻射在線監測設備獲取放射性強度——即獲取放射源的輻射劑量信息。

(3)管理部門放射源監控平臺接收涉源企業放射源的實時位置信息和劑量信息，并通過GIS地理信息平臺分析顯示，能有效掌控放射源分布情況，以便發生輻射泄露等安全事故時，及時開展應急處理和決策。

(4)通過對放射源標識牌進行二維碼標識，移動手持設備掃描后可以獲取放射源名稱、類型，活度等相關屬性信息，便于管理部門現場檢查核實情況。

(5)通過RFID電子標簽對固定放射源存放點進行標識，企業管理人員可以對放射源開展日常電子巡更，方便涉源企業管理措施的落實。

(6)通過紅外或電磁門徑傳感器可以對放射源的存放和轉移情況進行實時監控，出現突發事件，可以短信或電話向監管部門自動報警。

(7)通過視頻監控可以對放射源存放源庫進行實時視頻監控，便于提升安全防護監管能力。

以上技術的實現方法只是物聯網技術在放射源監管運用的一些體現，說明了物聯網技術可以有效提升放射源監管手段。

4昆明市放射源物聯網管理系統

昆明市放射源物聯網管理系統作為昆明市數字環保建設的重要組成部分，建設的總體目標是利用先進的物聯網技術、計算機網絡技術、地理信息技術(GIS)、衛星定位技術(GPS)，建立一個集物聯網標簽識別、視頻監控、GPS跟蹤、指紋巡查、智能督查及可視化管理為一體的放射源物聯網監控與管理平臺。

4.1系統概況

系統建設的目標是圍繞放射源位置信息和輻射劑量參數2項基本指標，實現實時監測、實時傳輸、實時顯示與報警。環保部門可以通過監控系統隨時掌握該區域放射源的使用和存放狀況。該系統是在昆明市數字環保總體框架下進行構建，實現了放射源企業與污染源檔案數據的對接,實現了放射源數據與原有系統的交互及共享。

4.2系統組成

該系統遵循物聯網體系架構的結構模式，系統結構見圖1，實現了感知層、網絡層和應用層的3層應用。

感知層：由輻射監測儀、GPS-CPS定位儀、視頻攝像頭、安防報警設備、RFID標簽、巡更管理設備等組成。主要完成對放射源所在場所進行監控、并對過程和狀態的信息進行采集工作。

網絡層：利用有線、無線網絡等多種傳輸手段，將實時采集的數據傳輸至監控中心。

應用層：應用層包含企業端、環保端和移動端的功能，從業務管理人員、現場檢查人員、企業工作人員的角度對放射源管理業務模式進行梳理和整合，實現了現階段放射源管理的相關業務邏輯。另外將感知層采集到的信息在GIS地理信息平臺上進行展示，方便進行查詢分析。

圖1系統結構

4.3監測技術

通過GPS-CPS、輻射監測等技術、實現了放射源在GIS地圖上的展示(圖2)和輻射劑量的監控。

圖2　環保端系統

4.4管理模式

通過RFID技術，實現了企業對放射源管理電子巡更的日常管理模式(圖3)。

圖3　環保端系統

4.5監控手段

通過對android運用的開發，實現了手持移動設備對放射源監控管理的查詢，方便現場檢查人員對放射源相關信息的核實檢查(圖4)。

圖4　移動端系統

5結語

放射源監管是環保工作的重要組成部份，但監管難度大、監管力度小、監管手段落后,仍是現階段管理的普遍現狀。隨著環保管理要求的提高，強化對放射源管理必然是工作重點，物聯網可以說是放射源與監管部門連接的橋梁和紐帶，物聯網技術的發展也必然促進放射源管理能力的提升，放射源管理與物聯網技術相結合必將是大勢所趨。

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收稿日期：2016-04-01

作者簡介：陶碩(1978—)，男，工程師，主要從事環境信息軟件工程工作。

中圖分類號：X84

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)10-0230-03