放射源在線監控設計與應用探討

郭佑君

[摘 要]確保放射源安全使用和科學監管是核輻射安全監管工作的重點。為規范放射源在線監控管理工作，提高放射源在線監控水平，相關部門應采取必要的在線監控措施，不斷完善監控手段。以自動監測技術為基礎、輻射劑量率監測為核心，將放射源監測、GIS技術、移動通信技術相結合，對分散性的放射源進行實時監控、遠程定位、自動報警，以滿足放射源的安全監控要求。

[關鍵詞]放射源監管;自動監測;共建共享

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.20.068

[中圖分類號]X327[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194（2019）20-0-03

0 ? ? 引 言

輻射監管是生態環境保護的重要組成部分，是環保部門的法定職責，是環境保護工作的重要任務，是環境執法的基本依據，是環境監督的重要手段，是履行環境管理職責最基礎、最基本的技術支持。我國輻射環境監測始于20世紀50年代核工業建立初期，當時主要由核設施營運者自行監測，監測范圍局限于核設施周圍地區。20世紀80年代，原國家環境保護局組織開展了全國環境天然放射性水平調查研究。隨后于20世紀90年代又組織開展了針對核設施和核技術應用項目的放射性污染源調查和重點源監測，通過調查基本掌握了全國放射性污染源的數量及行業與地區分布。

近年來，隨著核輻射監測需求，各級監測機構每年需統計大量監測數據，為環保部門的管理和決策提供了科學依據，但是數據挖掘處理、綜合分析方面仍然存在問題。現有的數據處理方式工作效率低，很難保證結果的準確性，影響監測數據為環境管理服務的效果。針對核輻射監測中數據量大、種類繁多、分析處理復雜、質量難以保障且缺乏匯總分析手段的現狀，加之輻射源的分布較廣，需全面監控的特點，相關部門需要利用GIS系統進行地理信息定位，進而實現輻射地理信息監測數據直觀展示，有效提高監測管理工作效率，實現區域輻射源的實時監測。此外，還應充分利用信息化系統和物聯網技術實現涉源單位對放射源的精細化、標準化管理，提高涉源單位的管理水平和對移動放射源的實時監控，保障人民生命財產安全。協助管理部門有效進行輻射監管，系統具有易用性、穩定性、可恢復性和可維護性的特點，保證信息的高效性、準確性、安全性。

1 ? ? 放射源現狀

核能開發利用是大國發展的戰略必爭，是調整能源結構、應對氣候變化、建設生態文明以及確保國家安全的重要手段。我國已經成為世界最大的核技術利用國家之一，在用和廢棄放射源總數量超過20萬枚，在用射線裝置12萬多臺。核能與核技術利用的快速發展為我國經濟社會發展提供了強大助推力，但也使我國面臨的核輻射安全風險日益加大。我國放射源分布廣泛、種類繁多、性質復雜，從生產、銷售、使用、轉移、運輸、貯存到處理，處置各環節在時間與空間上都存在較大動態變化。目前，全國共有涉源單位1萬余家，在用放射源13萬多枚，其中，在用的Ⅰ類極高危險源、Ⅱ類高危險源和Ⅲ類危險源共計3.2萬枚，廣泛分布于全國各個省份，監管工作點多。放射源是把雙刃劍，既利國利民，又具有放射性和污染難以消除等危險特征，利用或處理不當會對人體健康和環境造成潛在危害。因此，放射源如何實現安全監管是一個難題。

2 ? ? 放射源在線監控設計與應用

2.1 ? 設計背景

據不完全統計，2009-2011年，全國共發生輻射事故51起，平均每年發生17起。多數為一般事故級別，以放射源丟失、被盜和失控為主，主要由安全保衛措施不到位、監控手段不健全、閑置或廢舊放射源處置不當幾種原因造成的。

2.2 ? 在線監控目標和架構

通過實施放射源在線監控建設，以信息標準化、操作自動化、監控全程化和決策智能化，切實提高放射源監管工作的可靠性和管理效能，確保人民群眾生命安全，實現經濟、環境與人類協調發展。同時，為輻射其他業務系統提供完善的、全面的數據支撐服務，打造一個集中的放射源信息化監管平臺。用信息系統和物聯網技術實現涉源單位對放射源的精細化、標準化管理，提高生態環境管理部門對涉源單位的管理水平和對移動放射源的實時監控，保障人民生命財產安全。圖1為在線監控整體系統架構。

2.3 ? 在線監控詳細設計

結合放射源管理現狀，相關部門應重點聚焦于高危放射源和作業活動的實時監管。具體分析高危放射源的“高危”本質，來源于3個方面：一是放射源本身的放射性危害，尤其是Ⅲ類及以上放射源;二是移動過程中的風險，主要涉及移動放射源;三是作業過程中的風險，包括作業環境、操作方式、現場管理等。通過對高危放射源的作業行為分析，以及對監控設備所依托的環境需求，可將監控、流程劃分為明顯的兩大類，即固定場地監控和非固定場地監控，主要區別在于該類場合是否存在具備供電和有線網絡條件的固定監控場地。

圖2是高危放射源全過程監控示意圖。固定場地監控包括在庫、出入庫和封存等環節監控，此時，固定監控場地可能是放射源庫房、廠內作業車間（如曝光室、探傷室）等，可用于放射源監控，其中，監控設備包括輻射劑量儀、RFID移動識別終端、RFID固定識別終端和庫房視頻監控終端。非固定場地監控則包括運輸、野外作業和暫存等環節監控，由于無法解決供電和有線網絡接入，可用于放射源監控的設備僅包括輻射劑量儀、RFID移動識別終端。

將固定場地監控和非固定場地監控無縫銜接，實現高危放射源在庫、出入庫、運輸、野外作業、暫存和封存環節的閉環監控，是整個放射源在線監控的重點。本著以技防促人防的原則，將監控設備和智能報警技術相結合，可有效提高放射源監管能力和效率。技防指系統對放射源在庫、出入庫、運輸、野外作業、暫存和封存等環節，分別進行輻射劑量、位置、RFID和視頻監控。系統可自動提醒用戶巡檢，用戶使用手機端APP，配合RFID移動識別終端，對放射源進行“三位一體”（劑量、位置、RFID）巡檢確認。人防根據移動放射源在庫房、運輸、作業（包括探傷、測井、勘探等）、野外暫存等不同狀態下，需要使用/管理人員進行人為狀態切換和強制性巡檢巡查，以此約束移動放射源使用/管理人員定期對移動放射源進行安全管理，達到安全用源的目的。

2.4 ? 放射源在線監控在四川省的實際應用

四川省是放射源大省，全國約60%的放射性同位素在四川生產，同時，全省現有各類放射源共計3 700余枚，遍布全省21個市州。四川省委、省政府高度重視核輻射安全監管工作，中國共產黨第十八次代表大會以來，四川省提出核輻射安全監管工作要適應全省經濟社會發展新常態，這對高危放射源及相關作業活動的安全管控提出了更高要求。2016年3月29日，四川省召開的第十二屆人民代表大會常務委員會第二十四次會議上通過了《四川省輻射污染防治條例》，該條例明確要求：“野外（室外）使用國家規定的Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類放射源，運輸國家規定的一類、二類放射性物品單位，應當建立放射源或者放射性物品運輸在線監控系統”。該條例的頒布施行，為四川省開展高危放射源及作業活動在線監控相關工作提供了有力的法律支撐。

在系統建設方面，堅持“資源整合、共建共享、統一管理、統一維護”的思路，開展平臺搭建和數據整合工作，監控范圍以Ⅲ類及以上放射源，優先覆蓋移動放射源。同時，明確劃分各類作業環節和狀態定義，將實際業務中的在庫、出入庫、運輸、作業、暫存、巡檢等多個關鍵流程標準化，形成閉環管理，配合信息化軟件，在操作層面提高人員作業的規范化程度。在各市州環保局的大力協調下，相關涉源單位積極配合。經過近1年的集成建設，截至目前，建設范圍覆蓋全省21市州中的16個，包括60余家涉源企業和醫院，使用監控平臺進行監管和作業的各級環保部門和企業操作人員近300人。

項目以自動監測技術為基礎、輻射劑量率監測為核心，將RFID射頻識別、GPS/GIS追蹤、視頻監控技術和移動通信技術相結合，構建高危放射源在線監控網絡，并建設相應的管理系統和APP，面向企業操作人員和環保部門管理者，對分散的、作業狀態各異的放射源實現實時監控、遠程定位、定期巡檢、自動報警，以滿足放射源的全面安全監控要求。建設目標本著“統一規劃、分步實施、協同推進、全面監管”的原則，計劃在“十三五”期間，完成高危放射源在線監控網絡全面建設，將全省高危放射源和相關涉源單位全部納入實時監控，如圖2所示。

2.5 ? 應用成果

項目集成了包括輻射劑量監測儀、RFID固定識別終端、RFID移動識別終端、網絡攝像機、網絡硬盤錄像機在內的多種監控設備，結合信息化管理軟件和移動APP，實時回傳輻射劑量、GPS、RFID狀態和視頻數據，實現了對放射源和曝光室、庫房等固定場地的貼身監控。通過項目建設，初步達到了以下3個方面的預期效果。第一，作業操作規范化。涉源單位操作人員使用配發的手機APP，配合監控設備，規范、便捷、高效地完成各類業務操作，將在庫、出入庫、運輸、作業、暫存和巡檢等多個關鍵環節無縫銜接，構成管理上的完整閉環。第二，業務監管實時化。省、市、縣三級輻射管理者均可以通過網絡迅速獲取屬地內任何一個受監控放射源的位置、輻射劑量曲線、作業狀態和報警信息以及任何一個受控曝光室或庫房的RFID射頻識別數據和視頻監控，實現數據分級、分區全面共享，落實動態實時監管。第三，風險管控智能化。依托智能管控機制和大數據分析技術，與配套建設的四川省核與輻射安全監管決策分析平臺相結合，自動對監控數據進行分析、研判，高效和準確識別風險，并可對各放射源、作業環節和操作人進行回溯，為放射源安全和輻射應急提供可靠保障。

3 ? ? 結 語

本文從放射源在線監控建設的背景條件下，通過分析國內當前放射源監管形勢，探討了在線監控設計和在四川省的實際應用以及應用成果，認為在全國范圍內對企業開展在線監控非常必要，對各省放射源監管業務開展將是一個巨大的支持。作為國家級平臺建設，需要有完善的頂層設計，包括政策法規、相關文件和技術標準規范。充分考慮各地實際的監管需求和已建成在線監控系統情況，最大限度兼容已有系統并支持預期擴展，實現國家級平臺與省級平臺的數據雙向共享。同時，有效打通監管業務中各省之間的數據壁壘，實現橫向業務協同，加大各省的監管力度，提升監管水平。

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