甘肅省高風險移動放射源在線監(jiān)管系統(tǒng)總體設計

王海山，閆德坤，鄭舒綺，李夢飛，于海福，肖韋華

（1.甘肅省核與輻射安全中心，甘肅 蘭州 730020；2.甘肅省生態(tài)環(huán)境廳，甘肅 蘭州 730000；3.北京瑞邦鑫泉科技股份有限公司，北京 100094）

放射源應用具有范圍廣、使用數(shù)量多、使用較為分散等特點，如監(jiān)管不到位，極易發(fā)生丟失、被盜等事故，給公眾和環(huán)境造成危害及影響。比如，移動探傷檢測環(huán)節(jié)的行業(yè)事故發(fā)生概率最高，移動探傷工作移動性強，工作地點較偏僻，交通不便，增加了監(jiān)管部門現(xiàn)場監(jiān)管的難度。比如移動X、γ探傷設備長期在野外工作，設備易損壞，由于缺少實時性的探傷監(jiān)測設備，容易出現(xiàn)誤照射現(xiàn)象。

甘肅省作為一個核技術利用大省，其放射源數(shù)量較多。全省共有核準使用放射源單位86家（生態(tài)環(huán)境部監(jiān)管單位和軍隊單位除外）。共有放射源1871枚（其中Ⅱ類放射源65枚，Ⅲ類放射源12枚，Ⅳ類放射源978枚，Ⅴ類放射源786枚，類別不清30枚）；其中高風險放射源（Ⅱ類）使用單位6家，分別為蘭州市2家，蘭州新區(qū)1家，嘉峪關1家，慶陽市1家，酒泉市1家，共有Ⅱ類放射源65枚。

信息技術的發(fā)展，尤其是物聯(lián)網(wǎng)技術的大力發(fā)展，使得我們可以借助RFID、現(xiàn)代通訊、新型探測器、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫、地理信息（GIS）、衛(wèi)星定位、自動控制等先進技術，開發(fā)基于各類綜合技術的放射源在線監(jiān)管系統(tǒng)，通過一體化的平臺管理軟件與配套智能終端監(jiān)控設備，實現(xiàn)對移動放射源監(jiān)控信息數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理、計算、分析等過程信息化管理，建立有效管理移動放射源的在線監(jiān)管。

1 放射源在線監(jiān)管系統(tǒng)設計

1.1 移動放射源在線監(jiān)管系統(tǒng)設計思路

系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)、GIS（地理信息）、RFID（電子標簽）、輻射劑量采集、GPS全球定位、GPRS、多傳感融合等先進的技術手段，以實現(xiàn)放射源在存儲、運輸、作業(yè)環(huán)節(jié)中的安全管理為目標，幫助監(jiān)管部門和用源單位及時、直觀、形象地了解放射源的動態(tài)信息，實現(xiàn)對放射源位置監(jiān)測、劑量率監(jiān)測、作業(yè)狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)通信、事故報警、應急處理和統(tǒng)計分析等功能。

1.2 移動放射源應用場景分析

對于移動源的監(jiān)管，從三個方面考慮：一是防止移動源出庫后全過程中意外丟失；二是移動源的意外泄漏對工作人員造成傷害；三是為用源單位做工作量化管理。放射源存儲管理如圖1所示。

圖1 放射源存儲管理示意圖

庫房管理模式主要針對源庫中放射源設備，進行實時監(jiān)控：

1）當放射源設備在源庫中存放時，放射源監(jiān)管終端可對放射源設備的狀態(tài)進行實時監(jiān)控。裝配了放射源監(jiān)管標簽的放射源設備，將當前劑量率、電量、GPS信息等數(shù)據(jù)發(fā)送到庫房監(jiān)管中心機，并統(tǒng)計監(jiān)管范圍內的設備數(shù)量，隨后通過庫房監(jiān)管中心機的無線通訊方式上傳到云平臺。

2）當放射源設備離開源庫的同時，監(jiān)管標簽脫離了庫房監(jiān)管中心機的監(jiān)測范圍，確認放射源設備已經(jīng)離開庫房，隨后通過庫房監(jiān)管中心機的無線通訊方式上傳到云平臺。放射源運輸過程如圖2所示。

圖2 放射源運輸過程示意圖

（1）當放射源設備在車廂內時，車載固定監(jiān)管終端可對放射源設備的狀態(tài)進行實時監(jiān)控。裝配了放射源監(jiān)管標簽的放射源設備，將當前劑量率、電量、GPS信息等數(shù)據(jù)發(fā)送到車載固定監(jiān)管終端，并統(tǒng)計監(jiān)管范圍內的設備數(shù)量，隨后通過車載固定監(jiān)管終端的無線通訊方式上傳到云平臺，如圖3所示。

（2）當放射源設備離開車廂的同時，放射源監(jiān)管標簽脫離了車載固定監(jiān)管終端的監(jiān)測范圍，確認放射源設備已經(jīng)離開車廂，隨后通過車載固定監(jiān)管終端的無線通訊方式上傳到云平臺,如圖3所示。

圖3 放射源現(xiàn)場作業(yè)示意圖

●放射源作業(yè)管理

放射源設備在作業(yè)的同時，裝配的電子標簽獨立上傳監(jiān)控數(shù)據(jù)，可以得知當前GPS坐標，并根據(jù)實時計量值來判斷放射源設備的作業(yè)流程：

1）當電子標簽檢測到劑量變化時，判斷在此工作中間發(fā)生的源出罐的動作，系統(tǒng)認為正常；

2）當電子標簽檢測設備震動，并且劑量率達到高閾值時，放射源有丟失風險，系統(tǒng)將提示報警信息。

2 放射源在線監(jiān)管系統(tǒng)設計原理

2.1 系統(tǒng)概述

放射源在線監(jiān)管系統(tǒng)，綜合了國內、國外放射源管理的先進經(jīng)驗，以生態(tài)環(huán)境部核安全局已經(jīng)實行的“一源一卡”放射源統(tǒng)一身份管理為依托，按照環(huán)保部門的輻射安全監(jiān)管規(guī)范和標準，幫助監(jiān)管部門和用源單位及時、直觀、形象地了解放射源的動態(tài)信息，具有對放射源位置監(jiān)控、劑量率監(jiān)控、視頻監(jiān)控、作業(yè)狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)通信、事故報警、應急處理和統(tǒng)計分析等功能。

2.2 系統(tǒng)架構

放射源在線監(jiān)管系統(tǒng)架構拓撲圖如圖4所示。

圖4 放射源在線監(jiān)管系統(tǒng)架構拓撲圖

2.3 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)采用B/S平臺架構，以物聯(lián)網(wǎng)、GIS、RFID、輻射劑量采集、衛(wèi)星定位、無線通訊、多傳感融合等先進的技術手段，以實現(xiàn)放射源在存儲、運輸、使用環(huán)節(jié)中的放射源管理為目標。

3 結語

由于現(xiàn)代科學技術的進步，特別是物聯(lián)網(wǎng)技術的廣泛應用，為建立放射源在線監(jiān)管系統(tǒng)提供了基礎。本系統(tǒng)突破和創(chuàng)新在于通過多元化信息技術、一體化管理平臺軟件與配套在線監(jiān)管設備，對放射源監(jiān)控信息數(shù)據(jù)的進行采集、傳輸、處理、計算、分析等過程信息化管理，實現(xiàn)了對放射源在存儲、作業(yè)、運輸、報廢管理等各環(huán)節(jié)中的無縫監(jiān)管。放射源在線監(jiān)管系統(tǒng)的建立有助于完善核技術利用輻射安全管理系統(tǒng)，促進核技術事業(yè)安全、健康、可持續(xù)發(fā)展。