郁 蕾,匡 恒

(1.蘇州市環(huán)境監(jiān)測中心站,江蘇 蘇州 215004;2.蘇州市核與輻射安全監(jiān)督站,江蘇 蘇州 215004)

·信息應(yīng)用·

放射源遠程自動監(jiān)控管理體系的構(gòu)建

郁 蕾1,匡 恒2

(1.蘇州市環(huán)境監(jiān)測中心站,江蘇 蘇州 215004;2.蘇州市核與輻射安全監(jiān)督站,江蘇 蘇州 215004)

以蘇州的若干家放射源使用單位為例,從點位源的劑量監(jiān)測、視頻監(jiān)控、紅外報警、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娉霭l(fā),圍繞提高放射源自動監(jiān)控這一主題,展開了放射源遠程自動監(jiān)控體系的探索。

放射源;監(jiān)控;劑量監(jiān)測;視頻監(jiān)控;紅外報警

1 放射源監(jiān)控管理現(xiàn)狀

目前,國內(nèi)放射源監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)還處于探索、研究階段,監(jiān)控方式、儀器選擇和軟件開發(fā)都沒有成熟的模式可循,如何探索一條放射源現(xiàn)代化管理道路意義重大[1]。蘇州市現(xiàn)已建成一套放射源遠程監(jiān)控系統(tǒng),目前正處于試運行階段。該系統(tǒng)利用自動控制、有線 /無線通訊、地理信息系統(tǒng) (GIS)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)手段,實現(xiàn)了從數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、分析、輸出、共享等全過程的放射源自動監(jiān)控管理,為政府環(huán)保輻射管理提供集中式一體化服務(wù)[2]。

2 放射源自動監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)目標

(1)自動報警。通過實施自動監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)放射源生產(chǎn)、使用和銷售等活動中的異常和緊急狀況,分級發(fā)出報警,第一時間對輻射事故采取應(yīng)急預(yù)警和處置措施。

(2)科技監(jiān)督。采用現(xiàn)代科技手段,對各類放射源安全狀況信息進行采集、儲存、統(tǒng)計和評價,繪制放射源空間分布圖、活度歷時變化圖和周圍環(huán)境輻射劑量率歷時變化圖以及各種狀態(tài)數(shù)據(jù)報表,及時識別放射源管理中的薄弱環(huán)節(jié),強化日常監(jiān)督。

(3)電子取證。采用電子信息技術(shù),獲得歷史數(shù)據(jù)、圖像和狀態(tài)監(jiān)控信息記錄,為環(huán)境執(zhí)法和輻射污染糾紛處理提供客觀證據(jù)[3]。

(4)規(guī)范管理。采集、儲存、適時更新各類放射源日常監(jiān)督管理信息,實現(xiàn)放射源監(jiān)控的項目環(huán)評、許可、轉(zhuǎn)讓、驗收、使用、存儲、轉(zhuǎn)移和廢棄等環(huán)節(jié)的生命周期全過程規(guī)范管理。

3 放射源遠程自動監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)及功能

3.1 系統(tǒng)構(gòu)成

蘇州市放射源監(jiān)控系統(tǒng)主要由現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信傳輸系統(tǒng)以及監(jiān)控中心管理平臺 3個子系統(tǒng)組成。建設(shè)過程中包括了現(xiàn)場設(shè)備硬件集成、數(shù)據(jù)采集通訊系統(tǒng)建立、放射源監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù)庫設(shè)計建立以及放射源遠程監(jiān)控管理平臺開發(fā)等環(huán)節(jié),是軟硬件建設(shè)的高度統(tǒng)一。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1所示。

3.1.1 現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)

現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)主要包括劑量監(jiān)測儀、移動傳感器、視頻監(jiān)控攝像機、紅外探測儀和門禁系統(tǒng)等。

圖1 放射源遠程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)

(1)輻射劑量監(jiān)測儀。選用時應(yīng)關(guān)注放射源活度的大小對監(jiān)測儀量程的影響,以免活度過大超過監(jiān)測儀的量程損壞儀器,活度過小低于監(jiān)測儀的檢測限而不能有效響應(yīng),或者因為輻射強度過大導(dǎo)致設(shè)備材料老化和性能顯著降低;同時還要綜合考慮監(jiān)測儀的分辨時間長短、γ射線探測效率高低以及價格等因素。選型具體參數(shù)見表 1。

表1 輻射劑量監(jiān)測儀主要參數(shù)

(2)數(shù)據(jù)采集儀。儀器提供了對模擬量、開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集功能,同時具備 RS 232/485等通信接口,通過這些接口實時讀取各探測器采集的數(shù)據(jù),并保存到設(shè)備的 Flash中,對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行閾值判定,出現(xiàn)異常情況主動向監(jiān)控中心管理平臺報警。設(shè)備不僅可對劑量率、圖像、位置信息等進行定期數(shù)據(jù)發(fā)送、告警上報及主動召喚,并可對放射源所在地的溫度、濕度、煙感等環(huán)境數(shù)據(jù)進行采集。

選型具體參數(shù)見表 2。

表2 數(shù)據(jù)采集儀主要參數(shù)

3.1.2 數(shù)據(jù)通信傳輸系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信傳輸系統(tǒng)主要包括 ADSL通信專線以及通信軟件等。現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集儀和硬盤錄像機全部通過 100 M光纖 VPN接入系統(tǒng),根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯和監(jiān)控中心發(fā)出的指令,將現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)及監(jiān)控視頻通過VPN專網(wǎng)發(fā)送到位于監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器。

3.1.3 監(jiān)控中心管理平臺

監(jiān)控中心平臺處理數(shù)據(jù)時,位于 DMZ區(qū)的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器將采集到的數(shù)據(jù)臨時保存在本地,正式數(shù)據(jù)實時保存到監(jiān)控中心局域網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上,實時監(jiān)測數(shù)據(jù)通過 Web應(yīng)用服務(wù)器實時發(fā)布[4]。監(jiān)控中心配備大屏幕和管理終端,通過VPN專線管轄范圍內(nèi)的放射源進行實時監(jiān)測監(jiān)控,或通過環(huán)保局內(nèi)部網(wǎng)站,按需分析利用監(jiān)控信息。業(yè)務(wù)應(yīng)用時采用集中管理模式,各業(yè)務(wù)部門的監(jiān)控終端使用 IE瀏覽器或 PDA,通過局域網(wǎng)或VPN登錄系統(tǒng)后,即可對放射源進行數(shù)據(jù)采集、查詢匯總、遠程控制、授權(quán)、發(fā)布等操作。

3.2 功能簡介

(1)地圖管理。直觀展示轄區(qū)內(nèi)各放射源點位位置、狀態(tài),實現(xiàn)專題圖分析展示。

(2)空間分析。提供豐富的點源周邊信息,為管理提供決策參考。同時對于跟蹤監(jiān)控的放射源,能實時提供源的航跡,給出到達該監(jiān)控點的最佳方案。該功能基于周邊區(qū)域信息的采集,目前尚在開發(fā)中。

(3)信息管理。系統(tǒng)將地理信息技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合,方便用戶采用多種方式查詢 (地圖查詢、屬性查詢等)和管理放射源信息。

(4)放射源定位監(jiān)控與報警。將空間技術(shù)與通訊技術(shù)結(jié)合,精確定位。下端設(shè)備實時上發(fā)放射源的位置信息,中心處理上發(fā)的信息判斷監(jiān)控源是否存在異常,存在則通過定制的預(yù)案進行報警處理。

(5)放射源視頻監(jiān)控與報警。系統(tǒng)將高清晰的視頻技術(shù)與通訊技術(shù)相結(jié)合,實時監(jiān)控現(xiàn)場環(huán)境和放射源圖像,并且下端設(shè)備將自動采集設(shè)備被侵入的圖片發(fā)送回中心,中心監(jiān)測到入侵信息后通過定制的預(yù)案進行報警處理。

(6)行政管理。系統(tǒng)還收錄了放射源使用單位的源信息、管理人員信息、許可證信息以及各源的應(yīng)急處理方案等,大大方便了管理人員對各使用單位的管理與監(jiān)控。

3.3 試點源分析

放射源使用場所需安裝被動式紅外傳感器,一旦有人接近放射源時,系統(tǒng)就會發(fā)出報警信號。此項功能可根據(jù)實際情況設(shè)置為監(jiān)視或者不監(jiān)視狀態(tài),以避免合法活動人員引起的誤報警。

3.3.1 試點源的選取

系統(tǒng)以蘇州市區(qū) 7家典型放射源使用單位的13枚放射源作為監(jiān)控對象,進行試點性探索,積累放射源自動監(jiān)控的經(jīng)驗,力求實現(xiàn)放射源監(jiān)測運行數(shù)字化管理。選取的典型源涵蓋了探傷室類源、移動類源、固定類源、醫(yī)用類源等類別,涉及的核素包括鈷 -60、銥 -192、氪 -85和銫 -137,均是監(jiān)控的放射源中典型類別與核素。從選取的放射源活度類別看,除Ⅲ類外,Ⅰ-Ⅴ類均有涉及。此外,7家放射源使用單位均為市區(qū)單位,具有協(xié)調(diào)便利、施工便捷、維護及時、反饋迅速的特點,以此為典型進行試點后,有利于今后向區(qū)縣級單位推廣。

3.3.2 試點源方案舉例分析

以系統(tǒng)內(nèi)探傷室類源為例分析。現(xiàn)場部署方案如下:(1)劑量監(jiān)測儀器安裝在放射源工作以及停止時地點 (源坑)0.5m范圍之內(nèi),實時監(jiān)測放射源劑量。(2)確定放射源移動出入主要通道,在通道口鉛門外安裝劑量監(jiān)測儀器監(jiān)測探傷室外的放射源劑量。(3)監(jiān)測儀器通過專用信號線把監(jiān)測的計量信號傳輸給數(shù)據(jù)采集儀。(4)室內(nèi)安裝 1個紅外雙監(jiān)探頭,探頭安裝選取最大覆蓋范圍,盡量安裝于主要通道上方,避免出現(xiàn)大面積的死角,一旦有人員進入,立即將有人進入的信號數(shù)據(jù)傳送給采集儀。(5)鉛門安裝門磁設(shè)備,實時監(jiān)測鉛門狀態(tài),通過數(shù)據(jù)采集儀上傳至系統(tǒng)。(6)探傷室內(nèi)和監(jiān)控工作室安裝快球云臺,快球安裝選取最大覆蓋范圍,盡量安裝于主要通道上方,避免出現(xiàn)大面積的視覺死角,把圖像信息傳送給硬盤錄像機。(7)數(shù)據(jù)采集儀及硬盤錄像機通過VPN網(wǎng)絡(luò)把圖像信號和數(shù)據(jù)信號傳輸給管理中心平臺。

4 結(jié)語

放射源安全自動監(jiān)控系統(tǒng)集成計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、現(xiàn)場自動監(jiān)測系統(tǒng)為一體,方便監(jiān)管部門及時、直觀、形象地了解轄區(qū)內(nèi)放射源基本信息,實現(xiàn)視頻監(jiān)控、自動報警等功能。通過蘇州的試點性建設(shè)發(fā)現(xiàn),合理選取現(xiàn)場監(jiān)控位置、選擇匹配監(jiān)測設(shè)備及數(shù)采儀、建設(shè)專用 VPN傳輸網(wǎng)絡(luò)是幾個比較重要的環(huán)節(jié)。目前蘇州已初步實現(xiàn)了對市區(qū)點源的統(tǒng)一監(jiān)管,有效提高了環(huán)保部門的放射源科學(xué)監(jiān)管水平和效率;強化日常監(jiān)督管理,為輻射事故應(yīng)急預(yù)警和處置提供了決策依據(jù)與行動指南。

[1]歐分糧,孫玉玉.江蘇省核與輻射安全監(jiān)管面臨的問題及對策[J].污染防治技術(shù),2009,22(5).

[2]商照榮,康玉峰.輻射環(huán)境效應(yīng)及監(jiān)控技術(shù) [M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2008.

[3]張平,孫玉玉.江蘇省輻射安全管理的實踐與思考[J].核安全,2008(2):5-9.

[4]馬雄楠.網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境輻射監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D].四川:成都理工大學(xué),2009.

Construction of Remote Automatic SurveillanceManagement System on Radioactive Source

YU Lei1,KUANG Heng2
(1.Suzhou EnvironmentalMonitoring Central Station,Suzhou,Jiangsu 215004,China;2.Suzhou Nuclear and Radiation Safty Supervision Station,Suzhou,Jiangsu 215004,China)

Taking accountof a certain number of radioactive source users in Suzhou,with the theme of improving automatic surveillance on radioactive sources,the exploration of remote automatic surveillance system on radioactive sourceswas carried out,from angles of on-site video surveillance,IR alarm,radiation dose measuring and data trans mission.

radioactive source;surveillance;dose measuring;video surveillance;IR alar m

X830.3

B

1674-6732(2011)-01-0030-03

10.3969/j.issn.1674-6732.2011.01.009

2010-03-08;

2010-05-17

郁蕾 (1981—),女,工程師,本科,從事環(huán)境信息化工作。

(本欄目編輯 鄧愛萍)