袁 龍 蘇 旭﹡

①中國疾病預防控制中心輻射防護與核安全醫(yī)學所應急辦公室 北京 100088

核與輻射技術的廣泛應用，特別是核能的快速發(fā)展，對核和輻射突發(fā)事件的衛(wèi)生應急工作提出了新的挑戰(zhàn)[1]。核和輻射突發(fā)事件一旦發(fā)生，不僅可能引起人員的輻射損傷，還可能導致社會心理恐慌，甚至影響社會穩(wěn)定和國家安全[2]。為避免減少核事故對工作人員和公眾的危害，最大限度的減少核事故造成的損失，保證現(xiàn)場救援人員和公眾的健康和安全，核事故應急現(xiàn)場救援工作顯得非常重要[3-4]。

核和輻射突發(fā)事件發(fā)生后，往往會造成放射性污染物經(jīng)大氣的擴散，在短時間內(nèi)對環(huán)境產(chǎn)生影響，進而可能污染食品和飲用水，造成對工作人員及公眾的健康影響[5]。根據(jù)我國目前核衛(wèi)生應急能力現(xiàn)狀，醫(yī)學部門應對核突發(fā)事件、防控和救治傷害的實際能力和水平還存在薄弱環(huán)節(jié)，對于專業(yè)性強的處置行動，需要有專業(yè)的應急處置隊伍，儲備充足的應急物資器材，才能保證急時所需[6-7]。按照職責任務要求，核輻射損傷救治基地、指定醫(yī)院及應急隊伍需要有綜合性的核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺，以滿足核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應急工作的開展。

1 核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺系統(tǒng)構成

核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應急監(jiān)測是核應急中必不可少的環(huán)節(jié)之一，其作用在于事故發(fā)生前監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)，做好相應的應急防范；事故發(fā)生后為輻射事故的探查、評價以及事故控制緩解行動和緊急輻射防護行動的決策提供依據(jù)。

核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺是以先進的核應急監(jiān)測設備為基礎，以穩(wěn)定高效的集成通訊方式為手段，以機動靈活性和實用性高的廂式客車為載體，實現(xiàn)核和輻射衛(wèi)生應急狀態(tài)下的輻射監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸以及分析等應急保障功能。平臺由核應急監(jiān)測設備、單兵數(shù)據(jù)圖像傳輸系統(tǒng)、車載通訊設備、信息展示、綜合監(jiān)測系統(tǒng)、核應急去污洗消系統(tǒng)以及廂式客車等構成。

核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺與衛(wèi)生部核事故醫(yī)學應急中心互聯(lián)網(wǎng)絡系統(tǒng)匹配，單兵檢測人員通過WIFI、3G無線網(wǎng)絡或微波通訊等方式，與監(jiān)測平臺進行核輻射檢測數(shù)據(jù)、音頻、視頻通訊。監(jiān)測平臺主要通過有線網(wǎng)絡、3G無線網(wǎng)絡等連接方式與衛(wèi)生部核事故醫(yī)學應急中心進行雙向語音、數(shù)據(jù)及圖像傳輸。在緊急情況下，監(jiān)測平臺通過海事衛(wèi)星通訊方式與衛(wèi)生部核事故醫(yī)學應急中心進行核應急檢測數(shù)據(jù)、指揮語音以及視頻的雙向?qū)崟r通訊。

2 核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺基本功能

為加強和完善我國衛(wèi)生應急體系建設，很多機構開發(fā)過應急指揮平臺，其建設中普遍存在重視硬件特別是通訊平臺的建設，而業(yè)務應用和信息系統(tǒng)建設相對薄弱[8]。應急平臺建設的關鍵是從業(yè)務問題入手而不僅是技術，首先需要對突發(fā)公共衛(wèi)生事件涉及的應急業(yè)務流程與信息資源進行梳理，對業(yè)務功能進行深入策劃[9]。根據(jù)衛(wèi)生部門的調(diào)查報告表明，以目前的衛(wèi)生應急裝備與儲備，將難以滿足有效應對重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件或自然災害事件的需要。

核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺重點研究是針對核和輻射突發(fā)事件的偵查、檢測、洗消、防護、診斷和治療，特別是以高技術信息化手段快速準確偵檢，判讀累及的范圍與程度，尤其是所受的照射劑量，以消除事件后果影響的策劃與實施[6]。平臺構建為應急檢測、數(shù)據(jù)采集、傳輸分析以及現(xiàn)場指揮的移動工作平臺。應急監(jiān)測方面實現(xiàn)核和輻射突發(fā)事件時移動監(jiān)測、技術支撐和指導功能，可實現(xiàn)現(xiàn)場的食品、飲用水和環(huán)境污染導致健康效應的檢測和分析，完成復雜因素的判定工作。信息傳輸方面在核和輻射事故應急情況下其利用各種通信手段互相補充、互相結合構成通信網(wǎng)絡，為處理核和輻射突發(fā)事件和應急行動提供現(xiàn)場圖像、語音及數(shù)據(jù)等多種信息，保證指揮及決策者掌握現(xiàn)場實時、直觀及準確的第一手資料。指揮決策方面可作為核和輻射事故現(xiàn)場情況下指揮中心，成為基礎組建現(xiàn)場指揮部，開展現(xiàn)場輻射防護、采樣及檢測工作，實現(xiàn)現(xiàn)場醫(yī)學應急救治、轉運及救援的指揮平臺。

2.1 現(xiàn)場應急監(jiān)測

應急監(jiān)測平臺利用便攜式核應急監(jiān)測設備開展現(xiàn)場監(jiān)測，自動采集、分析并存儲現(xiàn)場核輻射檢測儀器及車載儀器的核輻射檢測數(shù)據(jù)。平臺配備了多種現(xiàn)場核輻射監(jiān)測設備：①場所輻射監(jiān)測儀，用于核與輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應急、事件現(xiàn)場輻射污染測量，使用探測效率較高的大體積探測器，同時采用了NBR專利技術，可做到人工與天然放射性甄別以及真正的環(huán)境級別的伽瑪測量；②多用途γ/β射線巡測儀，用于核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應急中γ/β射線污染測量；③β/γ射線表面污染監(jiān)測儀，用于核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應急中人員、物件及衣物放射性表面污染測量，內(nèi)置刻度的54種核素，高探測效率，存儲的數(shù)據(jù)1000組，適合應急事故中比較復雜的環(huán)境測量，配套有活度測量附件，適合做復雜場所(人體體表)的擦拭樣品測量；④電致冷高純鍺γ核素甄別譜儀，匹配小型特制鉛室，作為車載實驗室譜儀，用于核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應急中食品、液體等材料中的γ射線放射性活度測量；⑤中子當量儀，用于核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應急中檢測環(huán)境中子劑量率(熱中子-快中子)，采用了經(jīng)典慢化形狀慢化球，其方向性好，抗γ射線干擾優(yōu)秀。

2.2 現(xiàn)場應急通信

應急監(jiān)測平臺通過單兵無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，在無障礙物遮擋情況下，實現(xiàn)可實時采集1～3 km范圍內(nèi)的監(jiān)測小分隊所配放射性檢測儀器數(shù)據(jù)、GPS坐標等信息，并實時存儲至車載服務器專業(yè)數(shù)據(jù)庫內(nèi)，再通過所配套的通訊系統(tǒng)，傳輸至衛(wèi)生部核事故醫(yī)學應急中心。采集數(shù)據(jù)與核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測有關的專業(yè)數(shù)據(jù)、內(nèi)容和格式，要求可滿足核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測工作的需要。

通過有線網(wǎng)絡、3G無線網(wǎng)絡的接入，并配置無線路由器為應急監(jiān)測平臺成員提供網(wǎng)絡服務，實現(xiàn)與衛(wèi)生部核事故醫(yī)學應急中心雙向語音、數(shù)據(jù)及音視頻傳輸，必要時可采用海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)測平臺與衛(wèi)生部核事故醫(yī)學應急中心之間的系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)、雙向語音傳輸；通過集群車載超短波電臺和集群手持機實現(xiàn)隊伍成員之間的通訊聯(lián)絡；通過3G網(wǎng)絡及無線傳輸裝置，將監(jiān)測平臺、隊伍成員地理位置及氣象參數(shù)信息實時傳輸?shù)叫l(wèi)生部核事故醫(yī)學應急中心。

2.3 現(xiàn)場信息采集、存儲和傳輸

通過單兵無線傳輸系統(tǒng)和頭盔式數(shù)碼攝像機，實現(xiàn)現(xiàn)場音視頻信息采集、存儲和傳輸。利用車載數(shù)碼攝像機采集視頻、音頻信號并存儲。通過單兵無線圖像傳輸系統(tǒng)將現(xiàn)場采集的音頻、視頻信號傳送至車載音視頻處理平臺，再通過車載圖像數(shù)據(jù)服務器將現(xiàn)場實時圖像傳輸?shù)叫l(wèi)生部核事故醫(yī)學應急中心(如圖1所示)。

圖1 核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺通信傳輸示意圖

(1)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的業(yè)務流程?，F(xiàn)場的監(jiān)測數(shù)據(jù)能自動存儲至車載服務器，包括核輻射儀器監(jiān)測數(shù)據(jù)、GPS坐標、氣象參數(shù)、行車軌跡、單兵系統(tǒng)的音頻及視頻數(shù)據(jù)等。

(2)現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)的業(yè)務流程。對于車內(nèi)攝像機信號、車外攝像機信號及單兵系統(tǒng)視頻信號，能實時傳輸至車載視頻服務器并進行儲存，供日后調(diào)用查看。車內(nèi)需配有大尺寸液晶電視和實驗室顯示器，用來顯示視頻信號或監(jiān)測數(shù)據(jù)，并隨時自由切換顯示內(nèi)容。

(3)現(xiàn)場語音數(shù)據(jù)的業(yè)務流程。通過車載擴音器，可向車外環(huán)境發(fā)送指揮語音；應急小隊可通過車載無線電電臺，快速及時的與指揮中心聯(lián)絡，接受指揮中心指令或反饋現(xiàn)場情況；應急小隊成員之間可通過單兵系統(tǒng)互相交流，同時可與指揮車進行雙向語音交流。音頻、視頻傳輸編碼，需采用穩(wěn)定成熟的編碼技術，便于接收，進行音視頻本地的解碼、歸檔、存儲以及日后的查閱。

2.4 現(xiàn)場辦公功能

提供應急監(jiān)測平臺成員基本實驗及辦公條件，實現(xiàn)傳真、打印、掃描以及復印等功能。

2.5 核應急去污洗消功能

輻射事故發(fā)生后應急人員應及時到達現(xiàn)場并展開必要行動，最大程度消除放射性污染，保護公眾和環(huán)境安全[10]。在重大核事故發(fā)生后去污洗消設備可對人員、物品進行全方位安全洗消，同時帶有污水回收裝置，防止放射性廢水二次污染。應能夠快速完整展開、撤收等操作，包含全面完整的核輻射洗消清潔流程，各配套設施齊全。針對衛(wèi)生核應急突發(fā)事故，配備人員、物品放射性安全洗消系統(tǒng)，保障現(xiàn)場核應急檢測人員的生命安全，同時防止污染物流入檢測區(qū)。

3 核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測分析系統(tǒng)

重特大突發(fā)事件應急響應通常面臨極端環(huán)境、資源緊張、信息匱乏、高度時效、心理壓力以及利益沖突等非常態(tài)的特殊問題，其現(xiàn)場實時信息紛繁復雜且高度動態(tài)變化，政府部門之間、社會民眾之間、政府與受災者等高度融合、相互關聯(lián)[11]。應急指令往往導致連鎖變化，因此核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應急需要高度的時效性、全面性、動態(tài)性和交互性的應急監(jiān)測分析系統(tǒng)[12]。

3.1 綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)

核和輻射突發(fā)事件具有難以預料、事發(fā)突然，波及面廣、后果嚴重，恐核心理、社會效應，應急困難、投入巨大等特點[13]。全面獲取、分析及處理核和輻射衛(wèi)生應急工作中所需要的現(xiàn)場核輻射檢測數(shù)據(jù)就顯得尤為重要，系統(tǒng)包括即時核應急數(shù)據(jù)和歷史核應急數(shù)據(jù)，同時可以實時接收衛(wèi)生部核事故醫(yī)學應急中心的命令，并向單兵檢測人員發(fā)送指揮命令。

應急監(jiān)測平臺能自動識別系統(tǒng)連接的核和輻射專用監(jiān)測設備型號，自動設置通訊接口協(xié)議。實時監(jiān)控設備工作狀態(tài)，若設備出現(xiàn)故障或通訊異常，要求給出醒目的提示反饋。自動采集衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺上的核輻射檢測儀器數(shù)據(jù)，以及單兵系統(tǒng)中所集成的便攜式核應急檢測設備數(shù)據(jù)，實現(xiàn)現(xiàn)有便攜式核應急監(jiān)測設備數(shù)據(jù)傳輸，對于過于老舊或無數(shù)據(jù)接口的儀器，可使用手動輸入的方式，進行數(shù)據(jù)采集；將采集到的核和輻射衛(wèi)生應急檢測數(shù)據(jù)，自動保存到車載服務器專用的核和輻射衛(wèi)生應急數(shù)據(jù)庫內(nèi)，并進行數(shù)據(jù)備份，以保證數(shù)據(jù)的長期安全、穩(wěn)定和可靠；分析處理采集到的核和輻射衛(wèi)生應急檢測數(shù)據(jù)，并將結果提交給車載信息展示系統(tǒng)，供現(xiàn)場監(jiān)測人員查閱。同時，通過平臺所配備的有線網(wǎng)絡、3G無線網(wǎng)絡或衛(wèi)星數(shù)據(jù)通道，將現(xiàn)場最新數(shù)據(jù)實時傳輸回衛(wèi)生部核事故醫(yī)學應急中心。

核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺提供現(xiàn)場的實時核輻射檢測數(shù)據(jù)展示功能，包括劑量率隨時間變化曲線圖，車輛或單兵移動路徑上的放射性數(shù)據(jù)監(jiān)控，單兵數(shù)據(jù)回放，環(huán)境放射性水平綜合評估，人員洗消檔案管理等多種核和輻射衛(wèi)生應急檢測專項數(shù)據(jù)報告。提供核輻射突發(fā)事件信息與監(jiān)測數(shù)據(jù)相關聯(lián)功能，配合監(jiān)測數(shù)據(jù)對事件進行綜合分析；需要針對重大的核應急監(jiān)測歷史事件，提供詳細的數(shù)據(jù)索引。提供按照時間、設備及監(jiān)測數(shù)據(jù)類型等條件對核輻射歷史數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計分析功能；系統(tǒng)參數(shù)配置功能，包含對設備參數(shù)配置，系統(tǒng)維護配置，使用者權限設置等。

3.2 放射性污染監(jiān)控系統(tǒng)

該應急監(jiān)測平臺與洗消設備一體化設計，且高集成度，專門負責跟蹤監(jiān)控洗消帳篷內(nèi)部，洗消人員或物品的放射性污染程度，同時使用電子病歷登記，具備快速查詢、統(tǒng)計分析、海量存儲、信息安全以及數(shù)據(jù)共享等優(yōu)勢，數(shù)據(jù)實時傳輸回衛(wèi)生應急指揮車內(nèi)?？稍O定現(xiàn)場報警閾值及時反饋報警信息；可在現(xiàn)場或衛(wèi)生核應急指揮車上查看實時監(jiān)測數(shù)據(jù)；可對洗消人員的各個部位、洗消物品的各個位置進行詳細監(jiān)測；同時與衛(wèi)生核應急指揮車的通訊連接安全可靠，保密性強，配套設施堅固耐用(如圖2所示)[14]。

圖2 核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺拓撲圖

3.3 信息展示系統(tǒng)

應急監(jiān)測平臺利用車載大屏幕電視，顯示車載儀器核輻射檢測數(shù)據(jù)，GIS電子地圖信息，單兵系統(tǒng)視頻圖像，單兵系統(tǒng)核輻射檢測數(shù)據(jù)，行車軌跡，氣象參數(shù)等信息。車載實驗室顯示器顯示核輻射檢測數(shù)據(jù)處理結果，數(shù)據(jù)報表內(nèi)容等分項信息，并可以隨時切換到車載大屏幕顯示器。車載辦公系統(tǒng)打印、復印及傳真檢測數(shù)據(jù)。

結合國內(nèi)主流GIS軟件、電子地圖和衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺提供的GPS數(shù)據(jù)進行地圖關聯(lián)分析，需要具備的功能為：①地圖基本操作，放大、縮小、自由縮放、打印、距離量算及面積量算等；②核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺及核應急單兵檢測小分隊GPS查詢定位，查看核應急單兵檢測小分隊核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺攜帶核輻射檢測設備的數(shù)據(jù)，可查閱單兵核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺視頻記錄；③歷史軌跡回放，選擇車輛和單兵，可以查詢特定移動監(jiān)測點(車)在一段時間內(nèi)的歷史行徑軌跡，并綁定該時段內(nèi)，核和輻射衛(wèi)生應急檢測數(shù)據(jù)；④核和輻射衛(wèi)生應急數(shù)據(jù)按照其值的不同范圍以不同的顏色在地圖上矢量標識分析；⑤提供歷史數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計分析，可查詢數(shù)據(jù)生成報表、曲線圖及柱狀圖等。

4 結論

目前，我國正處于核電發(fā)展的敏感時期，核電廠建設前的選址已從濱海擴展至內(nèi)陸地區(qū)，部分內(nèi)陸地區(qū)的前期選址工作已相繼展開[15]。然而，核輻射是一把“雙刃劍”，核與輻射在造福人類的同時核輻射突發(fā)事件時有發(fā)生，尤其是2011年日本福島核電站事故再次表明，核電站并非絕對安全。因此，需要構建一個反應迅速、處置科學的核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺，以應對核和輻射事件，保障工作人員及公眾安全。

核和輻射衛(wèi)生應急監(jiān)測平臺設備以及技術充分利用移動通信技術、計算機網(wǎng)絡技術、GPS定位系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫技術等完成衛(wèi)生應急監(jiān)測。系統(tǒng)集成科學的信息處理技術和現(xiàn)代化的管理手段實現(xiàn)對核和輻射公共衛(wèi)生事件相關數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、存儲管理、監(jiān)測預警、通信保障以及信息發(fā)布等功能，實現(xiàn)事故應急信息處理。同時，平臺將現(xiàn)有的核輻射監(jiān)測儀表綜合利用起來，一改以往單獨檢測、單獨記錄的方式，改造為集約化管理數(shù)據(jù)的先進平臺，對現(xiàn)有的檢測儀表進行數(shù)據(jù)采集集成，并預留與現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)對接的數(shù)據(jù)接口，使待建系統(tǒng)與現(xiàn)有系統(tǒng)良好融合和數(shù)據(jù)共享，提升了核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應急處置能力。

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