放射源實(shí)時在線監(jiān)控系統(tǒng)

沈志鴻

（浙江創(chuàng)源環(huán)境監(jiān)控技術(shù)有限公司，浙江 嘉興 314006）

1 系統(tǒng)背景

隨著核應(yīng)用技術(shù)的研究發(fā)展，越來越多領(lǐng)域涉及到使用放射源。如何防止在使用放射源時發(fā)生脫落、丟失、超標(biāo)使用、私自轉(zhuǎn)移等情況,最大限度避免輻射安全事故[1]；如何解決環(huán)境輻射監(jiān)測部門對放射防護(hù)管理工作提出更高要求，需要數(shù)量大、種類多、更新更快的輻射環(huán)境監(jiān)測信息，因此構(gòu)建實(shí)用性強(qiáng)、覆蓋面廣、實(shí)時性好、靈活性好的放射源監(jiān)控系統(tǒng)對于當(dāng)前輻射環(huán)境監(jiān)測具有重要意義。另外由于監(jiān)測點(diǎn)分散，分布范圍廣，而且大多數(shù)處于環(huán)境較惡劣地區(qū)，因此一般的環(huán)保監(jiān)控設(shè)備是無法安裝使用的。

綜上所述，開發(fā)一套時效性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、定位精準(zhǔn)、覆蓋面廣的放射源管理系統(tǒng)就勢在必行了。

2 系統(tǒng)概述

我們經(jīng)過與各環(huán)保局輻射管理部門的討論，根據(jù)監(jiān)管部門的實(shí)際需求并結(jié)合本地區(qū)放射源使用的現(xiàn)狀，開發(fā)出了一套國內(nèi)領(lǐng)先的放射源監(jiān)管系統(tǒng)，即"放射源在線監(jiān)控系統(tǒng)"。本系統(tǒng)主要功用體現(xiàn)在預(yù)防源丟失和丟失后快速找回這兩個方面。該系統(tǒng)在經(jīng)與眾多用源企業(yè)合作應(yīng)用后反應(yīng)良好，可以有效地幫助政府監(jiān)管部門和放射源使用企業(yè)全天候、全時段、持續(xù)在線監(jiān)控放射源的異常變化及被盜跟蹤問題，使有關(guān)涉源部門能在第一時間做出反應(yīng)，降低放射源對人類的危害，確保安全用源。

3 系統(tǒng)特點(diǎn)

本系統(tǒng)對放射源監(jiān)控采用GPS/GIS[2]、GPRS/GSM[3]、輻射計量、射頻標(biāo)簽多重定位的方式實(shí)施監(jiān)控，具有如下的特點(diǎn)：

（1）實(shí)時性：本系統(tǒng)具有24 h實(shí)時監(jiān)控的特點(diǎn)，如果有任何報警（比如斷電、位移等）都會第一時間短信通知相關(guān)人員。

(2)靈活性:本系統(tǒng)具有GPRS/GSM雙重通訊的特點(diǎn)，可以根據(jù)不同的廠區(qū)條件選用適合的通訊方式，并且可以通過遠(yuǎn)程發(fā)送指令配置設(shè)備。

(3)精準(zhǔn)度高:本系統(tǒng)采用GPS定位，對于放射源的任何室外移動都有精準(zhǔn)的移動軌跡。

(4)覆蓋面廣，擴(kuò)展性強(qiáng):任何有GPRS/GSM信號的區(qū)域，系統(tǒng)都能正常工作。

(5)經(jīng)濟(jì)性:由于采用公網(wǎng)平臺，無需GPRS/GSM專門開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)通訊設(shè)備、無需建設(shè)專用網(wǎng)絡(luò)，只需采用現(xiàn)成設(shè)備即可，建設(shè)成本低。

系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，故障率低，易維護(hù)。

(6)可操作性：系統(tǒng)可操作性強(qiáng)，運(yùn)用通用的、成熟的、可靠的技術(shù)，且使用簡便、易懂易學(xué)，以減少維護(hù)、保養(yǎng)的工作難度和工作量。把工作中可能存在的失誤、紕漏降到最低。

(7)安全性：本系統(tǒng)具備極高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性。安全性主要是防止來自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無意的破環(huán)，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施包括信道加密、信源加密、登錄防護(hù)、訪問防護(hù)、接入防護(hù)、防火墻及終端設(shè)備防護(hù)幾方面來保障。

4 系統(tǒng)設(shè)計

4.1 工作原理概述

本系統(tǒng)對放射源監(jiān)控采用GPS/GIS、GPRS/GSM、輻射計量、射頻標(biāo)簽多重定位的方式實(shí)施監(jiān)控，如圖1所示。

當(dāng)被監(jiān)控設(shè)備在室內(nèi)時，由于GPS衛(wèi)星信號在不露天情況下信號很弱，難以定位，因此系統(tǒng)在GPRS/GSM模式下利用移動基站進(jìn)行定位。

當(dāng)被監(jiān)控設(shè)備移到室外時，系統(tǒng)接收衛(wèi)星信號，GPS定位系統(tǒng)開始進(jìn)行全程監(jiān)控，管理員可根據(jù)平面地圖及衛(wèi)星綜合地圖提供的運(yùn)動軌跡進(jìn)行實(shí)施追蹤，及時追回。

系統(tǒng)還具備以下預(yù)警措施：

（1）數(shù)據(jù)庫管理，提供數(shù)據(jù)查詢、放射源管理信息[4]。

（2）斷電報警：模塊設(shè)計有內(nèi)置電池供電，當(dāng)模塊外電被切斷，系統(tǒng)將在二分鐘以內(nèi)通過短信的方式向各相關(guān)人員發(fā)出報警以及后續(xù)的定時提示報警。在內(nèi)置電源供電條件下，模塊可連續(xù)工作8 h以上，以便于追蹤。

（3）系統(tǒng)利用互聯(lián)網(wǎng)，以利管理人員隨時隨地的對放射源進(jìn)行監(jiān)控，保證被監(jiān)控設(shè)備的安全性。

（4）提示性信息：系統(tǒng)實(shí)施定時短信的方式告知管理員放射源的定位狀態(tài)。

（5）通過地理地圖系統(tǒng)可直觀的確定放射源所處地理位置，以及每個源的基本信息，方便管理。

圖1 系統(tǒng)工作原理圖

4.2 放射源監(jiān)控的實(shí)施

放射源現(xiàn)場監(jiān)控模塊采用的是型號為“RSM900A智能定位儀”，外形如圖2所示，其中包含GPS定位及數(shù)據(jù)傳輸單元，采用與監(jiān)控設(shè)備的綁定實(shí)施監(jiān)控，模塊具有震動、斷電防盜功能，GPS及移動基站定位。通過通信設(shè)置端口與PC機(jī)聯(lián)機(jī)可對模塊進(jìn)行諸如服務(wù)器IP、短信報警、斷電、振動強(qiáng)度等設(shè)置的操作[5]?，F(xiàn)場按裝操作簡單易行，將監(jiān)控模塊與被監(jiān)控放射源部件綁定，按規(guī)定要求將直流電源接入電源端口，通信天線端口連接通信天線，通電后模塊進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。

當(dāng)遇外力拆卸放射源監(jiān)控模塊時，震動及斷電，模塊將通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元將異常情況的報警信息實(shí)時傳輸給監(jiān)控中心，并通過短信的方式將報警信息實(shí)時通報各相關(guān)人員，也可與110報警平臺聯(lián)網(wǎng)以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，并迅速采取措施進(jìn)行最終處理。

由于模塊設(shè)計有內(nèi)置電源，當(dāng)模塊脫離外電后模塊仍能繼續(xù)工作48 h以上，并發(fā)出GPS定位信息，如果放射源和綁定的監(jiān)控模塊同時丟失，可通過模塊的GPS系統(tǒng)提供定位，從而確定放射源的最終地里位置（經(jīng)緯度）。

4.3 平臺軟件特點(diǎn)概述

4.3.1 采用GIS地圖定位

對區(qū)域里的污染源進(jìn)行GIS定位，并在地圖中顯示每個點(diǎn)的狀態(tài)信息，便于管理者查看該企業(yè)的位置及相關(guān)信息，一旦采用GPS定位的放射源發(fā)生偷盜現(xiàn)象，我們可以在GIS地圖上監(jiān)察到。

4.3.2實(shí)時記錄數(shù)據(jù)

全天候24 h不間斷實(shí)時記錄放射源的狀態(tài)、劑量等數(shù)據(jù)。

4.3.3 多種監(jiān)控方式

(1)斷電報警：監(jiān)控設(shè)備一旦發(fā)生切斷電源的故障，系統(tǒng)會立即發(fā)送報警短信給相關(guān)管理人員。

(2)開蓋報警：一旦發(fā)生監(jiān)控設(shè)備被撬開或打開的情況，系統(tǒng)會立即發(fā)送報警短信給相關(guān)管理人員。

(3)震動報警：系統(tǒng)可以設(shè)置一定的震動頻率，如果監(jiān)控的設(shè)備震動頻率過快，系統(tǒng)會立即發(fā)送報警短信給相關(guān)管理人員。

(4)位移報警：設(shè)備在斷電的情況下，接收到超過設(shè)定范圍的GPS信號，即會產(chǎn)生位移報警。系統(tǒng)會連續(xù)不間斷的發(fā)送報警短信給相關(guān)管理人員，WEB頁面上也可以查到設(shè)備發(fā)生移動的軌跡。

(5)劑量報警：放射源設(shè)備的輻射計量值超過設(shè)定的上限或下限報警值，系統(tǒng)會立即發(fā)送報警短信給相關(guān)管理人員。

（6）射頻報警：如果放射源設(shè)備不在射頻范圍內(nèi)，那么就會產(chǎn)生射頻報警，系統(tǒng)會立即發(fā)送報警短信給相關(guān)管理人員。

4.3.4 多級報警制度

按不同報警組別給不同的人發(fā)送各自的報警信息。比如一般的報警（斷電報警，開蓋報警等）可以設(shè)置發(fā)送短信給系統(tǒng)維護(hù)人員、企業(yè)負(fù)責(zé)人等，而像（位移報警，射頻報警等）可以設(shè)置發(fā)送給相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，環(huán)保局用戶等。

在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，gps、gis技術(shù)被各行各業(yè)廣泛應(yīng)用，限于篇幅，許多技術(shù)牽涉面非常廣，不便進(jìn)一步展開，拋磚引玉供大家參考。