核事故應急輻射環境實時移動監測系統研究

■鄭磊

（濮陽市華龍區環境保護局 河南濮陽457001）

核事故應急輻射環境實時移動監測系統研究

■鄭磊

（濮陽市華龍區環境保護局 河南濮陽457001）

核能是一種可再生能源，其生產的核電在解決我國沿海地區能源供應緊張問題過程中發揮了其他能源目前所無可替代的作用，對我國國民經濟發展具有重要的戰略性指導意義。隨著核技術發展的日益成熟，其帶來的安全問題也受到了社會各界越來越高度的關注與重視，尤其是核輻射問題。為避免核事故發生，降低核輻射，建立核事故應急輻射環境實時移動監測系統勢在必行。文章從核事故應急輻射環境實時移動監測的必要性和系統的實現兩方面來進行論述。

核事故應急輻射環境實時移動監測系統

0　前言

廣為人知的日本福島核泄露事件，不僅造成了巨大的經濟損失，導致大量放射性物質被釋放出來，而且嚴重影響了社會群眾對核能的看法。核能作為現代社會發展所需的一種重要能源，如果不能對其加以合理的利用，不能對核事故進行妥善有效的處理，對核事故應急中的核輻射進行實時移動監測，就會導致社會群眾對核能產生抗拒心理，從而影響核能今后的進一步應用。對核事故應急輻射環境進行實時監測，目的是為了保護人類免受核輻射帶來的各種傷害。

1　核事故應急輻射環境實時移動監測的必要性

核事故的發生通常會伴有大量放射性物質的釋放，具有突發性特點。核能及其產生的核電本身是潔凈的、安全的，發生重大事故的概率也是很低的，但一旦發生核事故，勢必會給國家、社會和人民帶來巨大的經濟損失和安全威脅，甚至是引發社會動蕩。因此，必須要全面做好核事故應急輻射準備工作。根據對歷史上曾發生過的美國三里島核電站、前蘇聯切爾諾貝利核電站以及日本的福島核電站這幾次重大核事故經驗總結，如果在核事故中有大量放射性物質泄漏，必將會給工作人員、周圍群眾和周圍環境造成嚴重損害，其在社會上產生的影響和造成的經濟損失也必將是極其巨大的。要想有效避免核事故發生，防止大量放射性物質泄漏，世界上所有發展核能的國家都應積極設立相關的應急組織，建立完善的核輻射環境實時移動監測系統，以確保能夠及時準確的向應急組織決策者提供有價值的環境輻射污染情況。

核事故應急輻射環境實時移動監測系統的建立與實現是核事故應急組織和安全發展與使用核能的一個關鍵環節。它可以切實推動核科學技術實現長足發展目標，可以促進核能健康可持續發展，對避免核事故發生，降低核輻射影響，減小經濟損失等都具有非常重要的作用[1]。

2　核事故應急輻射環境實時移動監測系統的實現

2.1系統整體結構設計

核事故應急輻射環境實時移動監測系統的總體結構設計包含四部分，即現場數據采集、無線數據傳輸、監測中心數據處理和移動監測終端。

現場數據采集由安裝在專用應急監測車上的移動監測終端來完成。移動監測終端能夠采集各種輻射數據、定位信息和氣象信息，并能夠將采集的各類數據進行打包通過無線傳輸數據傳送給監測中心，然后由監測中心對數據進行分析、處理、存儲和共享[2]。

2.2數據采集與處理的設計

本系統利用GPS技術作為數據的采集與處理模塊，它可以提供標準的數據輸出格式，具有豐富的輸出資訊，如衛星定位、偏差資訊、地理位置、全球衛星定位導航資訊、對地方向、對地速度、日期和時間等。當GPS接收機相應的串口打開時，其就會以1s的周期開始不停的發送所有定位信息。根據本系統設計的實際用途，只需要對衛星定位和全球衛星導航這兩種衛星信號資訊進行采集與處理，并從中獲得實時時間、經緯度、高度、相對速度、相對方向和定位狀態數據信息。

2.3數據通信網絡的設計

移動終端采集完各種數據之后，通過CDMA無線數據傳輸網絡將這些數據傳送到監測中心。CDMA模塊提供串行接口和透明數據傳輸方式，其無線數據網絡通過與聯通專線結合形成一個覆蓋面廣、成本少、安全穩定的數據通信網絡，即應急監測車上的移動監測終端利用CDMA無線數據通信模塊向監測中心傳送各種監測數據，從而建立起應急監測車和監測中心的一個專用數據通信通道。采用這種數據通信網絡可以確保在系統設計時將主要精力放在系統的整體結構和軟件的設計上，從而為系統提供一個安全穩定的數據通信網絡[3]。

2.4移動監測終端的設計

移動監測終端是安裝在每一輛應急監測車上的一個重要裝置，其主要負責對監測現場的氣象信息、定位信息、γ輻射等數據進行實時準確的獲取，并對這些數據進行分析、打包和處理，然后通過無線數據傳輸通道發送給監測中心進行數據的進一步處理。與此同時，將這些數據錄入到本地數據庫，以便以后查詢和打印所用。為實現系統對各個儀表數據的實時準確獲取，該系統采用多線程編程技術，讓氣象儀表、γ輻射儀、GPS接收機等的數據采集在不同的線程中完成，從而大大提高系統的運行效率[3]。

2.5監測中心數據處理模塊的設計

監測中心軟件的設計需要具備網絡通信、數據庫設計與應用，核輻射環境數據處理等功能。與連續γ輻射監測系統數據庫設計不同，核事故應急輻射環境實時移動監測系統的實現對數據庫的設計具有嚴格的要求。從系統日后的可擴展性、控件的豐富性等方面考慮，文章采用當前應用較為廣泛的可視化編程軟件和高級編程語言來開發與設計該系統及其數據庫。

3　總結

對于核事故應急輻射環境實時移動監測系統的設計與實現，文章主要從系統的整體結構設計、數據采集與處理的設計、數據通信網絡的設計、移動監測終端的設計和監測中心數據處理模塊的設計幾方面來予以說明。對于該系統的設計，雖然目前能夠較好的滿足核事故應急輻射環境實時監測需要，但隨著計算機技術、通信技術等發展的不斷進步，其還需要進行不斷的更新與完善。只有這樣才能夠適應核事故應急輻射環境監測的需要。

[1]馬雄楠.網絡化環境輻射監測系統的研究 [D].成都理工大學,2009.

[2]朱曉翔,陸繼根.核應急輻射環境監測的準備和響應 [J].環境監控與預警,2011,05:1-3+8.

[3]魏雄,周書民.基于GPS/CDMA的核事故應急監測系統的設計 [J].核電子學與探測技術,2011,12:1333-1336.

[4]張瑜,楊維耿.對后福島時代我國輻射環境監測的建議 [J].核安全,2013,S1:131-133.

X8[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-307-1

鄭磊（1979～），男，學士，工程師，研究方向為環境工程、輻射、環境監測。