甘肅省高風險移動放射源在線監管系統總體設計

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.甘肅省生態環境廳，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、使用數量多、使用較為分散等特點，如監管不到位，極易發生丟失、被盜等事故，給公眾和環境造成危害及影響。比如，移動探傷檢測環節的行業事故發生概率最高，移動探傷工作移動性強，工作地點較偏僻，交通不便，增加了監管部門現場監管的難度。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測設備，容易出現誤照射現象。

甘肅省作為一個核技術利用大省，其放射源數量較多。全省共有核準使用放射源單位86家（生態環境部監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。

信息技術的發展，尤其是物聯網技術的大力發展，使得我們可以借助RFID、現代通訊、新型探測器、互聯網、數據庫、地理信息（GIS）、衛星定位、自動控制等先進技術，開發基于各類綜合技術的放射源在線監管系統，通過一體化的平臺管理軟件與配套智能終端監控設備，實現對移動放射源監控信息數據的采集、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管。

1 放射源在線監管系統設計

1.1 移動放射源在線監管系統設計思路

系統采用物聯網、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，以實現放射源在存儲、運輸、作業環節中的安全管理為目標，幫助監管部門和用源單位及時、直觀、形象地了解放射源的動態信息，實現對放射源位置監測、劑量率監測、作業狀態監測、數據通信、事故報警、應急處理和統計分析等功能。

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，進行實時監控：

1）當放射源設備在源庫中存放時，放射源監管終端可對放射源設備的狀態進行實時監控。裝配了放射源監管標簽的放射源設備，將當前劑量率、電量、GPS信息等數據發送到庫房監管中心機，并統計監管范圍內的設備數量，隨后通過庫房監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，監管標簽脫離了庫房監管中心機的監測范圍，確認放射源設備已經離開庫房，隨后通過庫房監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，車載固定監管終端可對放射源設備的狀態進行實時監控。裝配了放射源監管標簽的放射源設備，將當前劑量率、電量、GPS信息等數據發送到車載固定監管終端，并統計監管范圍內的設備數量，隨后通過車載固定監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，放射源監管標簽脫離了車載固定監管終端的監測范圍，確認放射源設備已經離開車廂，隨后通過車載固定監管終端的無線通訊方式上傳到云平臺,如圖3所示。

圖3 放射源現場作業示意圖

●放射源作業管理

放射源設備在作業的同時，裝配的電子標簽獨立上傳監控數據，可以得知當前GPS坐標，并根據實時計量值來判斷放射源設備的作業流程：

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

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，系統將提示報警信息。

2 放射源在線監管系統設計原理

2.1 系統概述

放射源在線監管系統，綜合了國內、國外放射源管理的先進經驗，以生態環境部核安全局已經實行的“一源一卡”放射源統一身份管理為依托，按照環保部門的輻射安全監管規范和標準，幫助監管部門和用源單位及時、直觀、形象地了解放射源的動態信息，具有對放射源位置監控、劑量率監控、視頻監控、作業狀態監控、數據通信、事故報警、應急處理和統計分析等功能。

2.2 系統架構

放射源在線監管系統架構拓撲圖如圖4所示。

圖4 放射源在線監管系統架構拓撲圖

2.3 系統組成

系統采用B/S平臺架構，以物聯網、GIS、RFID、輻射劑量采集、衛星定位、無線通訊、多傳感融合等先進的技術手段，以實現放射源在存儲、運輸、使用環節中的放射源管理為目標。

3 結語

由于現代科學技術的進步，特別是物聯網技術的廣泛應用，為建立放射源在線監管系統提供了基礎。本系統突破和創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管設備，對放射源監控信息數據的進行采集、傳輸、處理、計算、分析等過程信息化管理，實現了對放射源在存儲、作業、運輸、報廢管理等各環節中的無縫監管。放射源在線監管系統的建立有助于完善核技術利用輻射安全管理系統，促進核技術事業安全、健康、可持續發展。