甘肃省高风险移动放射源在线监管系统总体设计

王海山，闫德坤，郑舒绮，李梦飞，于海福，肖韦华

（1.甘肃省核与辐射安全中心，甘肃 兰州 730020；2.甘肃省生态环境厅，甘肃 兰州 730000；3.北京瑞邦鑫泉科技股份有限公司，北京 100094）

放射源应用具有范围广、使用数量多、使用较为分散等特点，如监管不到位，极易发生丢失、被盗等事故，给公众和环境造成危害及影响。比如，移动探伤检测环节的行业事故发生概率最高，移动探伤工作移动性强，工作地点较偏僻，交通不便，增加了监管部门现场监管的难度。比如移动X、γ探伤设备长期在野外工作，设备易损坏，由于缺少实时性的探伤监测设备，容易出现误照射现象。

甘肃省作为一个核技术利用大省，其放射源数量较多。全省共有核准使用放射源单位86家（生态环境部监管单位和军队单位除外）。共有放射源1871枚（其中Ⅱ类放射源65枚，Ⅲ类放射源12枚，Ⅳ类放射源978枚，Ⅴ类放射源786枚，类别不清30枚）；其中高风险放射源（Ⅱ类）使用单位6家，分别为兰州市2家，兰州新区1家，嘉峪关1家，庆阳市1家，酒泉市1家，共有Ⅱ类放射源65枚。

信息技术的发展，尤其是物联网技术的大力发展，使得我们可以借助RFID、现代通讯、新型探测器、互联网、数据库、地理信息（GIS）、卫星定位、自动控制等先进技术，开发基于各类综合技术的放射源在线监管系统，通过一体化的平台管理软件与配套智能终端监控设备，实现对移动放射源监控信息数据的采集、传输、处理、计算、分析等过程信息化管理，建立有效管理移动放射源的在线监管。

1 放射源在线监管系统设计

1.1 移动放射源在线监管系统设计思路

系统采用物联网、GIS（地理信息）、RFID（电子标签）、辐射剂量采集、GPS全球定位、GPRS、多传感融合等先进的技术手段，以实现放射源在存储、运输、作业环节中的安全管理为目标，帮助监管部门和用源单位及时、直观、形象地了解放射源的动态信息，实现对放射源位置监测、剂量率监测、作业状态监测、数据通信、事故报警、应急处理和统计分析等功能。

1.2 移动放射源应用场景分析

对于移动源的监管，从三个方面考虑：一是防止移动源出库后全过程中意外丢失；二是移动源的意外泄漏对工作人员造成伤害；三是为用源单位做工作量化管理。放射源存储管理如图1所示。

图1 放射源存储管理示意图

库房管理模式主要针对源库中放射源设备，进行实时监控：

1）当放射源设备在源库中存放时，放射源监管终端可对放射源设备的状态进行实时监控。装配了放射源监管标签的放射源设备，将当前剂量率、电量、GPS信息等数据发送到库房监管中心机，并统计监管范围内的设备数量，随后通过库房监管中心机的无线通讯方式上传到云平台。

2）当放射源设备离开源库的同时，监管标签脱离了库房监管中心机的监测范围，确认放射源设备已经离开库房，随后通过库房监管中心机的无线通讯方式上传到云平台。放射源运输过程如图2所示。

图2 放射源运输过程示意图

（1）当放射源设备在车厢内时，车载固定监管终端可对放射源设备的状态进行实时监控。装配了放射源监管标签的放射源设备，将当前剂量率、电量、GPS信息等数据发送到车载固定监管终端，并统计监管范围内的设备数量，随后通过车载固定监管终端的无线通讯方式上传到云平台，如图3所示。

（2）当放射源设备离开车厢的同时，放射源监管标签脱离了车载固定监管终端的监测范围，确认放射源设备已经离开车厢，随后通过车载固定监管终端的无线通讯方式上传到云平台,如图3所示。

图3 放射源现场作业示意图

●放射源作业管理

放射源设备在作业的同时，装配的电子标签独立上传监控数据，可以得知当前GPS坐标，并根据实时计量值来判断放射源设备的作业流程：

1）当电子标签检测到剂量变化时，判断在此工作中间发生的源出罐的动作，系统认为正常；

2）当电子标签检测设备震动，并且剂量率达到高阈值时，放射源有丢失风险，系统将提示报警信息。

2 放射源在线监管系统设计原理

2.1 系统概述

放射源在线监管系统，综合了国内、国外放射源管理的先进经验，以生态环境部核安全局已经实行的“一源一卡”放射源统一身份管理为依托，按照环保部门的辐射安全监管规范和标准，帮助监管部门和用源单位及时、直观、形象地了解放射源的动态信息，具有对放射源位置监控、剂量率监控、视频监控、作业状态监控、数据通信、事故报警、应急处理和统计分析等功能。

2.2 系统架构

放射源在线监管系统架构拓扑图如图4所示。

图4 放射源在线监管系统架构拓扑图

2.3 系统组成

系统采用B/S平台架构，以物联网、GIS、RFID、辐射剂量采集、卫星定位、无线通讯、多传感融合等先进的技术手段，以实现放射源在存储、运输、使用环节中的放射源管理为目标。

3 结语

由于现代科学技术的进步，特别是物联网技术的广泛应用，为建立放射源在线监管系统提供了基础。本系统突破和创新在于通过多元化信息技术、一体化管理平台软件与配套在线监管设备，对放射源监控信息数据的进行采集、传输、处理、计算、分析等过程信息化管理，实现了对放射源在存储、作业、运输、报废管理等各环节中的无缝监管。放射源在线监管系统的建立有助于完善核技术利用辐射安全管理系统，促进核技术事业安全、健康、可持续发展。