放射源安全管理解决方案

放射源安全管理解决方案 北京万维盈创科技发展有限公司 1. 项目概述 1.1. 项目背景 近年来，我国因管理不善等原因造成放射源丢失、被盗的事件时有发生，导致多起放射性 污染事故，严重威胁人民群众的生命健康。据不完全统计，从 1954 年到 2003 年年底，全 国共发生各类辐射事故 1500 余起，平均每年发生事故 30 余起，其中 4 起辐射事故曾经造 成 8 人死亡。 目前，在用放射源的核素有 47 种，民用的主要核素是 137Cs、60Co 、241Am、238Pu、90Sr、192Ir、63Ni 等；而以 137Cs、60Co 、241Am 为核 素的放射源分别占放射源总数的 41.61、25.1和 8.18，这三种核素占到总数 74.89%。尽管放射线应用的前景十分看好，但其对人体有着极大的危险性，它可破坏人体 的组织，也会引起恶性肿瘤，甚至会使各类生物遗传基因产生突变，使细胞染色体遭到破 坏。 因此如果有关部门不对放射源的整个生命周期进行有效监管，很可能发生人员伤亡事 故，甚至发生恶性的区域污染事件. 某省使用放射源单位 XX 余家，放射源 XX 余枚，河北省放射源点多面广，且随着近年来 核技术应用的普及，放射源数量也在增加，河北省环保部门对放射源监管工作的任务极其 艰巨。河北省他人民政府依据国家核安全与放射性污染防治规划（20062020） 中关于 逐步建立全国核与辐射安全监管信息系统的工作指示，发布了河北省印发关于建设环境 保护四大体系实施意见的通知 ，该通知中明确提出要建立“全省辐射环境监测系统和放射 源网络监控系统”。 然而，目前传统放射源监管技术不能实现放射源的实时动态监控，放射源的用/存/ 移全过 程处于监管真空状态，有关部门无力应对放射源丢失、非法移动等事故；环保部门放射源 审批过程还是以人工操作为主，费时费力，效率较低；现存多数系统尚未实现放射源移动 执法能力，限制了放射源监管执法工作的实时、灵活、便捷的开展。 作为放射源使用大省的某省，实现核与辐射“管理程序化、组织网络化、技术规范化、方法 标准化、装备现代化、质保系统化”的能力建设目标已迫在眉睫。 1.2. 建设思路 “管核先管源”是各级环保部门对放射源进行监控管理的基本原则。无论是放射源使用单位 还是放射源监管单位，从根本上讲应解决以下问题： 1、放射源是否安全，是否存在意外丢失的可能； 2、放射源是否出现泄漏现象； 3、放射源的应用管理措施是否有效，是否会对确定或不确定人群形成伤害； 为达到监控放射源的目的，利用先进的物联网技术、自动控制技术、通讯技术、传感技术、 GIS 技术、GPS 技术、图像识别技术等技术，将放射源安全管理建立了以 GPS-CPS 定位及 剂量率为检测单元的集数据监测，同时辅以视频技术为基础的“某省省放射源物联网在线监 控系统”。 “某省放射源物联网在线监控系统”将实现放射源的监控（RFID 监控、视频监控、剂量监测） 、放射源使用许可和转移审批、放射源转移 GPS 实时定位监控、放射源监察巡检、放射源 移动监察及放射源应急管理等体系，真正做到“防丢失、防偷窃、防泄漏”，从根本上提升 放射源监管水平。将辐射防护检测技术与 IT 技术融合为一体，既实现了环保对放射源的监 控技术要求，也实现了公共安全的监控追踪要求。 1.3. 建设内容 某省放射源物联网在线监控系统拟采用辐射探测技术、视频信息技术、网络技术、全球定 位技术、地理信息技术等先进技术，设计、开发、建立重点放射源自动监控项目，计划分 期分批实现对河北省全省放射源的在线监控与管理。计划从 2011 年开始分部实施将全省 *家*枚源或库纳入监控系统。其中固定源单位*家，移动源单位*家。 监控范围包括：测厚仪、密度仪、料位计、分析仪、探伤机等。监控技术分别采用固定源 剂量监控、视频及移动源的剂量监控、GPS-CPS 轨迹监控、及 RFID 射频监控等。 1.前端监控系统：对放射源所在场所进行监控、并对过程和状态的信息进行采集。 2.数据采集与传输系统：利用有线、无线网络等多种传输手段，将实时采集的数据传输至 监控中心。数据传输系统拟采用租用中国电信专用网络，视频监控信息储存在电信服务器 中，采用电信托管管理方式。其他监控系统传输储存在环保局监控中心服务器中。 3.中心数据库：中心数据库的建立、维护管理、查询、分析及发布。中心数据库建设在省 环保局监控中心。 4.监控平台：全面准确的了解放射源所在场所的状态、位置等具体信息，在此基础上，对 放射源实现合理、有效地管理，对异常情况实现自动报警，并进行紧急状态下的应急响应 与处理等。 5.监控中心：通过通信传输线路与放射源自动监控设备连接，实现对放射源的在线、连续 监测，并对放射源监控设施运行情况实时监控。 1.4. 实施原则 放射源的安全监控措施是放射源的安全防护设施的重要组成部分，本方案将遵循以下原则： 1、责任主体原则：各涉源单位作为放射源使用和管理的第一责任主体，放射源在线监控系 统的建设并不免除各放射源应用单位应承担的放射性污染防治各项义务和责任。 2、实用原则：本方案将根据我省实际，选用当前先进、可靠、成熟、实用的技术路线和监 控措施，统一放射源在线监控仪器设备技术要求。 3、统一监管原则：为保证在线监控系统的有效运行，河北省放射源物联网在线监控中心由 河北省环境保护厅全额出资建设，放射源在线监控系统的前端监控设备的运行维护由河北 省环境保护厅统一委托第三方进行运行管理。 1.5. 建设依据 中华人民共和国环境保护法 中华人民共和国放射性污染防治法 河北省辐射污染防止条例 国家环境保护“十一五” 规划 （国发200737 号） 国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定 （国发200539 号） 国家环境监测管理条例 全国环境监测站规范化建设指南 国家发展改革委、财政部关于印发国家环境监管能力建设“十一五”规划的通知 （发改投 资2008639 号） 环境监控中心建设技术要求（试行） 国家应急平台体系信息资源分类与编码规范 （试行） 国家应急平台标准体系框架 应急信息资源目录系统设计规范 放射源安全和保安行为准则IAEA 关于发布放射源分类办法的公告国家环境保护总局公告 2005 年 第 62 号 关于建立放射性同位素与射线装置辐射事故分级处理和报告制度的通知环发 2006145 号 关于印发关于 射线探伤装置的辐射安全要求的通知环发20078 号 1.6. 参考标准 电离辐射防护与辐射安全基本标准 （GB18871-2002 ） 辐射防护用 、 辐射剂量当量 (率)仪和监测仪 （JJG 393-2003） 计算机软件开发规范 （GB8566-88 ） 接地装置施工及验收 （GB50169-92 ） 自动化仪表安装工程质量检验评判标准 （GBJl31-90） ANSI N42.33-2006 American National Standard for Portable Radiation Detection Instrumentation for Homeland Security ANSI N42.20-2005 American National Standard Performance Criteria for Active Personnel Radiation Monitors ANSI N42.29-2007 American National Standard for Performance Criteria for Personal Emergency Radiation Detectors (PERDs) for Exposure Control 控制柜安装标准 （GB4720-84 ） 专题地图信息分类与代码 （GB/T 18317-2001） 地理信息分级、分类及编码规则 （GB 104.14） 标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写规则 （GB/T 1.1-2000 ） 标准编写规则 第 3 部分：信息分类编码 （GB/T 20001.3-2001） 信息分类和编码的基本原则与方法 （GB/T 7027-2002） 2. 放射源在线监控系统 某省放射源物联网在线监控系统是一套基于 Web Service 结构、GIS 界面管理、有线或无线 实时通讯集成一体的监控平台。系统是集固定源、移动源自动监控仪器及门禁监控系统为 一体的数据的采集、传输、存储、展示、统计及应用的综合业务平台，监控信息通过互联 网远程实时传输至系统监控平台，监控系统可提高核与辐射环境监管工作的信息化水平， 可提高对辐射污染事件的快速反应能力。系统可通过环保系统内部的业务协同，有效地获 取用源单位在用源总数、种类和活度、库存源总数、种类和活度等动态业务数据，为核与 辐射环境管理提供服务，系统可全面提升河北省放射源环境管理水平。 2.1. 系统设计 放射源自动监控监管系统按照以下设计原则进行设计研发： 1、系统设计先进性、开放性： 放射源在线监控系统采用 B/S 系统构架， 系统数据库基于 SQL SERVER 平台。系统的总 体布局是一个分级分布式计算机网络通讯管理系统，整个系统采用开放式设计，可以方便 地连接不同的硬件设备，同时方便地跟其它计算机系统连接 。 2、系统设计实用性： 系统建立在对河北省环保厅实际需求为原则开发的，系统操作、维护简便实用。 3、系统设计自动校验操作行为 完全建立在我国现行的环境地理信息管理工作的规范上，严格基于环境信息管理工作流程， 全部采用直观的 GIS 用户界面，规范性和可操作性极强，系统自动校验操作行为并提示正 常操作路线。 4、系统设计模块化 系统设计在数据层、管理层与应用层之间建立良好的运行机制，应用系统通过统一的数据 平台进行开发。GIS 的可视化界面以及方便灵活的参数设定修改体系，使目标系统容易维 护而且容易定制。 5、系统设计稳定性 系统研制主要目的是对放射源进行全天 24 小时监控，杜绝放射源事故的发生，所以软件的 稳定、可靠运行及硬件设备的性能指标是系统设计的最重要的原则之一。从技术和安全等 多方面和软件所有的设计和实现中都遵循着稳定、可靠的原则实施系统设计。 6、系统设计安全性 系统在网络安全的各个环节采取了可靠的安全措施（防火墙、数据库备份、权限设置、密 码设置） ，免遭攻击和破坏，提高了系统的安全性。 7、系统设计的标准化、规范化 系统所采用的技术和设备材料等，均符合相应的国际标准或国家标准和技术规范，或者符 合相关系统内部的相应规范，为系统升级、扩充，以及与其它系统或厂家的设备的互连、 奠定了好的基础。总体设计中采用开放式的体系结构，使相对独立模块易于进行组合调整 和系统扩展。同时，在系统中涉及到的各种通信协议符合国际标准，将各种软件模块和硬 件彼此之间有机地结合在一起，保证了信息互通和应用互操作。 8、系统设计的成熟性 系统设计所采用的软 、硬件设备材料等均为相对成熟的技术或产品，系统能够有效的降低 误报警，满足河北省厅及各市环境保护局日常监管的需要。 上述原则之间并非协调一致，许多原则之间是相互矛盾的。如先进性和实用性、成熟性之 间，信息共享与安全保密之间。因此在系统设计过程中保证了系统的先进性、开放性、高 可靠性、实用性、成熟性的有机结合，在各种矛盾之间寻求一个对立统一的、和谐一致的 解决方案。 2.2. 系统结构描述 2.2.1. 系统组成 1.现场监控系统 主要包括剂量监测仪和视频监控仪等，设备具有耐辐射、防潮、防腐蚀、防高温、防震动、 防尘、防油污等功能。防爆区域具有防爆或隔爆功能。目前依据河北省放射源使用类型分 为固定源、移动源、半移动源现场监控系统。 固定源、半移动源现场条件相对稳定拟采用剂量或+视频或 GPS-CPS 定位（RFID）+视频 监控的方式，采用有线传输（电信 2M）为主，部分网络无法到达的地方可以采用电信的 3G 无线通讯网络的方式。 移动源现场监控因受制于现场条件及监控技术等因素计划全部采用 3G 无线通讯网络进行 建设。 2.通讯传输系统 包括各监控企业及环保局监控中心光纤或 ADSL 专有网络建设。其中环保局监控中心需要 建设 100M 以上光纤，企业网络传输系统由企业自建，所有监控信息通过专网传至电信托 管机房。 现场通讯方式，如用采用视频监控作为监控手段之一，则建议采用专线为主 3G 无线为辅 的方式，否则，建议采用以 3G 或 2.5G 为主，专线为辅的方式（重要的涉源单位，如辐照 站等） ，以降低建设成本。 3.监控中心平台软件及中心数据库 由放射源信息系统平台软件、系统服务器及其他辅助设备组成，环保局监控中心作为整个 系统的控制和管理中心。收集所有监测点的监测数据加以处理统计、分析，发布。 图一：现场监控系统物理联接图 图二：监控中心网络拓扑结构图 定位监控、越界报警 对于移动放射源在移动前需要申请备案，并可加装移动监控设备（包括 GPS 和剂量监控） ， 使得监测部门能随时跟踪了解移动的实际位置，并能保存历史轨迹，以便日后随时回放移 动路线 通过定位监控可以设置放射源的报警距离、检测间隔、监控状态和是否短信报警。 报警距离：设置放射源的报警距离。 检测间隔：设置放射源的检测间隔 监控状态：设置监控状态的开启和关闭。 短信报警：设置短信报警的开启和关闭。如开启，则将报警信息以短信的方式发送至设置 的手机号。 图四：放射源 GPS-CPS 定位功能 图五：报警功能的设置 2.2.2. 放射源辐射剂量监测 根据放射源工作种类，分为固定源剂量监测，半移动源剂量监测和移动源剂量监测。固定 源辐射剂量监测采用 24 监控辐射剂量本底；半移动源辐射剂量监测根据各放射源移动时间 阈值设置监控剂量本底；移动源剂量监控根据移动源使用情况实时采集辐射剂量。 系统可以实时查看地图上某点的放射源实时情况，包括当前辐射数值、仪器状态、数量、 名称、产地、与之关联的视频通道等等。根据相应的操作权限，用户可以设定放射源的监 测数据上下限范围，采用周期等，出现异常情况现场报警（可声光报警）并将报警信息实 时上传，此外支持通过手机短信等方式报警。在此功能模块下可查询放射源信息、放射源 安全监控系统的历史报警信息；放射源安全监控系统的历史运行数据，能自动生成各种曲 线和图形，并提供对曲线数据的相关性分析。 图六：放射源剂量监控 2.2.3. WEB 实时视频监控 目前大多数的视频监控系统只能提供用户端的 C/S 架构的软件，使得系统的安装维护非常 不便，也只能支持个别用户监控。为了支持更多 Internet 上用户的访问，并和放射源数据 库系统，业务流程管理系统，传感器监控系统等进行统一的开发风格，将视频监控系统纳 入到 B/S 架构下。是通过将用户的视频解码软件封装为 ActiveX 控件的方式将其融入到 Web 方式下。视频监控系统采用集中管理、分布监控的设计思路，全网采用星型网络结构， 所有数据（声音、图像、GPS 信息、报警信息等）经过数字化处理，通过宽带 IP 数据网进 行远距离传输。全网采用 3 级组网架构，河北省环境保护厅为一级单位，市局为二级单位， 各涉源企业为三级单位。 视频显示窗口的上方为分屏选择按钮，可根据不同的需要选择显示画面的数量，用户可根 据连接的设备数量和视频窗口的大小选择 1 分屏、4 分屏、9 分屏、16 分屏，所有视频监 控信息全部存储在电信托管专用服务器中，可根据用户需要随时调取历史信息。 视频移动侦测报警 在此设置每个通道的视频移动报警参数: 移动检测区域(图像被分成 22 * 18 个块，双击需 要设置的块，可以设置或取消本块的移动检测设置)、报警检测时间、报警检测开关、移动 报警检测的灵敏度、报警自动清除时间(报警延迟时间) 、报警联动输出通道、报警联动录 像通道。 图像屏蔽 在此设置每个通道的视频图像屏蔽参数，用户可以随时屏蔽掉敏感区域，如密码输入区。 屏蔽区域(图像被分成 22 * 18 个块，双击需要设置的块，可以设置或取消本块的屏蔽设置) 。 放射源数据异常报警联动 数据区中，可以定义某个放射源绑定的视频通道，当该放射源数据出现异常时，引起视频 报警联动，触发报警录像。 图七：放射源视频监控 2.2.4. 放射源信息管理 放射源的添加删除修改等基本操作 用户可以通过该工具在地图上任一点添加标识放射源，并记录该点位置。 放射源基本信息编辑 对放射源基本属性信息进行修改和编辑，包括放射源设备名称、数量、核素名称、放射源 编码、活度、购置时间、位置信息、产地、使用地点、使用状况以及关联的定位器信息等。 放射源群组管理 “群组管理”专门为集中查看与管理部门信息、放射源信息以及 GPS 信息而设计。以放射源 在用单位为一个放射源工作组或群，通过系统群组管理实现分散放射源的结构化管理。通 过系统群组管理可以实现放射源在用单位名称等接收、解除、历史轨迹查询。 与视频及短信的报警联动 实现地图、视频及短信的报警联动功能，出现异常情况如移动放射源偏离初始预设轨迹均 会启动报警联动。 历史视频信息 根据时间、NVS 名称、通道、报警类型等进行联合查询，播放器可实现快进、快退、逐帧 回放、循环播放、鼠标拖拉等操作。 历史数据信息 放射源在线监控信息管理系统按检测设备的名称分组来收集数据，可以有两种方式查看所 收集到的数据：文本显示及曲