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1、武汉联刚科技有限公司湖北省环保厅核辐射站 放射性废物库物联网监控管理系统武汉联刚科技有限公司武汉市洪山区珞瑜路158号马志龙（13886033636）目 录1系统功能概述32设计依据33系统设计思路与设计原则44系统现场建设方案45系统设备功能介绍65.1辐射剂量在线监控仪表65.2远距离电子标签侦测器、电子标签75.3辐射剂量连锁门禁75.4电子标签连锁门禁75.5智能视频分析系统75.6红外入侵监控系统85.7电子巡更管理系统85.8便携式空气取样器及、放射性气溶胶监测仪85.9表面污染监测仪85.10放射废物库监控室服务器86库区设备部署87系统日常运营业务方案97.1放射源电子标签的安
2、装及档案录入97.2管理人员电子标签的分配与档案录入97.3放射源入库业务97.4放射源出库业务107.5异常报警108系统设备技术性能108.1RD-1000型 低成本GM管射线在线监控仪表108.2远距离电子标签侦测器、电子标签128.3高灵敏环境级射线在线监控仪表138.4区域中子监测仪148.5视频防盗监控系统158.6电子巡更设备158.7、气溶胶监测仪168.8表面污染监测仪171 系统功能概述放射性废物库监控管理系统充分利用了当今先进的辐射传感技术、电子标签技术、图像识别技术、电子巡更技术、计算机软硬件技术、数据通讯技术及网络技术等。主要实现放射性废物的身份唯一标识、数据集中统一
3、管理、废物库各区域内的视频、中子剂量监测，放射源入库和出库管理，控制人员进出与放射源进出的门禁管理，安全防盗系统，以及相应现场报警、远程报警设备，所有信息、数据将上传至省级平台，实现与环保平台的整合。环保部门利用此系统能够实现的功能包括1实时获得废物库中各个放射源的全方面信息:2基于电子标签及辐射剂量的门禁系统，放射源入库、出库的信息化、数字化管理3实时获得各库区内、库区外照射水平，保证废物库的安全性。所有历史监测记录与数据将在系统中长期妥善保存，可随时调用。4可携带的闪烁体高灵敏度剂量率仪，对工作场所、废物桶、废源容器、屏蔽层外的外照射水平进行监测。 5放射性气溶胶监测，以确定取样处的空气污
4、染水平及应采取的措施。7表面污染监测仪，用于监测工作人员皮肤与工作服、搬运工具、废物包装容器、工作场所等处的表面污染水平，以确定是否符合控制值要求及应采取的对策。 8. 智能视频分析系统，配合库区已有的视频探头，可自动检测指定区域内被搬移、盗取的物体，实现了视频监控的24小时自动化报警。9. 红外防入侵系统，保证放射废物库的防盗安全。10. 利用电子巡更系统实现对放射性废物库安全责任人行为的感知与管理。2 设计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放射性废物管理办法放射性废物库技术要求3 系统设计思路与设计原则本项目是一项比较复杂的系统工程，为了项目安全、快捷的建设，系统建
5、设遵循以下原则：l 规范性：严格遵循国家相应的技术标准进行系统建设；遵循环境数据库设计与运行管理规范、环境信息系统集成技术规范等2007版新规范。l 预见性：采用先进的技术和系统建设思想建设系统，保证在3年左右的时间内系统的能力不落后。l 实用性：满足管理和决策的业务需求，提高工作效率及决策的科学性。l 安全性：整个系统所采用的安全机制具有较高的安全可靠性，业务数据访问提供可靠的加密、授权设计。l 可靠性：系统运行稳定可靠，容错能力强，不因误操作等出现停机和系统崩溃等问题。l 开放性：系统符合国际标准和业界标准，可以与其他相关系统联网和通讯，支持标准的应用开发平台，具有良好的移植和扩展能力。l
6、 可扩充性：系统具有良好的可扩充能力，根据不断变化、增长的业务需要，可以很容易地增加应用能力。l 保护现有资源：本系统是在已有设备的基础上进行，系统的设计和开发中充分考虑到对前期投资的保护。 4 系统现场建设方案在线仪表低成本GM管射线在线监控仪表高灵敏环境级射线在线监控仪表区域中子监测仪远距离电子标签侦测器本系统现场设备由在线仪表部分、实验室仪表部分、安全保卫设备、数据传输设备组成。实验室仪表、放射性气溶胶监测仪空气取样器表面污染监测仪安全保卫设备电子标签门禁辐射剂量门禁视频防盗监控系统红外入侵监控系统电子巡更管理系统便携式RFID阅读器数据传输设备远程数据传输系统库区无线组网系统图1 现场
7、设备组成本系统的在线仪表部分与安全保卫设备采用模块化设计，各模块之间使用标准总线连接，可以方便的扩展新的功能，具有极高的灵活性和可靠性。在线仪表采集到的实时剂量率值，读取到的电子标签信息，安全保卫设备的相关报警信息，发送至监控系统平台统一收集整理，通信方式上有线网络、无线GPRS可选。整体系统框图如下图所示：图2 系统框图5 系统设备功能介绍5.1 辐射剂量在线监控仪表低成本的GM管监控仪表，可大量部署在库区内外各处。GM计数管受外界环境变化影响比较小，能耗较低，工作电压低，量程大，稳定性高，脉冲幅度大，使用方便，由于其误报警率很低，非常适合作为辐射报警设备。用GM管监控仪表随时监控废物的放射
8、水平，当库存放射废物发生泄漏时将触发报警；环境级高灵敏的闪烁体监控仪表用于库区外对环境影响的评价，具有精度高、灵敏度高、响应速度快、低能响应好的特点。可固定式在线使用，也可携带至感兴趣的区域进行测量，方便灵活，是GM管监控仪表的有力补充。 针对中子源废物库的监测，配备区域中子监测仪，由于中子本身不带电，不能产生电离或激发，所以不能用上述GM管或闪烁体探测器直接探测，而是利用中子与掺入探测器中的某些原子核作用（包括核反应、核裂变或核反冲）所产生的次级粒子进行测量。5.2 远距离电子标签侦测器、电子标签独特的有源电子标签系统，使得电子标签的感知距离提高至几十米，可同时识别几百枚标签，为每枚放射源配
9、置电子标签后，废物库中有哪些放射源将一目了然，进而配合系统平台掌握放射源的全面信息: 存源单位、库存编号、国家编码、核素种类、射线种类、活度、存源坑号、半衰期、出厂日期、入库日期、入库原因、入库经办人、入库时主管、放射源照片。另一方面所有工作人员每人配备电子标签，对管理人员是否在工作岗位，所处库区位置实时感知。给管理人员配备PDA型电子标签侦测器，辅助其对放射源身份的快速确认。5.3 辐射剂量连锁门禁在库区入口配置高灵敏闪烁体探测器，并与门禁系统、报警系统关联，当发生未通过审批的放射废物入库与出库，门禁系统将关闭大门、并触发现场报警。 5.4 电子标签连锁门禁门禁系统还与电子标签侦测器连锁，未
10、经允许的放射源将无法通过门禁移出库区。库区内的各个区域的二级门禁，将只对持有相应权限电子标签的人员开放。这样不但保证了放射源废物的安全也保证了人员安全。5.5 智能视频分析系统在库区原有的闭路电视视频采集系统上，将视频信号接入先进的视频分析存储设备，对放射源的移动、人员的闯入均能实现自动化报警，彻底摆脱人工监视，发生事故检索历史视频的落后模式。仓库周界采用区域入侵报警、徘徊报警等典型的安全防护模式，仓库内部采用物品区域入侵报警，物品拿取报警相结合。重点无人区域加强了摄像探头自动跟踪功能，通过几个探头接力，完成闯入者的自动轨迹跟踪。5.6 红外入侵监控系统使用对射式红外电子栅栏，每隔50米布置一
11、对，完成全仓库周界的的实时入侵监控、与视频入侵报警互为补充。采用多束红外光对射，发射器向接收器以“低频发射、时分检测”方式发出红外光，一旦有人员或物体挡住了发射器发出的任何相邻两束以上光线超过30ms时，接收器立即输出报警信号，当有小动物或小物体挡住其中一束光线时，报警器不会输出报警信号。5.7 电子巡更管理系统电子巡更系统是一种先进的移动自动识别技术，将巡逻人员在巡更巡检工作中的时间、地点及路线自动准确记录下来，主要由巡更棒、巡更点、通讯座、与相应的系统软件组成：巡更棒由巡逻人员在巡更巡检工作中随身携带，将到达每个巡更点的时间及情况记录下来。 巡更点安置在巡逻路线上需要巡更巡检地方的电子标识
12、。 通讯座用来将巡更棒中存储的巡更数据通过它下载到PC5.8 便携式空气取样器及、放射性气溶胶监测仪用于对气态流出物及工作场所、贮存间等地的空气采样，在放射性气溶胶监测仪上进行测量，以确定取样处的空气污染水平及应采取的措施5.9 表面污染监测仪表面污染监测仪，用于监测工作人员皮肤与工作服、搬运工具、废物包装容器、工作场所等处的表面污染水平，以确定是否符合控制值要求及应采取的对策。 5.10 放射废物库监控室服务器部署监控管理系统平台软件，记录数据及报警信息，并负责将数据发送至上一级环保平台。6 库区设备部署库区设备的合理布置是废物库安全的保障，各种监测手段互为补充，形成立体交叉、多维的监控网，
13、确保放射废物的安全。设备部署分布如下图所示：图3 设备部署示意图7 系统日常运营业务方案7.1 放射源电子标签的安装及档案录入系统部署之后，首先对已入库放射源所在窖坑安装电子标签，并将库存放射源台账记录与电子标签一一绑定，录入监控管理系统平台，7.2 管理人员电子标签的分配与档案录入所有库区工作人员每人配置一枚电子标签，并将工作人员资料录入监控管理系统平台，同时对不同工作人员的权限进行分配。只有具有对应权限的工作人员才能进入指定区域。7.3 放射源入库业务废物库管理人员携带自己的电子标签打开库区大门，引导运输放射源的车辆进入，放射源移至监测实验室进行入库前的剂量测量，以及其他登记工作。将放射源
14、对应的电子标签固定于容器表面，此电子标签将可以打开废物库的门禁系统，将其放置在存储区相应位置后，人员离开废物库，门禁闭锁并将此次门禁打开、关闭时间记录于监控管理系统平台。此后放射源将实时收到库内电子标签侦测器的感知，并失去打开门禁的权限。7.4 放射源出库业务在监控管理系统平台中完成出库申请流程后，批准出库的放射源将可以移出废物库，其电子标签并不会触发报警，但厂区内的电子标签侦测器将感知标签运行的轨迹，并将其记录下来。出库前放射源需要在监测实验室进行出库前剂量测量与登记。库区大门被管理人员打开，系统记录打开、关闭大门时间，完成出库。7.5 异常报警可能触发报警的情况如下：（1）、红外入侵监控系统报警：如有人翻越围墙（2）、视频监控报警：如人员进入禁入区域、放射源移动（3）、电子标签报警：未监测到有管理人员存在，但放射源移出库内电子标签侦测器的识别范围，将触发报警（4）、库区门禁报警：库区大门长时间没有关闭（5）、放射源未经登记即离开废物库到达库区大门（6）、放射源未经登记即进入库区大门并到达废物库大门（7）、废物库内及库区周界的辐射剂量超过国家规定限值。（8）、管理人员的电子巡更信息没有及时上传，或巡更路线及时间有误。8 系统设备技术性能8.1 RD-1000型 低成本GM管射线在线监控仪表1、主机体积很小，内部集成GM
