CN101387704A - 环境监测车 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种环境监测车，用于增强系统自动监测、自动定位和实时传输的功能以及事故状态下，系统应急响应和实时监控的能力。该环境监测车配备车载γ辐射自动监测仪、全球卫星定位系统GPS、两种可互为转换的无线通信设备以及安全可靠的车载供电设备，确保了系统设备运行的稳定性和实时监测和传输的可靠性。应急环境辐射监测网络，采用以地理信息GIS为软件平台的数字化电子地图技术，将监测车γ辐射监测数据和GPS定位信息实时的显示在各网络监控站的电子图形界面上，为核电站事故情况下，及时而准确的确定下风向放射性污染区，以及为应急指挥人员在操作干预水平的决策上提供了可靠的监测信息。

Description

环境监测车

技术领域

本发明属于环境辐射监测领域，尤其涉及一种环境监测车。

背景技术

旧的应急环境监测车配有G-M型γ辐射探测仪、NaI γ谱仪、空气取样泵、便携式发电机和电源，发明单位在使用过程中发现，由于设计上的缺陷，多年来，旧系统主要存在着以下方面的问题：发电机靠人力启动速度慢，且噪音大，系统设备运行不稳定，时常出现故障，系统可用率较低。尤其是监测车无自动定位监测和数据实时传输功能，只能靠手动定位监测、人工报出监测数据，工作效率低。单一的语音通讯方式，使监测车在进入“盲区”后无法向应急指挥部上报数据，监测车与应急指挥部完全失去联系。由于未建立应急环境辐射监测网络系统及监控软件，事故状态下，应急指挥中心难以及时获取监测车的数据，对电站放射性烟羽的扩散和对周围环境的影响无法进行实时监控。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于提供一种自动监测、自动定位和实时传输的环境辐射监测车，以提高系统应急响应和实时监控的能力。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种环境监测车，其包括运载装置、环境监测装置、全球定位系统、实时信号传输系统，

所述运载装置承载所述环境监测装置、所述全球定位系统和实时信号传输系统，所述环境监测装置监测环境辐射变化，并通过实时信号传输系统将环境变化的相关参数发送给中心站应急环境辐射监测计算机网络系统；

所述全球定位系统将运载装置所处的位置实时传输给所述中心站应急环境辐射监测计算机网络系统；

从而使得所述中心站应急环境辐射监测计算机网络系统根据收到的数据确定所述至少一环境监测车所处位置的的环境状况。

优选地，所述车载环境监测装置包括以下装置中的一种或多种：γ辐射自动监测系统GP-110探测器和ADM606测量仪表、BrLa便携式γ谱仪和剂量率仪。

优选地，所述实时信号传输系统包括语音通讯设备和数据传输设备。

优选地，所述语音通讯设备为车载移动电话。

优选地，所述数据传输设备包括至少两种无线数据通讯设备。

优选地，所述无线数据通讯设备包括无线调制解调器和GSM短信通讯设备，所述无线调制解调器和GSM短信通讯设备具有不同的优先级。

优选地，还包括车载供电设备，所述车载供电设备包括车载24V/2KW直流发电机或交流220V供电、220V直、交流逆变器。

优选地，还包括车载防电子震型工业计算机及网络系统，所述防震型工业计算机网络配置有系统动态监测软件和应急环境辐射监测系统数据库，用以处理在电子地图上监测数据的实时显示，所述网络系统用于与中央控制系统通信。

优选地，应急环境辐射监测计算机网络系统的建立，使监测车监测的数据通过系统通讯设备传输至系统网络服务器以及监测中心和应急指挥中心的GIS图形工作站，为事故状态应急指挥人员提供了及时、可靠的监测信息。

优选地，应急环境辐射监测系统软件界面及各项功能的实施。

优选地，所述应急环境辐射监测系统软件图形界面的一侧，显示实时信息：如经度、纬度、地点、距电站的距离、方位、气象参数及当前γ剂量率数据。

优选地，所述应急环境辐射监测系统包括以地理信息系统为核心的电子地图动态实时监测系统和数据库监测分析报表服务系统。

优选地，所述动态实时监测图形监控系统设置有二级报警阈值和事故操作干预水平值。

优选地，所述应急环境辐射监测系统软件界面具有电子地图显示和γ剂量率趋势变化图显示选择功能。在界面的右侧，可选用不同类型的电子地图。

本发明实施例的应急环境监测车，可以较小的经济代价，而获得先进的应急监测网络技术和强大的系统网络功能，实现系统自动监测、自动传输和网络监控的目的，可满足核电站事故状态下，快速响应、实时监测、及时给出监测信息的要求。

附图说明

图1是本发明实施例提供的环境监测车车载计算机系统框图；

图2是本发明实施例提供的KRS中央站及应急环境监测网络结构图；

图3是本发明实施例提供的系统数据库结构示意图；

图4是本发明实施例提供的应急环境辐射监测系统软件动态监测矢量电子地图的图形界面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的应急环境监测车网络系统包括环境监测车和中心站应急环境辐射监测计算机网络系统，用于核电站正常运行期间的环境辐射巡测和事故应急状态下的环境辐射实时监测。

1.环境监测车系统

所述环境监测车系统包括运载装置、环境监测设备、车载供电设备、车载通讯和数据传输设备、车载防震型工业计算机及网络系统、全球卫星定位系统(Global Positioning System，GPS)。环境监测车系统与KRS系统中央站联网，组成应急环境辐射监测网络系统，通过KRS系统网络服务器，在中心工作站和应急指挥中心等网络工作站可实时的观测到监测车的数据和GPS信息。

运载装置可以由国产伊维克中巴车充当，主要用于承载车载供电设备、车载通讯和数据传输设备、车载环境监测设备、车载防震型工业计算机及网络系统、全球卫星定位系统GPS等。

环境监测设备包括γ剂量率仪(GP-110探测器和ADM606测量仪)、GPS定位仪、气溶胶和碘自动取样装置、BrLa便携式γ谱仪和剂量率仪等；

车载供电设备包括车载24V/2KW直流发电机或交流220V供电、220V直、交流逆变器；车载供电设备有稳压能力。

车载通讯和数据传输设备包括语音通讯设备、无线数据传输设备，语音通讯设备采用车载移动电话通讯设备；无线数据传输设备设置至少两种无线数据通讯设备，无线调制解调器(Radio Modem)和GSM短信通讯设备，以备不同状况的优先切换使用，默认情况下优先采用Radio Modem通讯，一旦监测车进入信号“盲区”，Radio Modem通讯失效，数据通讯自动转换为GSM短信通讯状态，以确保环境监测车系统数据的及时传输，若环境监测车系统的这两种通讯都失效，则自动储存未发出的报文，待回到信号覆盖区，再自动发送未曾发出的测量数据。

监测车通讯系统的任务是通过通讯程序控制，每1分钟将前12个5秒钟测量的γ剂量率值和GPS定位数据送到KRS系统(即厂区辐射气象监测系统)中心通讯工作站。

所述车载防震型工业计算机兼任车载网络服务器和GIS(即公司综合信息系统)图形工作站双重功能，所述车载防震型工业计算机配置有系统动态监测软件和应急环境辐射监测系统数据库，用以实现监测数据的实时处理和显示；所述网络系统用于与所述中央控制系统通信。所述系统动态监测软件界面布局及各项功能的实施，在电子地图界面的左侧信息栏，显示监测日期、时间、地点、距离、方位、经纬度、电站气象风向和风速参数、当前γ剂量率、系统报警阈、操作干预水平、系统运行状态；右侧图形显示控制；界面中央显示电子地图。所述系统动态监测软件包括以地理信息系统为核心的各类数字化电子地图，并在电子地图上实时显示γ辐射监测数据和监测车行路经和轨迹，所述数字化电子地图包括正射影像电子地图和矢量平面电子地图。所述动态监测软件界面设有系统运行状态显示，所述系统运行状态显示包括设备运行状态和监测数据状态显示，正常运行设备状态指示符和数据状态指示符分别显示为绿色，当出现设备故障时状态指示符则显示为橘黄色；当监测的γ剂量率超过设定的报警阈值，数据状态指示符变为红色，同时电子地图上显示的γ剂量率值显示为红色。所述动态监测软件界面设有图层、图表、实时信息查询选择功能，所述选择功能包括各类电子地图、γ剂量率趋势变化图、实时监测数据表的选择和监控。

如图1所示，车载计算机网络系统采用高性能多处理机模块的计算机网络系统结构，提高对数据采集、卫星定位、通讯、地理信息的处理和信息显示以及与数据中心的数据交换任务的实时响应能力。车载计算机系统采用10/100M以太网连接，实现车上的网络交换和传输控制及车上各种数据资源的共享。车载工业计算机担负GIS图形工作站同时兼任车载网络服务器功能，负责系统网络的控制和管理网络图形软件，软件操作系统可采用WINDOWS

2000SERVER，计算机CPU可采用2.4G/PIV，内存为1G，并且配备经过特殊防震处理的40GB移动式硬盘，提供后备的大容量数据存储空间，高可靠性的车载DC/DC转换器24V直流电源，提供服务器工作；传输线使用屏蔽超五类布线系统，以提高网络传输的抗干扰能力。

该车载计算机网络系统进行数据采集的工作过程如下：

监测车的数据采集主要包括两个部分，第一部分是环境辐射监测数据的采集，环境辐射监测数据是由数据采集计算机控制ADM606测量仪测量数据，平均每5秒钟进行一次，并将数据通过车载网络传输给车载服务器；第二部分是车载通讯数据的采集，车载通讯数据主要是接受来自KRS系统中心通讯工作站的数据请求信息、GPS卫星经纬度定位信息、GSM短信数据请求信息，同时担负向KRS系统中心通讯工作站上传GIS地理信息数据和环境辐射监测数据的工作，即将车载服务器所处理的文件通过无线电台和GSM传输到KRS系统中心通讯工作站的服务器终端。

2.中心站应急环境辐射监测网络系统

如图2所示，是KRS中央站及应急环境监测网络结构图。环境监测车中心图形工作站设在KRS中央站(EC-212房间)，与KRS系统网络连接，形成一个完整的环境辐射监测网。

中心工作站系统包括以下设备：

·无线通讯设备MODEM和数传电台；

·GSM移动电话通讯设备和RS232/RS485接口；

·计算机中心通讯工作站及网络接口。

·中心站与应急指挥中心GIS图形工作站

中心站的无线数传设备和GSM移动电话设备选型与车载通讯设备分别对应，其技术指标一致。中心站的无线电台和天线设备安装于环境监测中心机房及其楼顶。山顶通讯站对于无线数传电台相当于一个中转站，通讯计算机可实现中心台和车载台的信息中转。

山顶通讯站也是一个GSM移动电话的终端，通过2.4G无线网络接入设备实现和环境监测网的对接，将移动电话传送的数据直接写到文件服务器。

中心站数据采集及网络接口的用途为：

·采集和接收监测车的测量数据。数据采集周期为1分钟，即每1分钟将前12个5秒钟间隔的数据调回。

·数据中心通讯工作站利用原KRS系统气象采集系统的通讯工作站，选用奔腾级工业控制计算机(PIII/333M，HD10G，RAM64M，CDROM，17”CRT)，满足实时通讯控制管理的功能。

·使用无线通讯方式，连接中心通讯站(EC后山顶)无线通讯电台和天线，管理无线UHF/VHF电台信道。

·安装RJ45以太网接口，实现与KRS环境监测网络连接。

中心网络图形工作站采用具有高级图形功能的通用计算机系统。硬件配置为：CPU：P4/2.8G，RAM：2G，HD：80G，CDRW 48X24X，显示器17”LCD；软件配置为：WINDOWS NT/WINDOWS2000操作系统，ARC VIEW/GIS平台软件系统、中心图形工作站地理信息图形应用软件。应急指挥中心安装有连接在KRS网络上的GIS工作站，其硬件配置和软件配置与应急监测车系统中心图形工作站是相同的。

3.应急环境辐射监测系统软件

应急环境辐射监测系统软件，分别安装在中心站网络和应急指挥中心GIS网络工作站。系统软件分成为两部分：一是采用地理信息系统GIS为核心的电子地图技术的动态图形监控系统，二是数据库监测报表服务系统。系统数据库结构如图3所示，其中在动态图形监控系统的数字化电子地图图形界面上(见图4)，可实现以下功能：

·实时显示监测车行驶的轨迹和γ辐射监测数据；

·环境γ剂量率趋势变化图；

·动态实时监测数据表；

·电子地图界面显示控制；

·在界面的右侧，具有电子地图类型选择功能如：核电站15km范围矢量平面电子地图、正射影像电子地图、两种地图叠加等电子图层的选择。

·地图左侧的信息栏，实时显示当前监测车监测的日期、时间、地点、距离(监测车距厂区80米气象塔的距离)、方位、经纬度以及气象站风向、风速参数、当前的γ剂量率；γ剂量率ALERT、ALARM报警阈值的显示以及事故操作干预水平：隐蔽、服碘、撤离参考值的显示。

·系统设有参数设置及选择功能：

ALERT、ALARMγ报警阈值设置；

事故操作干预水平隐蔽、服碘、撤离参数的设置；

电子地图显示参数的设置；

·系统运行状态显示；

当测量到的γ剂量率超过设定的报警阈值，计算机自动发出音响和红色报警信号，此时电子地图上的γ剂量率值以红色显示。运行状态指示符则由绿变为红色。若系统设备出现故障，运行状态指示符以黄色显示。所述系统动态监测软件界面左侧显示一级报警阈值(即Alert报警阈值)和二级报警阈值(即Alarm报警阈值)，以及IAEA(International Atomic EnergyAgency，IAEA，国际原子能机构)推荐的事故操作干预水平值(撤离、隐蔽、服碘)，可方便于事故应急状态下的判断和分析。

·根据GIS平台的特性，可实现电子地图的无级放大、缩小。

·监测车历史文件的查询；

·中心图形工作站和车载计算机软件功能和处理精度基本上是一致的，仅在于数据的输入方式不同，车载计算机每间隔4秒读取GPS和γ辐射数据，对地图界面进行刷新，而中心站则是对每次通讯计算机采集到的前1分钟间隔5秒的12个辐射数据刷新。

GIS软件使用的数字化电子地图可以达到下列指标：

-比例尺1：10000

-图层：

·地形(等高线、DEM数字高程模式)

·水系(海湾、大小河流、水库、鱼塘等)

·交通道路(高速公路、国道、省道、大小道路)

·行政区划线(村镇行政分界、核电厂界)

·居民点(城镇居民点范围、位置、名称)

·土地利用(林地、疏林地、草地、灌木、耕地、旱地、水田、园地、果树、水域、滩涂)

·主要高压线路

·主要厂房建筑

·航拍照片正射影像图

·卫星影像图

-精度符合国家1：10000地图制图标准(卫星影像图除外)

-格式与ARC/INFO GIS地理信息系统软件的数据格式兼容

监测车实时监测数据可记入如表1所示的表格中。

表1  监测车实时监测信息表(Mobile RealTime Monitoring Information)

 

编号N0	日期Date	时间Time	路线Router	地点Location	经度Longtitude	纬度Latitude	距离(km)	方位(dir)	风向(deg/dir)	风速(m/s)	γ剂量率(μGy/h)	运行状态Status

应急环境辐射监测系统数据库，应用互联网/浏览器技术和数据库技术，完成动态的数据输入、数据库管理、监测报表的生成、调整、输出打印功能。主要包括：

·应急环境辐射监测和正常巡测图表报告；

·数据库手动编辑自动生成的各类监测的报表；

·可按不同的路线、地区、时段查询历时数据和变化趋势图形；

·生成的各类图表可在各网络工作站查看和打印；

·报表输出的日期、时间范围的选择；

·历史监测图形报告的处理及显示和打印；

4.系统网络工作过程

中心数据采集计算机系统，每1分钟采集一次监测车的数据，即每1分钟将前12个5秒钟的数据调回，作为原始数据文件存储到KRS系统网络服务器中，供各网络工作站共享监测的数据。

环境监测中心及应急指挥中心GIS网络图形工作站的应急环境辐射监测系统软件，将γ辐射监测数据和监测车行驶的路径，实时的显示在动态数字化电子地图上，同时在地图的左侧信息栏，可实时的观测到监测车当前所处的地点、经纬度、方位、距离以及γ剂量率和电站风向、风速气象参数。为了便于判断和分析，系统设置一、二级γ剂量率报警阈值和事故操作干预水平值，当测量的数据超过系统设定的阈值，将自动发出报警信号，如音响和运行状态报警。监测的数据可与操作干预水平比较，便于应急指挥人员及早的给出决策和干预行动。

应急环境辐射监测系统数据库，用于自动处理各种类型的数据。应急人员可按不同的应急路线、距离、所关注的区域和地点查询历时数据和趋势变化图，并根据需要，自动生成各种应急环境辐射实时监测报告，可对取样测量的气溶胶、放射性碘和水、食品等样品，以及便携式γ谱测量分析的数据进行编辑，并自动生成各种应急环境监测报告。

本发明的环境监测车应急环境监测车网络系统，极大的提高系统监测的质量和运行的可靠性，实现了监测车自动定位、自动监测和实时传输的功能，使系统数据获取率大大提高，特别是应急环境辐射监测网络的建立，地理信息GIS软件平台和区域电子地图技术的采用，将监测车γ辐射监测数据和GPS定位信息实时的显示在环境监测中心工作站、应急指挥中心等网络监控站的电子图形界面上，为核电站事故情况下，及时而准确的获取周边环境辐射监测数据，特别是快速确定下风向放射性烟羽的污染区，以及为应急指挥人员在操作干预水平的决策上提供了可靠的监测信息。这对于提升核电站的应急响应能力有着极为重要的意义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1、一种环境监测车，其特征在于，包括运载装置、环境监测装置、全球定位系统、实时信号传输系统，

所述运载装置承载所述环境监测装置、所述全球定位系统和实时信号传输系统，所述环境监测装置监测环境辐射变化，并通过实时信号传输系统将环境变化的相关参数发送给中心站应急环境辐射监测计算机网络系统；

所述全球定位系统将运载装置所处的位置实时传输给所述中心站应急环境辐射监测计算机网络系统；

从而使得所述中心站应急环境辐射监测计算机网络系统根据收到的数据确定所述至少一环境监测车所处位置的的环境状况。

2、如权利要求1所述的环境监测车，其特征在于，所述环境监测装置包括以下装置中的一种或多种：γ辐射探测器GP-110、ADM606测量仪表、BrLa便携式γ谱仪和剂量率仪。

3、如权利要求1所述的环境监测车，其特征在于，所述无线信号传输系统包括语音通讯设备和数据传输设备。

4、如权利要求1或2所述的环境监测车，其特征在于，所述数据传输设备包括至少两种无线数据通讯设备。

5、如权利要求4所述的环境监测车，其特征在于，所述无线数据通讯设备包括无线调制解调器和GSM短信通讯设备，所述无线调制解调器和GSM短信通讯设备具有不同的优先级。

6.如权利要求1所述的环境监测车，其特征在于，所述环境监测车还包括无线传输设备，将监测车实时监测的γ辐射数据、全球定位系统自动定位信息，通过所述无线传输设备传输至系统网络及服务器，并在监测中心和应急指挥中心网络图形监控站进行实时显示。

7、如权利要求1所述的环境监测车，其特征在于，所述环境监测车还包括车载供电设备，所述车载供电设备包括车载24V/2KW直流发电机或交流220V供电、220V直交流逆变器。

8、如权利要求1所述的环境监测车，其特征在于，所述环境监测车还包括车载防震型工业计算机及网络系统，所述车载防震型工业计算机配置有系统动态监测软件和应急环境辐射监测系统数据库，用以实现监测数据的实时处理和显示；所述网络系统用于与所述中央控制系统通信。

9.如权利要求8所述的环境监测车，其特征在于，所述系统动态监测软件界面布局及各项功能的实施，在电子地图界面的左侧信息栏，显示监测日期、时间、地点、距离、方位、经纬度、电站气象风向和风速参数、当前γ剂量率、系统报警阈、操作干预水平、系统运行状态；右侧图形显示控制；界面中央显示电子地图。

10、如权利要求9所述的环境监测车，其特征在于，所述系统动态监测软件界面左侧显示一级报警阈值和二级报警阈值，以及国际原子能机构IAEA推荐的事故操作干预水平值以便于事故应急状态下的判断和分析。

11、如权利要求8或9所述的环境监测车，其特征在于，所述系统动态监测软件包括以地理信息系统为核心的各类数字化电子地图，并在电子地图上实时显示γ辐射监测数据和监测车行路经和轨迹，所述数字化电子地图包括正射影像电子地图和矢量平面电子地图。

12.如权利要求9所述的环境监测车，其特征在于，所述动态监测软件界面设有系统运行状态显示，所述系统运行状态显示包括设备运行状态和监测数据状态显示，正常运行设备状态指示符和数据状态指示符分别显示为绿色，当出现设备故障时状态指示符则显示为橘黄色；当监测的γ剂量率超过设定的报警阈值，数据状态指示符变为红色，同时电子地图上显示的γ剂量率值显示为红色。

13、如权利要求8或9所述的环境监测车，其特征在于，所述动态监测软件界面设有图层、图表、实时信息查询选择功能，所述选择功能包括各类电子地图、γ剂量率趋势变化图、实时监测数据表的选择和监控。

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