CN107290767B - 一种分布式远程辐射环境监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分布式远程辐射环境监测系统，该系统包括多个辐射监测仪、数据管理平台和多个客户端；所述辐射监测仪包括探测器、数据采集模块、定位模块和通信模块，用于获取辐射数据并将辐射数据上传到数据管理平台，所述数据管理平台管理各个辐射监测仪上传的辐射数据，所述客户端可用于访问数据管理平台，浏览和查询辐射数据。该系统可以实时监测环境辐射情况，追踪移动辐射源，并为管理人员提供了灵活的访问手段。

Description

一种分布式远程辐射环境监测系统

【技术领域】

本发明属于环境安全和辐射监测领域，尤其涉及一种分布式远程辐射环境监测系统。

【背景技术】

放射性在人们日常生活中的应用越来越广泛，如医院、海关、机场、地铁等场所都普遍使用了具有放射性的设备。这使得普通公众接触放射性的机会大大增加。随着人们生活水平的提高，越来越多的公众开始关心放射性，即电离辐射对自身的影响。

另一方面，在环境保护、卫生监督、核工业、医疗领域，都有对一定范围内场所的辐射环境进行实时监测的需求。例如，在卫生监督领域，会对辖区内各医疗机构中的放射科、涉射线装置的口腔诊所等进行实时监测，以监督其辐射水平是否合格，是否产生射线泄露，以确保环境和公众的辐射安全。在大型医院，也涉及到会对其内部放射科、核医学科的各工作场所进行辐射环境监测的需求。在这些情况下，感兴趣场所是分布式的，探测器需安放在不同的场所，场所所涉的面积可能很大。

通常采用的辐射环境监测设备，仅仅是一种单一设备，难以做到实时预警，也不具备远程查看功能，不能进行设备之间的协作。同时，辐射环境监测数据也无法有效利用和保存。

【发明内容】

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种分布式远程辐射环境监测系统。

本发明采用的技术方案具体如下：

一种分布式远程辐射环境监测系统，包括多个辐射监测仪、数据管理平台和多个客户端，其中

所述辐射监测仪用于布设在不同的感兴趣区域，以实时监测不同区域的辐射水平，所述辐射监测仪所采集的辐射数据通过网络实时传输到所述数据管理平台；

所述数据管理平台用于获取并存储从各个辐射监测仪上传的辐射数据，并对辐射数据进行管理；

用户通过所述客户端远程连接并访问数据管理平台。

进一步地，所述辐射监测仪包括探测器、数据采集模块、定位模块和通信模块，其中：所述探测器用于获取辐射信息，所述数据采集模块用于采集探测器数据，所述定位模块用于获取所述辐射监测仪的位置信息，所述通信模块用于所述辐射监测仪与所述数据管理平台之间的通信。

进一步地，所述辐射监测仪分为三类：固定点监测仪、关键点监测仪和休眠监测仪，其中

所述固定点监测仪设置在已知的具有放射源的场所附近，用于检测该场所的是否出现辐射泄露；

所述关键点监测仪设置在城市道路网的关键节点上，所述关键节点包括城市道路网的每个分岔路口，用于检测所述关键节点的辐射情况；

所述休眠监测仪设置在可能出现移动辐射源的位置，其在正常情况下处于不工作的休眠状态，只有在接收到唤醒信号时，才进入工作状态。

进一步地，所述休眠监测仪和关键点监测仪的工作方式包括：

(1)当数据管理平台发现一个关键点监测仪所上传的辐射数据出现异常时，其获取该关键点监测仪的位置信息；

(2)数据管理平台根据该关键点监测仪的位置信息，查询其附近预定范围内的所有休眠监测仪，并向这些休眠监测仪发送唤醒信号；

(3)当休眠监测仪接收到唤醒信号时，其进入工作状态，开始进行辐射监测，同时其设置内部计时器从零开始计时，当计时器的计时值达到预先设置的时间阈值时，该休眠监测仪重新进入休眠状态；

(4)当数据管理平台发现一个休眠监测仪所上传的辐射数据出现异常时，其获取该休眠监测仪的位置信息，查询其附近预定范围的所有休眠监测仪，并向这些休眠监测仪发送唤醒信号。

进一步地，所述数据管理平台可根据所述关键点监测仪和休眠监测仪的数据，描绘出移动辐射源可能的移动路线。

进一步地，所述探测器是剂量率型探测器或者能谱型探测器。

进一步地，所述数据管理平台可进行辐射数据存储、查询、统计分析、地理信息显示和实时报警。

进一步地，所述数据管理平台将各个辐射监测仪上传的辐射数据与本底数据进行比较，判断是否出现异常，如果出现异常，则进行实时报警。

进一步地，所述客户端包括Web浏览器和移动客户端，用户可通过所述Web浏览器访问数据管理平台的网页，通过该网页对辐射数据进行查询；所述移动客户端用于连接所述数据管理平台，并提供实时显示辐射数据、辐射数据查询、实时报警功能。

进一步地，数据管理平台在发现一个辐射监测仪的数据出现异常后，将报警信息推送给其所连接的每一个客户端，从而客户端可进行报警。

本发明的有益效果为：

1)为监管人员提供了远程访问的手段，可以利用手机、平板等移动终端进行访问，实时查看各监测点状态、剂量率曲线(能谱型探测器还可查看实时能谱图)，并能实时报警。

2)管理后台具备强大的数据存储、数据分析能力，可以对全区域内的数据进行统一管理，便于监管，并提供辐射环境基础数据。

3)能够及时发现监测范围的异常辐射，并对可移动的异常辐射源进行追踪。

【附图说明】

此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是本发明分布式远程辐射环境监测系统的基本结构图。

【具体实施方式】

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参见附图1，其示出了本发明分布式远程辐射环境监测系统的一个基本结构图。在基本结构上，本发明的系统包括多个辐射监测仪、数据管理平台和多个客户端。

所述辐射监测仪可以布设在不同的感兴趣区域，从而可以实时监测不同区域的辐射水平，辐射监测仪所采集的辐射数据可以通过以太网、3G或4G等网络实时传输到数据管理平台。

所述辐射监测仪包括探测器、数据采集模块、定位模块和通信模块。其中，所述探测器用于辐射信息的获取，根据实际监测需要，可以分为如下两种类型：

1)剂量率型，可选用GM管/塑料闪烁体型探测器；

2)能谱型，可选用NaI/LaBr3/CZT探测器型探测器。

所述数据采集模块用于采集探测器数据。所述定位模块用于获取辐射监测仪的位置信息，例如可以使用GPS定位模块。所述通信模块用于所述辐射监测仪与数据管理平台之间的通信，从而可将数据采集模块所采集的辐射数据传输到数据管理平台。

所述数据管理平台获取并存储从各个辐射监测仪传输来的辐射数据，并对这些辐射数据进行管理。其所具有的辐射数据管理功能包括：辐射数据存储、查询、统计分析、地理信息显示和实时报警。具体包括：

1)数据管理平台可以将所有辐射监测仪发送来的辐射数据进行存储，并提供一定时间周期内的存储能力，例如可以存储最近5年内的所有辐射数据；对于超出该时间周期的辐射数据，数据管理平台也可以将其备份到一个长期存储设备上。

2)数据管理平台可以对各个辐射监测仪的实时数据和历史数据进行查询。

3)数据管理平台可提供可视化的方式显示各个辐射监测仪的实时数据曲线。

4)数据管理平台通过在地图上进行标识的方式显示各个辐射监测仪的地理位置。

5)数据管理平台还可以将各个辐射监测仪的实时辐射数据与本底数据进行比较，判断是否出现异常，如果出现异常，则进行实时报警。所述本底数据是根据具体情况预先测量并存储在数据管理平台中的，通常而言，如果辐射数据超出本底数据一定的比例，就可以认为出现辐射异常，所述比例是一个预先设置的阈值。

6)数据管理平台还可对各个辐射监测仪的数据进行统计分析，例如统计分析一个辐射监测仪的辐射数据的小时/日/月均值、最小值、最大值，等等。

所述客户端是用户用于访问数据管理平台的客户端，本发明支持多种客户端类型，包括Web浏览器、移动客户端等。

用户可以通过所述Web浏览器打开数据管理平台的网页，通过网页对监测的辐射数据进行查询。

所述移动客户端可以是智能手机或平板上安装的APP，用户只需要通过具备联网功能的智能手机或平板，安装移动客户端之后，该APP连接数据管理平台，从而具备实时显示辐射数据、辐射数据查询、实时报警等功能。

一种优选的方式是，数据管理平台在发现一个辐射监测仪的数据出现异常后，将报警信息推送给其所连接的每一个客户端，从而客户端可以直接显示报警信息，警告用户某个位置的辐射出现异常。对于移动客户端，其可以通过智能手机或平板本身的定位功能，判断用户所在的位置，如果用户位置接近出现异常的辐射监测仪，则对用户发出警告。

根据本发明的一个具体实施例，本发明的辐射监测仪基于其位置和工作方式分为三类：固定点监测仪、关键点监测仪和休眠监测仪。

所述固定点监测仪设置在已知的具有放射源的场所附近，用于检测这些场所是否出现辐射泄露。这些场所通常都是固定，例如医院的放射科。在正常情况下，放射科的辐射装置所产生的辐射都被限制在一个房间内，不会对房间外部产生高剂量辐射。因此，就可以在该房间外部设置一个固定点监测仪，一旦该房间出现辐射泄露，就可以及时被该固定监测仪检测到。

所述关键点监测仪设置在城市道路网的关键节点上，其用于检测非固定的、移动的辐射源。所述关键节点包括城市道路网的每个分岔路口，优选的，可以在每个交通信号灯上设置一个关键点监测仪，由此可以监测道路网的每个关键节点的辐射情况，如果有一个移动辐射源通过所述关键节点，则其就会被关键点监测仪检测到。

所述休眠监测仪是用于与所述关键点监测仪配合使用的辐射监测仪，休眠监测仪设置在可能出现移动辐射源的位置，例如停车场、居民小区、以及其他非关键节点的道路等等。但是，这样的位置是非常多的，可能需要大量的辐射监测仪，将导致系统能耗急剧上升。因此，本发明的休眠监测仪在通常情况下，都处于不工作的休眠状态，以节省电能消耗，只有在接收到唤醒信号时，休眠监测仪才进入工作状态。

下面对休眠监测仪和关键点监测仪的工作方式进行详细说明：

(1)当数据管理平台发现一个关键点监测仪所上传的辐射数据出现异常时，其获取该关键点监测仪的位置信息。

关键点监测仪的位置信息可以使用两种方式获取，一种方式是通过关键点监测仪自身的定位模块获取该关键点监测仪的位置，当关键点监测仪上传辐射数据时，同时将其位置信息一起上传；另一种方式是预先在数据管理平台中登记每个关键监测仪的位置信息。第一种方式较为灵活，即使关键点监测仪被移动位置，也可以获取其准确位置，缺点是耗费额外网络流量，增加数据管理平台的网络带宽压力；第二种方式无需增加网络流量，缺点是一旦关键点监测仪被更换位置，就需要重新登记。具体采用哪种方式可以根据具体的系统需求选择。

(2)数据管理平台根据该关键点监测仪的位置信息，查询其附近预定范围内的所有休眠监测仪，并向这些休眠监测仪发送唤醒信号。

每个休眠监测仪的位置信息预先在数据管理平台登记，因此数据管理平台可以基于该登记信息获取每个休眠监测仪的位置。所述预定范围通常是设置一个预定的距离阈值，当一个休眠监测仪和该关键点监测仪的距离小于该距离阈值时，就认定该休眠监测仪处于预定范围内。

(3)当休眠监测仪接收到唤醒信号时，其进入工作状态，开始进行辐射监测，同时其设置内部计时器从零开始计时，当计时器的计时值达到预先设置的时间阈值时，该休眠监测仪重新进入休眠状态。

需要说明的是，无论休眠监测仪处于什么状态，只要接收到唤醒信号，其都将内部计时器重置为零，令其重新开始计时，这样只要附近持续检测到异常辐射，该休眠监测仪都将保持工作状态。

(4)当数据管理平台发现一个休眠监测仪所上传的辐射数据出现异常时，其获取该休眠监测仪的位置信息，查询其附近预定范围的所有休眠监测仪，并向这些休眠监测仪发送唤醒信号。

一个休眠监测仪的附近预定范围内的所有休眠监测仪也包括其自己，因此该休眠监测仪也会收到数据管理平台的唤醒信号，因而只要该休眠监测仪的数据一直有异常，其自身和附近的休眠监测仪就将保持工作状态。

基于关键点监测仪和休眠监测仪的配合，当在城市道路网上出现一个移动辐射源时，就可以被本发明的数据管理平台发现，从而通过附近的其他关键点监测仪和休眠监测仪进行连续追踪，数据管理平台还可以根据各个辐射监测仪的数据，描绘出移动辐射源的可能的移动路线。

另一方面，本发明的休眠监测仪在正常情况下都处于休眠状态，在休眠状态下只对唤醒信号进行监测，从而降低了系统能耗，并且数据管理平台在大多数情况下只需要处理固定点监测仪和关键点监测仪的数据，降低了对数据管理平台的资源需求。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (8)

1.一种分布式远程辐射环境监测系统，其特征在于，包括多个辐射监测仪、数据管理平台和多个客户端，其中

所述辐射监测仪用于布设在不同的感兴趣区域，以实时监测不同区域的辐射水平，所述辐射监测仪所采集的辐射数据通过网络实时传输到所述数据管理平台；

所述数据管理平台用于获取并存储从各个辐射监测仪上传的辐射数据，并对辐射数据进行管理；

用户通过所述客户端远程连接并访问数据管理平台；

其中，所述辐射监测仪分为三类：固定点监测仪、关键点监测仪和休眠监测仪，其中

所述固定点监测仪设置在已知的具有放射源的场所附近，用于检测该场所的是否出现辐射泄露；

所述关键点监测仪设置在城市道路网的关键节点上，所述关键节点包括城市道路网的每个分岔路口，用于检测所述关键节点的辐射情况；

所述休眠监测仪设置在可能出现移动辐射源的位置，其在正常情况下处于不工作的休眠状态，只有在接收到唤醒信号时，才进入工作状态；

所述休眠监测仪和关键点监测仪的工作方式包括：

(1)当数据管理平台发现一个关键点监测仪所上传的辐射数据出现异常时，其获取该关键点监测仪的位置信息；

(2)数据管理平台根据该关键点监测仪的位置信息，查询其附近预定范围内的所有休眠监测仪，并向这些休眠监测仪发送唤醒信号；

(3)当休眠监测仪接收到唤醒信号时，其进入工作状态，开始进行辐射监测，同时其设置内部计时器从零开始计时，当计时器的计时值达到预先设置的时间阈值时，该休眠监测仪重新进入休眠状态；

(4)当数据管理平台发现一个休眠监测仪所上传的辐射数据出现异常时，其获取该休眠监测仪的位置信息，查询其附近预定范围的所有休眠监测仪，并向这些休眠监测仪发送唤醒信号；

所述数据管理平台基于所述休眠监测仪和关键点监测仪的工作方式，追踪城市道路网中的移动辐射源。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述辐射监测仪包括探测器、数据采集模块、定位模块和通信模块，其中：所述探测器用于获取辐射信息，所述数据采集模块用于采集探测器数据，所述定位模块用于获取所述辐射监测仪的位置信息，所述通信模块用于所述辐射监测仪与所述数据管理平台之间的通信。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据管理平台可根据所述关键点监测仪和休眠监测仪的数据，描绘出移动辐射源可能的移动路线。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述探测器是剂量率型探测器或者能谱型探测器。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的系统，其特征在于，所述数据管理平台可进行辐射数据存储、查询、统计分析、地理信息显示和实时报警。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据管理平台将各个辐射监测仪上传的辐射数据与本底数据进行比较，判断是否出现异常，如果出现异常，则进行实时报警。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的系统，其特征在于，所述客户端包括Web浏览器和移动客户端，用户可通过所述Web浏览器访问数据管理平台的网页，通过该网页对辐射数据进行查询；所述移动客户端用于连接所述数据管理平台，并提供实时显示辐射数据、辐射数据查询、实时报警功能。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，数据管理平台在发现一个辐射监测仪的数据出现异常后，将报警信息推送给其所连接的每一个客户端，从而客户端可进行报警。