CN108089218B - 一种核电站控制区出入放射性监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种核电站控制区出入放射性监测系统，所述的放射性监测系统基于以下布置，卫生通道内布置有更衣间和剂量管理间，卫生通道外布置有非放射性工作区，卫生通道通往放射性控制区；所述的更衣间布置在卫生通道内最先进入的区域，所述的剂量管理间布置在更衣间之后且在非放射性工作区与放射性控制区的边界处；所述的更衣间内设置有自助衣柜，所述的剂量管理间内设置有自助值班机，所述的自助衣柜与自助值班机上均带有读卡区，连接在通用互联网络上，与核电站服务器系统互联；工作人员进入更衣间之前需配置专用的个人剂量智能终端，在进出卫生通道，或在控制区及非控制区工作时需始终携带该终端。

Description

一种核电站控制区出入放射性监测系统

技术领域

本发明涉及放射性监测技术领域，具体涉及一种核电站控制区出入放射性监测系统。

背景技术

核电站控制区出入放射性监测系统是核电站辐射防护与剂量监测的主要系统之一。该系统的主要功能是控制放射性污染物的扩散，保护核电站工作人员的安全。

现有的控制区出入放射性监测系统设计中，工作人员需要按照性别分别进入控制区出入口的男女通道执行一系列的控制程序后方可进入放射性控制区工作。

以男通道为例，工作人员需要携带本人的实物保护卡，简称ID卡，并提前拿到进入控制区的辐射工作许可证(简称IP卡)，方可进入控制区出入口(以下将控制区出入口简称卫生通道)。在更衣室脱下家庭服以后，携带更衣柜钥匙、ID卡，到辐射剂量值班室的值班窗口处办理进入手续。辐射防护人员在收到钥匙和ID卡后，读取ID卡获取人员电子信息，在办公系统中验证IP卡的有效性，发放绑定该人员信息的个人电子剂量计(该电子剂量计为公用，故需现场绑定)、个人热释光剂量计、返还ID卡给工作人员，留存钥匙。工作人员在收到上述物品后，穿上核电站工作服，将电子剂量计和热释光剂量计佩戴在工作服的专用区域。在控制区入口三角闸门联动的读出器上刷绑定本人信息的电子剂量计后进入控制区工作。

在控制区内，工作人员需要在限定的区域内工作。当需要进入某个特定的区域时，需要刷相应权限的ID卡。工作人员在控制区内工作时，与值班室处于“失联”状态。辐射防护人员无法获取工作人员的状态信息，也无法与工作人员取得随时联系。如果工作人员需要临时进入某个区域工作，需要退出控制区重新按上述流程进入。

出控制区时，工作人员需要接受放射性检测后方可离开。首先接受全身表面污染C1门监测，合格后脱下工作服，手拿ID卡、电子剂量计、热释光剂量计，凭电子剂量计打开全身表面污染C2门，监测合格后将电子剂量计、热释光剂量计退还给辐射防护人员，领回家庭服衣柜钥匙，穿上家庭服，离开控制区。

上述流程尚存在较多的可改进之处。首先，流程的控制为有人值守模式，流程的控制主要靠辐射防护人员来进行，不能实现自动化操作；其次，工作人员需要佩戴的设备较多，如热释光剂量计、电子剂量计、ID卡等，在进入卫生通道时需要多次穿脱衣物，佩戴和操作上不便；最后，工作人员在控制区内的状态不受控制，不能及时与辐射防护人员取得联系和技术支持，如果需要临时进入某个区域工作，辐射防护人员不能远程及时处理等。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有核电站控制区出入放射性监测系统设计不能自动化控制、携带不方便、不能远程控制等缺点，提供一种核电站控制区出入放射性监测系统。

本发明的技术方案如下：

一种核电站控制区出入放射性监测系统，所述的放射性监测系统基于以下布置，

卫生通道内布置有更衣间和剂量管理间，卫生通道外布置有非放射性工作区，卫生通道通往放射性控制区；所述的更衣间布置在卫生通道内最先进入的区域，所述的剂量管理间布置在更衣间之后且在非放射性工作区与放射性控制区的边界处；所述的更衣间内设置有自助衣柜，所述的剂量管理间内设置有自助值班机，所述的自助衣柜与自助值班机上均带有读卡区，连接在通用互联网络上，与核电站服务器系统互联；

工作人员进入更衣间之前需配置专用的个人剂量智能终端，工作人员绑定个人信息并激活该终端后方可使用，在进出卫生通道，或在控制区及非控制区工作时需始终携带该终端；

所述的个人剂量智能终端具有触摸显示屏、语音模块、人物头像识别模块、热释光剂量计放置区、NFC感应区，所述的热释光剂量计放置区用于放置带有条形码的个人热释光剂量计；

进入卫生通道时，工作人员手持个人剂量智能终端进入更衣间，在自助衣柜的读卡区扫描智能终端上的NFC感应区，打开衣柜，脱下所穿的家庭服存放，换上工作服，工作服上预留有终端的专用存放口袋；

如果不需要进入放射性控制区工作，可直接进入非控制区；

如果需要进入放射性控制区工作，应该在进入卫生通道之前从核电站服务器系统上取得IP证；工作人员手持个人剂量智能终端进入剂量管理间，在自助值班机的读卡区扫描智能终端上的NFC感应区，刷个人热释光剂量计上的条形码，并使用虹膜识别确定工作人员的身份；自助值班机确认工作人员身份、已取得的IP证，并已经在更衣间穿着工作服，则允许该工作人员进入；

如果需要进入授权才能进入的放射性控制区工作，则需要使用智能终端在入口门禁的读卡区扫描NFC感应区，并使用人物头像识别模块进行头像识别，确定工作人员的身份；如果允许进入，则门禁打开，可进入控制区操作间工作；

如果临时需要进入原来未申请进入的另一控制区操作间工作，则需要使用语音模块与辐射防护值班室的值班人员取得联系，口头报备；之后使用终端在另一控制区操作间门禁入口的读卡区扫描终端上的NFC感应区，并使用人物头像识别模块进行头像识别，确定工作人员的身份；远程的辐射防护值班人员审核通过后，手动按钮确认允许进入，门禁打开，工作人员可进入另一控制区操作间工作；

出控制区时，工作人员经过全身表面污染监测C1门、小物品放射性表面污染监测后，脱下工作服；凭借终端扫描NFC感应区打开C2门，监测全身表面污染后，个人电子剂量信息自动上传至个人剂量服务器；个人热释光剂量每个特定周期集中上缴测量一次；之后到更衣室，凭借终端扫描NFC感应区打开所在的衣柜，换回工作服，离开控制区；

上述流程中，工作人员可随时通过终端的触摸显示屏了解下一步的操作步骤，接受流程指引；在此过程中，也可通过终端随时与值班人员取得联系。

所述剂量管理间内设置辐射防护值班室和值班人员，对控制区出入流程进行监管，必要时可通过人工方式进行疏导。

所述的非放射性控制区，是指核电站非放射性污染的区域，该区域有多个操作间。

所述的放射性控制区，是指核电站存在放射性污染的区域，包括红、橙、黄、绿放射性控制区，该区域有多个操作间，每个操作间需要不同的人员进入权限，并通过门禁的方式控制。

所述的个人剂量智能终端为长方体，正面主体为触摸显示屏，触摸显示屏的下部设有虚拟操作键，包括返回键，确认键和菜单键；

在智能终端的下方设有语音模块，用于工作人员实现与远程辐射防护值班人员的实时通话；

在智能终端的上方设有前置人物头像识别模块，用于识别工作人员身份，并实时发送至服务器进行验证；

在智能终端背面设有

热释光剂量计放置区，是一个物理留空的区域，用于放置个人热释光剂量计；

NFC感应区，用于智能终端与各设备之间的信息交互，支持I2C，SPI和高速UART，支持RFID读写，与同行的P2P通信；

扫描摄像模块，用于现场记录与取证，具备光学防抖功能；

电子剂量计模块，用于测量工作人员的外照射计量，采用半导体探测器模块作为探测器；

数据处理模块，用于数据处理及控制，采用类似智能Android手机的定制设计，在操作系统的基础上进行定制，兼容上述操作流程；

供电模块，用于对智能终端各部件进行供电；

在智能终端侧面设有操作按钮包括确认键、选择键A和选择键B；选择键A、选择键B的功能为菜单选择、上下调节、语音调节和参数设置；确认键，用来确认选择或关闭屏幕。

所述的热释光剂量计背后设有唯一的条形码，方便后期测量使用，也是进出控制区的要素之一。

所述的人物头像识别模块为传感器相机，可在较暗的环境下对工作人员的面部特征进行验证。

所述的语音模块包括语音控制芯片、控制电路、外放放大器、接听接口、麦克风接口、耳机接口。

本发明的显著效果在于：本发明基于自动化的设计理念，解决了现有核电站控制区出入放射性监测系统设计不能自动化控制、携带不方便、不能远程控制等缺点。

首先，人员进出放射性控制区流程的控制为无人值守模式，流程的控制依托工作人员手持的智能终端来进行，可实现全自动化操作；其次，工作人员需要佩戴的设备集成在智能终端之上，操作简便，可将终端用于语音通信，提高了工作效率；最后，工作人员在控制区内的状态受到远程控制，出现问题时可及时与辐射防护人员取得联系和技术支持，如果需要临时进入某个区域工作，仅需进行简单的操作即可完成申请，简单便捷。

附图说明

图1是本发明一种核电站控制区出入放射性监测系统的原理图；

图2是本发明一种个人剂量智能终端的设备主视图；

图3是本发明一种个人剂量智能终端的设备侧视图；

图4是本发明一种个人剂量智能终端的设备内部构造示意图；

图中：1触摸显示屏、2返回键、3确认键A、4菜单键、语音模块5、人物头像识别模块6、热释光剂量计放置区7、NFC感应区8、扫描摄像模块9、电子剂量计模块10、11数据处理模块、12确认键B、13选择键A、14选择键B、15供电模块。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明所述的一种核电站控制区出入放射性监测系统作进一步详细说明。

如图1所示，一种核电站控制区出入放射性监测系统，所述的放射性监测系统基于以下布置，

卫生通道内布置有更衣间和剂量管理间，卫生通道外布置有非放射性工作区，卫生通道通往放射性控制区；所述的更衣间布置在卫生通道内最先进入的区域，所述的剂量管理间布置在更衣间之后且在非放射性工作区与放射性控制区的边界处；所述的更衣间内设置有自助衣柜，所述的剂量管理间内设置有自助值班机，所述的自助衣柜与自助值班机上均带有读卡区，连接在通用互联网络上，与核电站服务器系统互联；

工作人员进入更衣间之前需配置专用的个人剂量智能终端，工作人员绑定个人信息并激活该终端后方可使用，在进出卫生通道，或在控制区及非控制区工作时需始终携带该终端；

所述的个人剂量智能终端具有触摸显示屏1、语音模块5、人物头像识别模块6、热释光剂量计放置区7、NFC感应区8，所述的热释光剂量计放置区7用于放置带有条形码的个人热释光剂量计；

进入卫生通道时，工作人员手持个人剂量智能终端进入更衣间，在自助衣柜的读卡区扫描智能终端上的NFC感应区8，打开衣柜，脱下所穿的家庭服存放，换上工作服，工作服上预留有终端的专用存放口袋；

如果不需要进入放射性控制区工作，可直接进入非控制区；

如果需要进入放射性控制区工作，应该在进入卫生通道之前从核电站服务器系统上取得IP证；工作人员手持个人剂量智能终端进入剂量管理间，在自助值班机的读卡区扫描智能终端上的NFC感应区8，刷个人热释光剂量计上的条形码，并使用虹膜识别确定工作人员的身份；自助值班机确认工作人员身份、已取得的IP证，并已经在更衣间穿着工作服，则允许该工作人员进入；

如果需要进入授权才能进入的放射性控制区工作，则需要使用智能终端在入口门禁的读卡区扫描NFC感应区8，并使用人物头像识别模块6进行头像识别，确定工作人员的身份；如果允许进入，则门禁打开，可进入控制区操作间工作；

如果临时需要进入原来未申请进入的另一控制区操作间工作，则需要使用语音模块5与辐射防护值班室的值班人员取得联系，口头报备；之后使用终端在另一控制区操作间门禁入口的读卡区扫描终端上的NFC感应区8，并使用人物头像识别模块6进行头像识别，确定工作人员的身份；远程的辐射防护值班人员审核通过后，手动按钮确认允许进入，门禁打开，工作人员可进入另一控制区操作间工作；

出控制区时，工作人员经过全身表面污染监测C1门、小物品放射性表面污染监测后，脱下工作服；凭借终端扫描NFC感应区8打开C2门，监测全身表面污染后，个人电子剂量信息自动上传至个人剂量服务器；个人热释光剂量每个特定周期集中上缴测量一次；之后到更衣室，凭借终端扫描NFC感应区打开所在的衣柜，换回工作服，离开控制区；

上述流程中，工作人员可随时通过终端的触摸显示屏1了解下一步的操作步骤，接受流程指引；在此过程中，也可通过终端随时与值班人员取得联系。

所述剂量管理间内设置辐射防护值班室和值班人员，对控制区出入流程进行监管，必要时可通过人工方式进行疏导。

所述的非放射性控制区，是指核电站非放射性污染的区域，该区域有多个操作间。

所述的放射性控制区，是指核电站存在放射性污染的区域，包括红、橙、黄、绿放射性控制区，该区域有多个操作间，每个操作间需要不同的人员进入权限，并通过门禁的方式控制。

如图2-4所示，所述的个人剂量智能终端为长方体，正面主体为触摸显示屏1，触摸显示屏1的下部设有虚拟操作键，包括返回键，确认键和菜单键；

在智能终端的下方设有语音模块5，用于工作人员实现与远程辐射防护值班人员的实时通话；

在智能终端的上方设有前置人物头像识别模块6，用于识别工作人员身份，并实时发送至服务器进行验证；

在智能终端背面设有

热释光剂量计放置区7，是一个物理留空的区域，用于放置个人热释光剂量计；

NFC感应区8，用于智能终端与各设备之间的信息交互，支持I2C，SPI和高速UART，支持RFID读写，与同行的P2P通信；

扫描摄像模块9，用于现场记录与取证，具备光学防抖功能；

电子剂量计模块10，用于测量工作人员的外照射计量，采用半导体探测器模块作为探测器；

数据处理模块11，用于数据处理及控制，采用类似智能Android手机的定制设计，在操作系统的基础上进行定制，兼容上述操作流程；

供电模块15，用于对智能终端各部件进行供电；

在智能终端侧面设有操作按钮包括确认键12、选择键A13和选择键B14；

选择键A13、选择键B14的功能为菜单选择、上下调节、语音调节和参数设置；确认键12，用来确认选择或关闭屏幕。

所述的热释光剂量计背后设有唯一的条形码，方便后期测量使用，也是进出控制区的要素之一。

所述的人物头像识别模块6为传感器相机，可在较暗的环境下对工作人员的面部特征进行验证。

所述的语音模块5包括语音控制芯片、控制电路、外放放大器、接听接口、麦克风接口、耳机接口。

本发明所述的个人剂量智能终端的一个实施例：

所述触摸显示屏1位于终端的正面，覆盖产品正面的大部分区域。采用三星5.7英寸WQHD级别高分辨率(2560*1440)屏幕，NTSC色域为103％，峰值亮度600cd每平方。考虑到核电站工作场景复杂，屏幕保护层为康宁大猩猩的耐刮玻璃制造。另外，该屏幕还具有AOD息屏显示技术，时间、日期和重要通知信息可置于屏幕之上。该屏幕为电容可触摸屏，操作反应响应及时。

所述虚拟操作键，内置在高清显示屏之内，为终端操作系统的一部分，主要包括返回键，确认键和菜单键。

所述语音模块5包括语音控制芯片、控制电路、外放放大器、接听接口、麦克风接口、耳机接口等组成。工作人员通过接听接口和麦克风接口可实现与远程辐射防护值班人员的实时通话。3.5mm耳机接口可通过外接耳机(含语音功能)可以在核岛内高噪音下通过佩戴含有麦克风的耳机实现实时通话。

所述人物头像识别模块6，采用三星/OV 500万像素前置传感器相机，22mm广角镜头，1.4um大像素感光，4P镜头，清晰取景范围可达88度。该摄像头可在较暗的环境下对工作人员的面部特征进行验证，并实时发送至服务器进行验证。该影像模块考虑到核岛内工艺房间内的布置和环境较为复杂，大光圈和镜头可保障房间内较暗环境下的成像质量。

所述热释光剂量计放置区7，是一个物理留空的区域，需配合个人热释光剂量计使用。热释光剂量计经过特殊设计，可牢固固定在该区域上，并方便定期取出，以便测量。热释光剂量机背后有唯一的条形码，方便后期测量使用，也是进出控制区的要素之一；

所述NFC感应区8，硬件采用PN532NFC RFID V3模块，该模块尺寸较小，易于嵌入到终端中。支持I2C，SPI和高速UART，支持RFID读写，与同行的P2P通信。

所述扫描摄像模块9采用索尼IMX386CMOS四轴光学防抖摄像头，有效像素为1200万，单像素面积1.25μm，配置10-LED环形闪光灯。该影像模块具备光学防抖功能，并搭配f/2.0大光圈和6P镜头。光学防抖可提高摄像的稳定性和成功率，大光圈和6P镜头可保障房间内较暗环境下的成像质量。

所述电子剂量计模块10，采用公知的半导体探测器模块作为探测器，与市场上公知的半导体电子剂量计模块相同。

所述数据处理模块11采用类似智能Android手机的定制设计，在操作系统的基础上进行定制，兼容上述操作流程。处理采用10nm高通835智能处理器，最高主频2.45GHz；Adreno 540图形处理器，最高主频710MHz；6GB LPDDR4x1866MHz双通道64位内存，64GB容量UFS2.0存储器。供电模块，采用内置3350mAh(typ)/3250mAh(min)供电电池，支持高通快充3.0标准，支持18W充电。充电接口采用USB Type-C双面充电接口，提高充电成功率。

操作按钮包括确认键12、选择键A13和选择键B14；选择键A13、选择键B14的功能为菜单选择、上下调节、语音调节和参数设置；确认键12，用来确认选择或关闭屏幕。

Claims (8)

1.一种核电站控制区出入放射性监测系统，其特征在于：所述的放射性监测系统基于以下布置，

卫生通道内布置有更衣间和剂量管理间，卫生通道外布置有非放射性工作区，卫生通道通往放射性控制区；所述的更衣间布置在卫生通道内最先进入的区域，所述的剂量管理间布置在更衣间之后且在非放射性工作区与放射性控制区的边界处；所述的更衣间内设置有自助衣柜，所述的剂量管理间内设置有自助值班机，所述的自助衣柜与自助值班机上均带有读卡区，连接在通用互联网络上，与核电站服务器系统互联；

工作人员进入更衣间之前需配置专用的个人剂量智能终端，工作人员绑定个人信息并激活该终端后方可使用，在进出卫生通道，或在控制区及非控制区工作时需始终携带该终端；

所述的个人剂量智能终端具有触摸显示屏(1)、语音模块(5)、人物头像识别模块(6)、热释光剂量计放置区(7)、NFC感应区(8)，所述的热释光剂量计放置区(7)用于放置带有条形码的个人热释光剂量计；

进入卫生通道时，工作人员手持个人剂量智能终端进入更衣间，在自助衣柜的读卡区扫描智能终端上的NFC感应区(8)，打开衣柜，脱下所穿的家庭服存放，换上工作服，工作服上预留有终端的专用存放口袋；

如果不需要进入放射性控制区工作，可直接进入非控制区；

如果需要进入放射性控制区工作，应该在进入卫生通道之前从核电站服务器系统上取得IP证；工作人员手持个人剂量智能终端进入剂量管理间，在自助值班机的读卡区扫描智能终端上的NFC感应区(8)，刷个人热释光剂量计上的条形码，并使用虹膜识别确定工作人员的身份；自助值班机确认工作人员身份、已取得的IP证，并已经在更衣间穿着工作服，则允许该工作人员进入；

如果需要进入授权才能进入的放射性控制区工作，则需要使用智能终端在入口门禁的读卡区扫描NFC感应区(8)，并使用人物头像识别模块(6)进行头像识别，确定工作人员的身份；如果允许进入，则门禁打开，可进入控制区操作间工作；

如果临时需要进入原来未申请进入的另一控制区操作间工作，则需要使用语音模块(5)与辐射防护值班室的值班人员取得联系，口头报备；之后使用终端在另一控制区操作间门禁入口的读卡区扫描终端上的NFC感应区(8)，并使用人物头像识别模块(6)进行头像识别，确定工作人员的身份；远程的辐射防护值班人员审核通过后，手动按钮确认允许进入，门禁打开，工作人员可进入另一控制区操作间工作；

出控制区时，工作人员经过全身表面污染监测C1门、小物品放射性表面污染监测后，脱下工作服；凭借终端扫描NFC感应区(8)打开C2门，监测全身表面污染后，个人电子剂量信息自动上传至个人剂量服务器；个人热释光剂量每个特定周期集中上缴测量一次；之后到更衣室，凭借终端扫描NFC感应区打开所在的衣柜，换回工作服，离开控制区；

上述流程中，工作人员可随时通过终端的触摸显示屏(1)了解下一步的操作步骤，接受流程指引；在此过程中，也可通过终端随时与值班人员取得联系。

2.如权利要求1所述的一种核电站控制区出入放射性监测系统，其特征在于：所述剂量管理间内设置辐射防护值班室和值班人员，对控制区出入流程进行监管，必要时可通过人工方式进行疏导。

3.如权利要求1所述的一种核电站控制区出入放射性监测系统，其特征在于：所述的非放射性控制区，是指核电站非放射性污染的区域，该区域有多个操作间。

4.如权利要求1所述的一种核电站控制区出入放射性监测系统，其特征在于：所述的放射性控制区，是指核电站存在放射性污染的区域，包括红、橙、黄、绿放射性控制区，该区域有多个操作间，每个操作间需要不同的人员进入权限，并通过门禁的方式控制。

5.如权利要求1所述的一种核电站控制区出入放射性监测系统，其特征在于：所述的个人剂量智能终端为长方体，正面主体为触摸显示屏(1)，触摸显示屏(1)的下部设有虚拟操作键，包括返回键，确认键和菜单键；

在智能终端的下方设有语音模块(5)，用于工作人员实现与远程辐射防护值班人员的实时通话；

在智能终端的上方设有前置人物头像识别模块(6)，用于识别工作人员身份，并实时发送至服务器进行验证；

在智能终端背面设有

热释光剂量计放置区(7)，是一个物理留空的区域，用于放置个人热释光剂量计；

NFC感应区(8)，用于智能终端与各设备之间的信息交互，支持I2C，SPI和高速UART，支持RFID读写，与同行的P2P通信；

扫描摄像模块(9)，用于现场记录与取证，具备光学防抖功能；

电子剂量计模块(10)，用于测量工作人员的外照射计量，采用半导体探测器模块作为探测器；

数据处理模块(11)，用于数据处理及控制，采用类似智能Android手机的定制设计，在操作系统的基础上进行定制，兼容上述操作流程；

供电模块(15)，用于对智能终端各部件进行供电；

在智能终端侧面设有

操作按钮包括确认键B(12)、选择键A(13)和选择键B(14)；选择键A(13)、选择键B(14)的功能为菜单选择、上下调节、语音调节和参数设置；确认键B(12)，用来确认选择或关闭屏幕。

6.如权利要求5所述的一种核电站控制区出入放射性监测系统,其特征在于：所述的热释光剂量计背后设有唯一的条形码，方便后期测量使用，也是进出控制区的要素之一。

7.如权利要求5所述的一种核电站控制区出入放射性监测系统,其特征在于：所述的人物头像识别模块(6)为传感器相机，可在较暗的环境下对工作人员的面部特征进行验证。

8.如权利要求5所述的一种核电站控制区出入放射性监测系统,其特征在于：所述的语音模块(5)包括语音控制芯片、控制电路、外放放大器、接听接口、麦克风接口、耳机接口。

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