CN108133529B - 一种核动力厂辐射控制区出入监测系统 - Google Patents

一种核动力厂辐射控制区出入监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种核动力厂辐射控制区出入监测系统，包括中央服务器层、分服务器层、工作站层、硬件设备层，每一个建设周期内的辐射控制区分别设置一套分服务器层、工作站层和硬件设备层的设备；硬件设备层包括个人剂量监测与管理设备模块、个人表面污染监测设备模块、厂区出口人员车辆监测设备模块及保健物理监测设备模块，工作站层中设有分别与各个设备模块相对应的工作站，各个设备模块将监测数据上传至与之对应的工作站；工作站将处理后的数据信息上传至对应的分服务器，各个分服务器将数据信息上传至中央服务器进行汇总处理。本发明适用于分期建设的多堆厂址统一进行全厂址个人剂量的监测与管理，解决了硬件设备数据接口复杂、控制难兼容的问题。

Description

一种核动力厂辐射控制区出入监测系统
技术领域
本发明属于控制区出入监测系统设计技术，具体涉及一种核动力厂辐射控制区出入监测系统。
背景技术
在核动力厂中，一般在辐射控制区设立卫生出入口，利用一系列控制设备及辐射监测设备组成控制区出入监测系统，对进入辐射控制区的辐射工作人员进出辐射控制区进行监控、对辐射工作人员日常工作中所受剂量照射进行实时监测和管理。
控制区出入监测系统一般由以下设备组成：
-个人剂量监测与管理网：
·中央服务器
·系统工作站
·电子个人剂量计(简称“EPD”)
·剂量计读出器
·辐射控制区出入闸门(简称“入口闸门”)
·辐射控制区出口闸门(简称“出口闸门”)
·人员身份识别装置(简称“身份识别仪”)
-就地表面污染监测设备：
·保健物理测量设备
·门框式全身γ表面污染监测仪(简称“C1门”)
·门框式全身β表面污染监测仪(简称“C2门”)
·物品污染监测仪
·手脚污染监测仪
·通过式人员污染监测仪(简称“人员污染监测仪”)
·通过式车辆污染监测仪(简称“车辆污染监测仪”)
传统的核动力厂控制区出入监测系统因其建设采购计划一般以单堆或双堆为单位执行其功能。随着核动力厂建设发展，各核电厂址基本规划多台机组(2个机组以上)，部分辐射工作人员需进入多个辐射控制区进行作业，因此多堆厂址个人剂量的统一监测与管理十分必要。但目前多堆厂址各堆间的个人剂量监测与管理的设备品牌型号较多，硬件数据类型和控制接口复杂，欲实现全厂剂量统一监测与管理需改变传统的系统结构。例如，《群堆运行模式下核电厂的控制区出入监测及其系统联网改造》中介绍了秦山地区现有核电厂控制区出入监测系统状况及网络硬件配置的改进，该文章中给出的是一种三层结构的核电厂控制区出入监测系统，即服务器--系统工作站--硬件，这种方式会因硬件层的设备不同带来复杂的接口问题，机组分期建成后进行整个核电基地多台机组剂量统一管理和控制非常困难。
传统核动力厂的个人表面辐射污染监测属就地独立运行模式，监测数据不做上传及保存，上述文章中描述的系统也存在这样的问题。考虑核动力厂管理区域网络信息化及利用历史数据优化未来工作模式的需求，个人辐射污染数据的网络化管理意义重大。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种核动力厂辐射控制区出入监测系统的新结构，使之更适用于分期建设的多堆厂址统一进行全厂址个人剂量的监测与管理，人员剂量实时测量数据、表面污染监测数据、厂区出入口监测数据及工作人员保健物理测量数据联网汇总，形成大数据库，实现数字化管理。
本发明的技术方案如下：一种核动力厂辐射控制区出入监测系统，包括中央服务器层、分服务器层、工作站层、硬件设备层，每一个建设周期内的辐射控制区分别设置一套分服务器层、工作站层和硬件设备层的设备；所述的硬件设备层包括个人剂量监测与管理设备模块、个人表面污染监测与管理设备模块、厂区出口人员车辆监测与管理设备模块及保健物理监测与管理设备模块，所述工作站层中设有分别与各个设备模块相对应的工作站，各个设备模块将监测数据上传至与之对应的工作站；工作站将处理后的数据信息上传至对应的分服务器，各个分服务器将数据信息上传至中央服务器进行汇总处理。
进一步，如上所述的核动力厂辐射控制区出入监测系统，其中，工作站层与分服务器层之间以及分服务器层与中央服务器层之间通过以太网进行连接。
进一步，如上所述的核动力厂辐射控制区出入监测系统，其中，所述的个人剂量监测与管理设备模块包括身份识别仪、入口剂量计读出器和出口剂量计读出器，身份识别仪识别人员的身份条码，入口剂量计读出器和出口剂量计读出器分别读取人员的个人剂量计数据，并将数据上传至个人剂量监测与管理工作站，个人剂量监测与管理工作站将个人进入控制区的相关信息和个人离开控制区的相关信息上传至对应的分服务器，分服务器进一步将信息上传至中央服务器，中央服务器根据接收到的数据信息向分服务器层的其它分服务器更新数据，所述的其它分服务器向与之对应的个人剂量监测与管理工作站更新数据。
进一步，如上所述的核动力厂辐射控制区出入监测系统，其中，所述的个人表面污染监测与管理设备模块包括门框式全身γ表面污染监测仪和门框式全身β表面污染监测仪，各门框式污染监测仪设有人员身份识别仪，人员身份信息和测量结果上传至个人表面污染监测与管理工作站，个人表面污染监测与管理工作站将人员身份信息和测量结果上传至对应的分服务器，分服务器进一步将信息上传至中央服务器，中央服务器根据接收到的数据信息向分服务器层的其它分服务器更新数据，所述的其它分服务器向与之对应的个人表面污染监测与管理工作站更新数据。
进一步，如上所述的核动力厂辐射控制区出入监测系统，其中，所述的厂区出口人员车辆监测与管理设备模块包括人员污染监测仪和车辆污染监测仪，所述人员污染监测仪和车辆污染监测仪分别设有人员身份识别仪和车牌识别仪，人员身份信息和测量结果以及车辆信息和测量结果上传至厂区出口人员车辆监测与管理工作站，厂区出口人员车辆监测与管理工作站将人员身份信息和测量结果以及车辆信息和测量结果上传至对应的分服务器，分服务器进一步将信息上传至中央服务器，中央服务器根据接收到的数据信息向分服务器层的其它分服务器更新数据，所述的其它分服务器向与之对应的厂区出口人员车辆监测与管理工作站更新数据。
进一步，如上所述的核动力厂辐射控制区出入监测系统，其中，所述的保健物理监测与管理设备模块包括累积剂量外照射TLD读出器和内照射全身计数器，所述的累积剂量外照射TLD读出器和内照射全身计数器分别设有人员身份识别功能，人员身份信息和测量结果上传至保健物理监测与管理工作站，保健物理监测与管理工作站将人员身份信息和测量结果上传至对应的分服务器，分服务器进一步将信息上传至中央服务器，中央服务器根据接收到的数据信息向分服务器层的其它分服务器更新数据，所述的其它分服务器向与之对应的保健物理监测与管理工作站更新数据。
本发明的有益效果如下：本发明所提供的核动力厂辐射控制区出入监测系统采用了分层化结构、模块化管理的模式，避开了不同品牌型号的硬件设备数据接口复杂、控制难兼容的问题，适用于分期建设的多堆厂址统一进行全厂址个人剂量的监测与管理。该系统结构不仅可实现电厂辐射工作人员全部辐射监测数据的网络化、数字化、自动化管理，并在多堆厂址进行控制区出入监测系统设计时不必做复杂的硬件数据接口便可实现逐期建设全厂统一的目标，同时在核动力厂或其他核设施的控制区出入监测系统设计中可根据管理及运行需求任意增减硬件设备功能模块。。本发明还提供了一种新的个人辐射沾污监测模式，对个人表面沾污数据进行了组网，以实现其网络信息管理，该数据可用于完善辐射工作人员的监测档案，其数据积累进行统计分析后的结论可用于核动力厂相关工作的优化管理。本发明提出了一种全数字化管理模式，对各类数据分块管理，集中汇总形成大数据库，全面实现核动力厂控制区出入监测系统的数字化管理。
附图说明
图1为本发明的核动力厂辐射控制区出入监测系统结构示意图；
图2为个人剂量监测与管理控制的流程图；
图3为个人表面污染监测与管理控制的流程图；
图4为厂区出口人员车辆监测与管理控制的流程图；
图5为保健物理监测与管理控制的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明所提供的核动力厂辐射控制区出入监测系统采用分层化结构设计，包括中央服务器层、分服务器层、工作站层、硬件设备层，每一个建设周期内的辐射控制区分别设置一套分服务器层、工作站层和硬件设备层的设备，工作站层与分服务器层之间以及分服务器层与中央服务器层之间通过以太网进行连接，数据传输不跨层，其结构如图1所示。图1中显示了有两个建设周期的辐射控制区的实施例结构，仅作为示例性说明，本发明并不限于这种结构。
中央服务器层：包括两台或多台中央服务器1，为多堆厂址的全厂控制区出入监测系统设备的数据汇总中心，两台或多台中央服务器互为热备份，确保网络可靠性和数据安全性。
分服务器层：各建设周期内的数据汇总中心，每个建设周期内的辐射控制区均设置分服务器2。
工作站层：根据硬件设备功能模块划分分别配置工作站，每个硬件设备模块均设置有对应的工作站。
硬件设备层：根据功能进行了模块划分，主要包括个人剂量监测与管理设备模块7、个人表面污染监测与管理设备模块8、厂区出口人员车辆监测与管理设备模块9及保健物理监测与管理设备模块10。
每一个建设周期内的辐射控制区在所述工作站层中设有分别与各个设备模块相对应的工作站，包括个人剂量监测与管理工作站3、个人表面污染监测与管理工作站4、厂区出口人员车辆监测与管理工作站5、保健物理监测与管理工作站6，各个设备模块将监测数据上传至与之对应的工作站；工作站将处理后的数据信息上传至对应的分服务器2，各个分服务器将数据信息上传至中央服务器1进行汇总处理。
作为一个具体的实施例，个人剂量监测与管理设备模块7包括身份识别仪11、入口剂量计读出器12和出口剂量计读出器，身份识别仪11识别人员的身份条码14，入口剂量计读出器12和出口剂量计读出器分别读取人员的个人剂量计13的数据，并控制人员闸门15的开启。
个人剂量监测与管理设备模块的管理与控制方式如图2所示。身份识别仪识别人员的身份条码并将身份信息上传至个人剂量监测与管理工作站进行权限的判断，入口剂量计读出器和出口剂量计读出器分别读取人员的个人剂量计EPD的数据，控制入口闸门或出口闸门的开启，并同时将数据上传至个人剂量监测与管理工作站，个人剂量监测与管理工作站返回权限判断结果，将个人进入控制区的相关信息和个人离开控制区的相关信息上传至对应的分服务器，分服务器进一步将信息上传至中央服务器，中央服务器根据接收到的数据信息，在每一对进出数据完成后向分服务器层的其它分服务器更新数据，所述的其它分服务器向与之对应的个人剂量监测与管理工作站更新数据。
作为一个具体的实施例，个人表面污染监测与管理设备模块8包括门框式全身γ表面污染监测仪和门框式全身β表面污染监测仪，各门框式污染监测仪设有人员身份识别仪16、17。
个人表面污染监测与管理设备模块的管理与控制方式如图3所示。当人员离开控制区前，人员身份信息被确认后，C1门入口打开出口关闭，对进入人员的沾污情况进行测量，人员身份信息和测量结果上传至个人表面污染监测与管理工作站；当人员通过C1门后，到达C2门处。人员身份信息被确认后，C2门入口打开出口关闭，对离开人员的沾污情况进行测量，人员身份信息和测量结果上传至个人表面污染监测与管理工作站。个人表面污染监测与管理工作站将人员身份信息和测量结果上传至对应的分服务器，分服务器进一步将信息上传至中央服务器，中央服务器根据接收到的数据信息，随个人剂量管理系统变化同步向分服务器层的其它分服务器更新数据，所述的其它分服务器向与之对应的个人表面污染监测与管理工作站更新数据。本发明将出口剂量计读出器脱离C2门，简化了原有C2门和出口剂量计读出器之间的复杂逻辑控制关系。本发明中的逻辑控制关系避免了C2门和出口剂量计读出器为不同厂家时存在的复杂接口问题。C1门、C2门等表面沾污监测设备均设置人员身份识别模块，并数据联网，监测数据统一进行管理。
作为一个具体的实施例，厂区出口人员车辆监测与管理设备模块9包括人员污染监测仪18和车辆污染监测仪19，所述人员污染监测仪18和车辆污染监测仪19分别设有人员身份识别仪20和车牌识别仪21。
厂区出口人员车辆监测与管理设备模块的管理与控制方式如图4所示。人员身份信息和测量结果以及车辆信息和测量结果上传至厂区出口人员车辆监测与管理工作站，出口控制闸门根据污染监测仪的测量结果开启或关闭，厂区出口人员车辆监测与管理工作站将人员身份信息和测量结果以及车辆信息和测量结果上传至对应的分服务器，分服务器进一步将信息上传至中央服务器，中央服务器根据接收到的数据信息向分服务器层的其它分服务器更新数据，所述的其它分服务器向与之对应的厂区出口人员车辆监测与管理工作站更新数据。
作为一个具体的实施例，保健物理监测与管理设备模块10包括累积剂量外照射TLD读出器22和内照射全身计数器23，所述的累积剂量外照射TLD读出器22和内照射全身计数器23分别设有人员身份识别仪。
保健物理监测与管理设备模块的管理与控制方式如图5所示。人员身份信息和测量结果上传至保健物理监测与管理工作站，保健物理监测与管理工作站将人员身份信息和测量结果上传至对应的分服务器，分服务器进一步将信息上传至中央服务器，中央服务器根据接收到的数据信息向分服务器层的其它分服务器更新数据，所述的其它分服务器向与之对应的保健物理监测与管理工作站更新数据。
本发明提出了一种全新的核动力厂辐射控制区出入监测系统结构，该结构结合了最新的网络化管理、大数据分析等当前最新数据管理方式，并就目前多堆核电发展及市场化管理情况下出现的新问题提出了适应性的解决手段。本发明使得在多堆厂址进行控制区出入监测系统设计时不必做复杂的硬件数据接口便可实现逐期建设全厂统一的目标，同时在核动力厂或其他核设施的控制区出入监测系统设计中可根据管理及运行需求任意增减硬件设备功能模块。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种核动力厂辐射控制区出入监测系统，其特征在于：包括中央服务器层、分服务器层、工作站层、硬件设备层，每一个建设周期内的辐射控制区分别设置一套分服务器层、工作站层和硬件设备层的设备；所述的硬件设备层包括个人剂量监测与管理设备模块、个人表面污染监测与管理设备模块、厂区出口人员车辆监测与管理设备模块及保健物理监测与管理设备模块，所述的厂区出口人员车辆监测与管理设备模块包括人员污染监测仪和车辆污染监测仪，所述工作站层中设有分别与各个设备模块相对应的工作站，各个设备模块将监测数据上传至与之对应的工作站；工作站将处理后的数据信息上传至对应的分服务器，各个分服务器将数据信息上传至中央服务器进行汇总处理。
2.如权利要求1所述的核动力厂辐射控制区出入监测系统，其特征在于：工作站层与分服务器层之间以及分服务器层与中央服务器层之间通过以太网进行连接。
3.如权利要求1或2所述的核动力厂辐射控制区出入监测系统，其特征在于：所述的个人剂量监测与管理设备模块包括身份识别仪、入口剂量计读出器和出口剂量计读出器，身份识别仪识别人员的身份条码，入口剂量计读出器和出口剂量计读出器分别读取人员的个人剂量计数据，并将数据上传至个人剂量监测与管理工作站，个人剂量监测与管理工作站将个人进入控制区的相关信息和个人离开控制区的相关信息上传至对应的分服务器，分服务器进一步将信息上传至中央服务器，中央服务器根据接收到的数据信息向分服务器层的其它分服务器更新数据，所述的其它分服务器向与之对应的个人剂量监测与管理工作站更新数据。
4.如权利要求1或2所述的核动力厂辐射控制区出入监测系统，其特征在于：所述的个人表面污染监测与管理设备模块包括门框式全身γ表面污染监测仪和门框式全身β表面污染监测仪，各门框式污染监测仪设有人员身份识别仪，人员身份信息和测量结果上传至个人表面污染监测与管理工作站，个人表面污染监测与管理工作站将人员身份信息和测量结果上传至对应的分服务器，分服务器进一步将信息上传至中央服务器，中央服务器根据接收到的数据信息向分服务器层的其它分服务器更新数据，所述的其它分服务器向与之对应的个人表面污染监测与管理工作站更新数据。
5.如权利要求1或2所述的核动力厂辐射控制区出入监测系统，其特征在于：所述的厂区出口人员车辆监测与管理设备模块的人员污染监测仪和车辆污染监测仪分别设有人员身份识别仪和车牌识别仪，人员身份信息和测量结果以及车辆信息和测量结果上传至厂区出口人员车辆监测与管理工作站，厂区出口人员车辆监测与管理工作站将人员身份信息和测量结果以及车辆信息和测量结果上传至对应的分服务器，分服务器进一步将信息上传至中央服务器，中央服务器根据接收到的数据信息向分服务器层的其它分服务器更新数据，所述的其它分服务器向与之对应的厂区出口人员车辆监测与管理工作站更新数据。
6.如权利要求1或2所述的核动力厂辐射控制区出入监测系统，其特征在于：所述的保健物理监测与管理设备模块包括累积剂量外照射TLD读出器和内照射全身计数器，所述的累积剂量外照射TLD读出器和内照射全身计数器分别设有人员身份识别功能，人员身份信息和测量结果上传至保健物理监测与管理工作站，保健物理监测与管理工作站将人员身份信息和测量结果上传至对应的分服务器，分服务器进一步将信息上传至中央服务器，中央服务器根据接收到的数据信息向分服务器层的其它分服务器更新数据，所述的其它分服务器向与之对应的保健物理监测与管理工作站更新数据。
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