CN109507711A - 一种放射源监控管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种放射源监控管理系统及方法，所述系统包括放射源存储箱、放射源监控后台和用户的APP客户端；所述放射源存储箱用于采集自身和放射源数据，传输给放射源监控后台，并在出现异常情况时进行异常报警；放射源监控后台，用于对来自放射源存储箱的数据进行接收、校验和保存，完成用户的账户管理和权限管理，并在用户的权限范围内，对用户的请求进行响应；所述客户端APP，用于与放射源监控后台交互，完成账号注册或登录，并供用户向放射源监控后台发起请求，接收放射源监控后台反馈的数据并展示给用户。本发明实现了对放射源存放、移动、使用过程进行监控和管理，并方便于用户了数据查询和远程控制。

Description

一种放射源监控管理系统及方法

技术领域

本发明涉及放射源监控，特别是涉及一种放射源监控管理系统及方法。

背景技术

放射源和射线装置在工业、农业、医疗、科研、教学等领域得到广泛应用,为促进经济发展和社会进步做出了重要贡献，近20年来我国辐射源的数量以年均15％的速度增长，据不完全统计，我国在使用中的放射源已超过10万枚。放射源事故不但直接威胁辐射环境安全,造成直接经济损失,而且可能产生巨大的社会影响,所以我们必须认识到放射源安全的重要性和紧迫性。

现行的放射源审管体系存在很多问题，比如管理体制不协调,多头管理,政出多门,部门之间重复,职能互相交叉,职责不清,遇到责任相互推委。审管部门对各个环节履行职责不到位、审管部门之间各自为政、执法上不能相互协调,管理上的脱节也是导致很多放射源事故发生的重要原因。其次的原因还包含放射源持有单位的寻找放射源能力不足，导致丢失放射源事故发生后，开展放射源寻找工作难度增大，耽误了最佳寻找丢失、被盗放射源的时机，给事故处理造成困难，甚至引起社会影响。

除此之外，放射源的存放、移动、使用过程的安全可控同样是放射源管理的重要环节，大多数放射源失控就源于此。而且，目前国内在放射源监控方面的研究还处在探索阶段，监控方式、探测仪器和应用软件等方面都没有成熟定型的模式，这对于放射源的使用带来了诸多不利影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种放射源监控管理系统及方法，实现对放射源存放、移动、使用过程进行监控和管理，并方便于用户了数据查询和远程控制。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种放射源监控管理系统，包括放射源存储箱、放射源监控后台和用户的APP客户端；

所述放射源存储箱用于采集自身和放射源数据，传输给放射源监控后台，并在出现异常情况时进行异常报警；

放射源监控后台，用于对来自放射源存储箱的数据进行接收、校验和保存，完成用户的账户管理和权限管理，并在用户的权限范围内，对用户的请求进行响应；

所述客户端APP，用于与放射源监控后台交互，完成账号注册或登录，并供用户向放射源监控后台发起请求，接收放射源监控后台反馈的数据并展示给用户。

优选地，所述放射源监控后台还包括放射源信息库，该数据库与放射源监控后台数据互通，用于登记放射源的状态信息，以便于用户查看是否有在存的放射源可以使用。

优选地，所述APP客户端包括：注册/登录模块，用于放射源监控后台交互，完成用户账号的注册和登录；请求发送模块，用于供用户向放射源监控后台发送数据请求；控制指令发送模块，用于供用户向放射源监控后台发送存储箱控制指令；反馈数据接收模块，用于对放射源监控后台的反馈数据进行接收；数据展示模块，用于对接收到的反馈数据展示给用户。

优选地，所述放射源监控后台包括服务器模块和关系型数据库；所述服务器与放射源存储箱建立通信，接收来自放射源存储箱的数据，经过校验、处理后，存入关系型数据库，并与客户端APP交互，对用户账号和权限进行管理，在接收到用户的请求时，对用户请求进行解析，从关系型数据库提取保存的数据反馈给客户端APP，或是根据用户指令对放射源数据箱进行控制，并在接收到放射源存储箱的异常报警信号时，通知监控管理人员进行处理。优选地，所述放射源监控后台还包括日志管理模块，用于保存整个系统的监控管理日志。

优选地，所述服务器模块的实现包括但不限于如下方式：

基于python开发，通过HTTP实现与用户之间的链接，采用Nginx作为Web服务器接收用户HTTP链接，将用户的请求转发给uwsgi进程，uwsgi根据WSGI协议，构建进程池并且调度Flask服务进程从而实现对用户请求的回复；其中，WSGI是一个网关协议，定义了Web服务器如何与Web应用通信的协议；为提高系统的稳定性，通过Supervisor的进程对其他服务进程监督，如果其他服务器进程因为异常crash后会强制重启该服务进程，从而提高了系统的鲁棒性。

优选地，所述放射源存储箱与待监控的放射源一对一绑定，包括：数据采集模块，用于采集放射源信息和放射源存储箱的信息，并传输给数据处理模块；实时时钟模块，用于向数据处理模块提供实时时钟信息；数据处理模块，用于根据数据采集模块提供的数据，判断是否生成报警信号进行报警，并将数据采集模块提供的数据传输给放射源监控后台；前端通讯模块，用于与放射源监控后台建立通讯；报警模块，用于在数据处理模块生成报警信号时，进行现场报警；

其中放射源存储箱与放射源监控后台之间的通信方式包括GPRS通信和socket通信；相应的前端通信模块包括GPRS通信单元和socket通信单元，相应的放射源监控模块的服务器模块也应具有GPRS通信和socket通信功能。

所述数据采集模块包括：辐射率剂量计，用于检测放射源的辐射剂量率；定位单元，用于对放射源存储箱进行定位；存储单元，用于保存放射源存储箱ID以及对应的放射源ID；存储箱电量检测单元，用于检测存储箱的剩余电量；存储箱的门锁状态检测单元，用于检测存储箱的门锁开闭状态。

所述数据处理模块包括：报警分析单元，用于根据存储箱剩余电量、门锁开闭状态以及辐射率剂量计的检测结果，判断是否生成报警信号；数据传输管理单元，用于将来自放射源采集模块的信息与实时时钟和报警信号一起通过前端通讯模块传输给放射源监控后台。

一种放射源监控管理方法，包括以下步骤：

放射源监控箱采集自身和放射源数据，并将采集到的数据传输给放射源监控后台；数据传输方式包括如下两种：

放射源监控箱每5s通过GPRS模块向服务器发送数据，数据包括放射源数据和存储箱数据；

在放射源监控后台的服务器模块开启socket侦听，接收来自放射源存放箱的数据，当收到一个用户连接请求时，会开启一个线程用于接收数据；

服务器模块对接收到的数据进行进行校验处理，并保存到关系型数据库中；

用户通过APP客户端向服务器模块发起包含查询信息的HTTP请求；

请求由Nginx接收，交给uwsgi进程；uwsgi根据WSGI协议，构建进程池并且调度Flask服务进程，实现相应的业务逻辑，从关系型数据库中采集的放射源和放射源存储箱数据作为查询结果返回给用户。

其中，所述的一种放射源监控管理系统，其特征在于：还包括异常报警步骤：

首先，放射源监控箱在进行数据采集时，设定辐射剂量率阈值S1、S2、S3，以及存储箱电量阈值T1，其中S1>S2>S3,并实时对存储箱的剩余电量、存储箱的门锁状态以及检测放射源的辐射剂量率进行监控；

(1)判断存储箱剩余电量是否低于设定阈值T1时，若是，生成低电量报警信号；若否，则认为剩余电量处于正常状况；

(2)当存储箱门锁处于关闭状态，判断检测到的辐射剂量率与阈值S1的差值处是否处于设定误差范围内，若是放射源处于正常存放状态，若否，生成放射源存放异常报警信号；

(3)当存储箱门处于开启状态时：将检测到的辐射剂量率与阈值S2和S3进行比较，对辐射源进行二级定位；

若检测到的辐射剂量率处于阈值S2与S3之间，则放射源处于正常工作状态；

若检测到的辐射剂量率大于阈值S2，则认为放射源离箱体过近，生成使用异常报警信号；

若检测到的辐射剂量率小于阈值S3，则认为放射源离开了控制范围，生成失控报警信号；

第二步、放射源存储箱将生成的报警信号上传给放射源监控后台，放射源监控后台的服务器模块将报警信号推送个对应的监控管理人员，以便于及时处理；其中监控管理人员持有与放射源监控后台连接的移动终端，服务器模块向该终端发送报警信号，从而实现对监控管理人员的通知。

所述的一种放射源监控管理系统，还包括放射源远程控制步骤：

用户通过APP客户端向放射源监控后台的服务器模块发送放射源存储箱的控制指令；

服务器模块对所述控制指令进行解析，并判断用户是否具有控制权限，若是，则将控制指令传输给放射源存储箱对其实现远程控制，若否，反馈权限不足的信息给用户。

本发明的有益效果是：本发明实现了对放射源存放、移动、使用过程进行监控和管理，并方便于用户了数据查询和远程控制，在放射源或存储箱发生异常时，能够及时报警以便于监控管理人员进行处理，对于放射源的安全存放使用具有重大意义。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图；

图2为服务器模块的架构示意图；

图3为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种放射源监控管理系统，包括放射源存储箱、放射源监控后台和用户的APP客户端；

所述放射源存储箱用于采集自身和放射源数据，传输给放射源监控后台，并在出现异常情况时进行异常报警；

放射源监控后台，用于对来自放射源存储箱的数据进行接收、校验和保存，完成用户的账户管理和权限管理，并在用户的权限范围内，对用户的请求进行响应；

所述客户端APP，用于与放射源监控后台交互，完成账号注册或登录，并供用户向放射源监控后台发起请求，接收放射源监控后台反馈的数据并展示给用户。

在本申请的实施例中，优选地，所述放射源监控后台还包括放射源信息库，该数据库与放射源监控后台数据互通，用于登记放射源的状态信息，以便于用户查看是否有在存的放射源可以使用。

在本申请的实施例中，所述APP客户端包括：注册/登录模块，用于放射源监控后台交互，完成用户账号的注册和登录；请求发送模块，用于供用户向放射源监控后台发送数据请求；控制指令发送模块，用于供用户向放射源监控后台发送存储箱控制指令；反馈数据接收模块，用于对放射源监控后台的反馈数据进行接收；数据展示模块，用于对接收到的反馈数据展示给用户。

上述实施例中，所述放射源监控后台包括服务器模块和关系型数据库；所述服务器与放射源存储箱建立通信，接收来自放射源存储箱的数据，经过校验、处理后，存入关系型数据库，并与客户端APP交互，对用户账号和权限进行管理，在接收到用户的请求时，对用户请求进行解析，从关系型数据库提取保存的数据反馈给客户端APP，或是根据用户指令对放射源数据箱进行控制，并在接收到放射源存储箱的异常报警信号时，通知监控管理人员进行处理；优选地，所述放射源监控后台还包括日志管理模块，用于保存整个系统的监控管理日志。

在本申请的实施例中，关系型数据库采用PostgreSQL数据库，所述服务器模块的实现包括但不限于如下方式：

如图2所示，基于python开发，通过HTTP实现与用户之间的链接，采用Nginx作为Web服务器接收用户HTTP链接，将用户的请求转发给uwsgi进程，uwsgi根据WSGI协议，构建进程池并且调度Flask服务进程从而实现对用户请求的回复；其中，WSGI是一个网关协议，定义了Web服务器如何与Web应用通信的协议；为提高系统的稳定性，通过Supervisor的进程对其他服务进程监督，如果其他服务器进程因为异常crash后会强制重启该服务进程，从而提高了系统的鲁棒性。

在本申请的实施例中，所述放射源存储箱与待监控的放射源一对一绑定，包括：数据采集模块，用于采集放射源信息和放射源存储箱的信息，并传输给数据处理模块；实时时钟模块，用于向数据处理模块提供实时时钟信息；数据处理模块，用于根据数据采集模块提供的数据，判断是否生成报警信号进行报警，并将数据采集模块提供的数据传输给放射源监控后台；前端通讯模块，用于与放射源监控后台建立通讯；报警模块，用于在数据处理模块生成报警信号时，进行现场报警；

其中放射源存储箱与放射源监控后台之间的通信方式包括GPRS通信和socket通信；相应的前端通信模块包括GPRS通信单元和socket通信单元，相应的放射源监控模块的服务器模块也应具有GPRS通信和socket通信功能。

所述数据采集模块包括：辐射率剂量计，用于检测放射源的辐射剂量率；定位单元，用于对放射源存储箱进行定位，通过对放射源存储箱的定位，即可实现放射源的第一级定位；存储单元，用于保存放射源存储箱ID以及对应的放射源ID；存储箱电量检测单元，用于检测存储箱的剩余电量；存储箱的门锁状态检测单元，用于检测存储箱的门锁开闭状态。

所述数据处理模块包括：报警分析单元，用于根据存储箱剩余电量、门锁开闭状态以及辐射率剂量计的检测结果，判断是否生成报警信号；数据传输管理单元，用于将来自放射源采集模块的信息与实时时钟和报警信号一起通过前端通讯模块传输给放射源监控后台。

如图3所示，一种放射源监控管理方法，包括以下步骤：

放射源监控箱采集自身和放射源数据，并将采集到的数据传输给放射源监控后台；数据传输方式包括如下两种：

放射源监控箱每5s通过GPRS模块向服务器发送数据，数据包括放射源数据和存储箱数据；

在放射源监控后台的服务器模块开启socket侦听，接收来自放射源存放箱的数据，当收到一个用户连接请求时，会开启一个线程用于接收数据；

服务器模块对接收到的数据进行进行校验处理，并保存到关系型数据库中；

用户通过APP客户端向服务器模块发起包含查询信息的HTTP请求；

请求由Nginx接收，交给uwsgi进程；uwsgi根据WSGI协议，构建进程池并且调度Flask服务进程，实现相应的业务逻辑，从关系型数据库中采集的放射源和放射源存储箱数据作为查询结果返回给用户。

其中，所述的一种放射源监控管理系统，其特征在于：还包括异常报警步骤：

首先，放射源监控箱在进行数据采集时，设定辐射剂量率阈值S1、S2、S3，以及存储箱电量阈值T1，其中S1>S2>S3,并实时对存储箱的剩余电量、存储箱的门锁状态以及检测放射源的辐射剂量率进行监控；

(1)判断存储箱剩余电量是否低于设定阈值T1时，若是，生成低电量报警信号；若否，则认为剩余电量处于正常状况；

(2)当存储箱门锁处于关闭状态，判断检测到的辐射剂量率与阈值S1的差值处是否处于设定误差范围内，若是放射源处于正常存放状态，若否，生成放射源存放异常报警信号；

(3)当存储箱门处于开启状态时：将检测到的辐射剂量率与阈值S2和S3进行比较，对辐射源进行二级定位；

若检测到的辐射剂量率处于阈值S2与S3之间，则放射源处于正常工作状态；

若检测到的辐射剂量率大于阈值S2，则认为放射源离箱体过近，生成使用异常报警信号；

若检测到的辐射剂量率小于阈值S3，则认为放射源离开了控制范围，生成失控报警信号；

第二步、放射源存储箱将生成的报警信号上传给放射源监控后台，放射源监控后台的服务器模块将报警信号推送个对应的监控管理人员，以便于及时处理；其中监控管理人员持有与放射源监控后台连接的移动终端，服务器模块向该终端发送报警信号，从而实现对监控管理人员的通知。

所述的一种放射源监控管理系统，还包括放射源远程控制步骤：

用户通过APP客户端向放射源监控后台的服务器模块发送放射源存储箱的控制指令；

服务器模块对所述控制指令进行解析，并判断用户是否具有控制权限，若是，则将控制指令传输给放射源存储箱对其实现远程控制，若否，反馈权限不足的信息给用户。

综上，本发明实现了对放射源存放、移动、使用过程进行监控和管理，并方便于用户了数据查询和远程控制，在放射源或存储箱发生异常时，能够及时报警以便于监控管理人员进行处理，对于放射源的安全存放使用具有重大意义。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应该看作是对其他实施例的排除，而可用于其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种放射源监控管理系统，其特征在于：包括放射源存储箱、放射源监控后台和用户的APP客户端；

所述放射源存储箱用于采集自身和放射源数据，传输给放射源监控后台，并在出现异常情况时进行异常报警；

放射源监控后台，用于对来自放射源存储箱的数据进行接收、校验和保存，完成用户的账户管理和权限管理，并在用户的权限范围内，对用户的请求进行响应；

所述客户端APP，用于与放射源监控后台交互，完成账号注册或登录，并供用户向放射源监控后台发起请求，接收放射源监控后台反馈的数据并展示给用户。

2.根据权利要求1所述的一种放射源监控管理系统，其特征在于：所述APP客户端包括：注册/登录模块，用于放射源监控后台交互，完成用户账号的注册和登录；请求发送模块，用于供用户向放射源监控后台发送数据请求；控制指令发送模块，用于供用户向放射源监控后台发送存储箱控制指令；反馈数据接收模块，用于对放射源监控后台的反馈数据进行接收；数据展示模块，用于对接收到的反馈数据展示给用户。

3.根据权利要求1所述的一种放射源监控管理系统，其特征在于：所述放射源监控后台包括服务器模块和关系型数据库；所述服务器与放射源存储箱建立通信，接收来自放射源存储箱的数据，经过校验、处理后，存入关系型数据库，并与客户端APP交互，对用户账号和权限进行管理，在接收到用户的请求时，对用户请求进行解析，从关系型数据库提取保存的数据反馈给客户端APP，或是根据用户指令对放射源数据箱进行控制，并在接收到放射源存储箱的异常报警信号时，通知监控管理人员进行处理。

4.根据权利要求3所述的一种放射源监控管理系统，其特征在于：所述服务器模块的实现包括但不限于如下方式：

基于python开发，通过HTTP实现与用户之间的链接，采用Nginx作为Web服务器接收用户HTTP链接，将用户的请求转发给uwsgi进程，uwsgi根据WSGI协议，构建进程池并且调度Flask服务进程从而实现对用户请求的回复；其中，WSGI是一个网关协议，定义了Web服务器如何与Web应用通信的协议；为提高系统的稳定性，通过Supervisor的进程对其他服务进程监督，如果其他服务器进程因为异常crash后会强制重启该服务进程，从而提高了系统的鲁棒性。

5.根据权利要求1所述的一种放射源监控管理系统，其特征在于：所述放射源存储箱与待监控的放射源一对一绑定，包括：数据采集模块，用于采集放射源信息和放射源存储箱的信息，并传输给数据处理模块；实时时钟模块，用于向数据处理模块提供实时时钟信息；数据处理模块，用于根据数据采集模块提供的数据，判断是否生成报警信号进行报警，并将数据采集模块提供的数据传输给放射源监控后台；前端通讯模块，用于与放射源监控后台建立通讯；报警模块，用于在数据处理模块生成报警信号时，进行现场报警；

其中放射源存储箱与放射源监控后台之间的通信方式包括GPRS通信和socket通信；相应的前端通信模块包括GPRS通信单元和socket通信单元，相应的放射源监控模块的服务器模块也应具有GPRS通信和socket通信功能。

6.根据权利要求5所述的一种放射源监控管理系统，其特征在于：所述数据采集模块包括：辐射率剂量计，用于检测放射源的辐射剂量率；定位单元，用于对放射源存储箱进行定位；存储单元，用于保存放射源存储箱ID以及对应的放射源ID；存储箱电量检测单元，用于检测存储箱的剩余电量；存储箱的门锁状态检测单元，用于检测存储箱的门锁开闭状态。

7.根据权利要求5所述的一种放射源监控管理系统，其特征在于：所述数据处理模块包括：报警分析单元，用于根据存储箱剩余电量、门锁开闭状态以及辐射率剂量计的检测结果，判断是否生成报警信号；数据传输管理单元，用于将来自放射源采集模块的信息与实时时钟和报警信号一起通过前端通讯模块传输给放射源监控后台。

8.一种放射源监控管理方法，其特征在于：包括以下步骤：

放射源监控箱采集自身和放射源数据，并将采集到的数据传输给放射源监控后台；数据传输方式包括如下两种：

放射源监控箱每5s通过GPRS模块向服务器发送数据，数据包括放射源数据和存储箱数据；

在放射源监控后台的服务器模块开启socket侦听，接收来自放射源存放箱的数据，当收到一个用户连接请求时，会开启一个线程用于接收数据；

服务器模块对接收到的数据进行进行校验处理，并保存到关系型数据库中；

用户通过APP客户端向服务器模块发起包含查询信息的HTTP请求；

请求由Nginx接收，交给uwsgi进程；uwsgi根据WSGI协议，构建进程池并且调度Flask服务进程，实现相应的业务逻辑，从关系型数据库中采集的放射源和放射源存储箱数据作为查询结果返回给用户。

9.根据权利要求8所述的一种放射源监控管理系统，其特征在于：还包括异常报警步骤：

首先，放射源监控箱在进行数据采集时，设定辐射剂量率阈值S1、S2、S3，以及存储箱电量阈值T1，其中S1>S2>S3,并实时对存储箱的剩余电量、存储箱的门锁状态以及检测放射源的辐射剂量率进行监控；

(1)判断存储箱剩余电量是否低于设定阈值T1时，若是，生成低电量报警信号；若否，则认为剩余电量处于正常状况；

(2)当存储箱门锁处于关闭状态，判断检测到的辐射剂量率与阈值S1的差值处是否处于设定误差范围内，若是放射源处于正常存放状态，若否，生成放射源存放异常报警信号；

(3)当存储箱门处于开启状态时：将检测到的辐射剂量率与阈值S2和S3进行比较，对辐射源进行二级定位；

若检测到的辐射剂量率处于阈值S2与S3之间，则放射源处于正常工作状态；

若检测到的辐射剂量率大于阈值S2，则认为放射源离箱体过近，生成使用异常报警信号；

若检测到的辐射剂量率小于阈值S3，则认为放射源离开了控制范围，生成失控报警信号；

第二步、放射源存储箱将生成的报警信号上传给放射源监控后台，放射源监控后台的服务器模块将报警信号推送个对应的监控管理人员，以便于及时处理；其中监控管理人员持有与放射源监控后台连接的移动终端，服务器模块向该终端发送报警信号，从而实现对监控管理人员的通知。

10.根据权利要求8所述的一种放射源监控管理系统，其特征在于：还包括放射源远程控制步骤：

用户通过APP客户端向放射源监控后台的服务器模块发送放射源存储箱的控制指令；

服务器模块对所述控制指令进行解析，并判断用户是否具有控制权限，若是，则将控制指令传输给放射源存储箱对其实现远程控制，若否，反馈权限不足的信息给用户。