核事故應(yīng)急輻射環(huán)境實(shí)時(shí)移動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)研究

■鄭磊

（濮陽市華龍區(qū)環(huán)境保護(hù)局 河南濮陽457001）

核事故應(yīng)急輻射環(huán)境實(shí)時(shí)移動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)研究

■鄭磊

（濮陽市華龍區(qū)環(huán)境保護(hù)局 河南濮陽457001）

核能是一種可再生能源，其生產(chǎn)的核電在解決我國沿海地區(qū)能源供應(yīng)緊張問題過程中發(fā)揮了其他能源目前所無可替代的作用，對我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略性指導(dǎo)意義。隨著核技術(shù)發(fā)展的日益成熟，其帶來的安全問題也受到了社會(huì)各界越來越高度的關(guān)注與重視，尤其是核輻射問題。為避免核事故發(fā)生，降低核輻射，建立核事故應(yīng)急輻射環(huán)境實(shí)時(shí)移動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)勢在必行。文章從核事故應(yīng)急輻射環(huán)境實(shí)時(shí)移動(dòng)監(jiān)測的必要性和系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)兩方面來進(jìn)行論述。

核事故應(yīng)急輻射環(huán)境實(shí)時(shí)移動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)

0　前言

廣為人知的日本福島核泄露事件，不僅造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，導(dǎo)致大量放射性物質(zhì)被釋放出來，而且嚴(yán)重影響了社會(huì)群眾對核能的看法。核能作為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展所需的一種重要能源，如果不能對其加以合理的利用，不能對核事故進(jìn)行妥善有效的處理，對核事故應(yīng)急中的核輻射進(jìn)行實(shí)時(shí)移動(dòng)監(jiān)測，就會(huì)導(dǎo)致社會(huì)群眾對核能產(chǎn)生抗拒心理，從而影響核能今后的進(jìn)一步應(yīng)用。對核事故應(yīng)急輻射環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，目的是為了保護(hù)人類免受核輻射帶來的各種傷害。

1　核事故應(yīng)急輻射環(huán)境實(shí)時(shí)移動(dòng)監(jiān)測的必要性

核事故的發(fā)生通常會(huì)伴有大量放射性物質(zhì)的釋放，具有突發(fā)性特點(diǎn)。核能及其產(chǎn)生的核電本身是潔凈的、安全的，發(fā)生重大事故的概率也是很低的，但一旦發(fā)生核事故，勢必會(huì)給國家、社會(huì)和人民帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全威脅，甚至是引發(fā)社會(huì)動(dòng)蕩。因此，必須要全面做好核事故應(yīng)急輻射準(zhǔn)備工作。根據(jù)對歷史上曾發(fā)生過的美國三里島核電站、前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站以及日本的福島核電站這幾次重大核事故經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，如果在核事故中有大量放射性物質(zhì)泄漏，必將會(huì)給工作人員、周圍群眾和周圍環(huán)境造成嚴(yán)重?fù)p害，其在社會(huì)上產(chǎn)生的影響和造成的經(jīng)濟(jì)損失也必將是極其巨大的。要想有效避免核事故發(fā)生，防止大量放射性物質(zhì)泄漏，世界上所有發(fā)展核能的國家都應(yīng)積極設(shè)立相關(guān)的應(yīng)急組織，建立完善的核輻射環(huán)境實(shí)時(shí)移動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，以確保能夠及時(shí)準(zhǔn)確的向應(yīng)急組織決策者提供有價(jià)值的環(huán)境輻射污染情況。

核事故應(yīng)急輻射環(huán)境實(shí)時(shí)移動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的建立與實(shí)現(xiàn)是核事故應(yīng)急組織和安全發(fā)展與使用核能的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它可以切實(shí)推動(dòng)核科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)長足發(fā)展目標(biāo)，可以促進(jìn)核能健康可持續(xù)發(fā)展，對避免核事故發(fā)生，降低核輻射影響，減小經(jīng)濟(jì)損失等都具有非常重要的作用[1]。

2　核事故應(yīng)急輻射環(huán)境實(shí)時(shí)移動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

核事故應(yīng)急輻射環(huán)境實(shí)時(shí)移動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含四部分，即現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、無線數(shù)據(jù)傳輸、監(jiān)測中心數(shù)據(jù)處理和移動(dòng)監(jiān)測終端。

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集由安裝在專用應(yīng)急監(jiān)測車上的移動(dòng)監(jiān)測終端來完成。移動(dòng)監(jiān)測終端能夠采集各種輻射數(shù)據(jù)、定位信息和氣象信息，并能夠?qū)⒉杉母黝悢?shù)據(jù)進(jìn)行打包通過無線傳輸數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)測中心，然后由監(jiān)測中心對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、存儲(chǔ)和共享[2]。

2.2數(shù)據(jù)采集與處理的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)利用GPS技術(shù)作為數(shù)據(jù)的采集與處理模塊，它可以提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)輸出格式，具有豐富的輸出資訊，如衛(wèi)星定位、偏差資訊、地理位置、全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航資訊、對地方向、對地速度、日期和時(shí)間等。當(dāng)GPS接收機(jī)相應(yīng)的串口打開時(shí)，其就會(huì)以1s的周期開始不停的發(fā)送所有定位信息。根據(jù)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)際用途，只需要對衛(wèi)星定位和全球衛(wèi)星導(dǎo)航這兩種衛(wèi)星信號資訊進(jìn)行采集與處理，并從中獲得實(shí)時(shí)時(shí)間、經(jīng)緯度、高度、相對速度、相對方向和定位狀態(tài)數(shù)據(jù)信息。

2.3數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)

移動(dòng)終端采集完各種數(shù)據(jù)之后，通過CDMA無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)測中心。CDMA模塊提供串行接口和透明數(shù)據(jù)傳輸方式，其無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通過與聯(lián)通專線結(jié)合形成一個(gè)覆蓋面廣、成本少、安全穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，即應(yīng)急監(jiān)測車上的移動(dòng)監(jiān)測終端利用CDMA無線數(shù)據(jù)通信模塊向監(jiān)測中心傳送各種監(jiān)測數(shù)據(jù)，從而建立起應(yīng)急監(jiān)測車和監(jiān)測中心的一個(gè)專用數(shù)據(jù)通信通道。采用這種數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)可以確保在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)將主要精力放在系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和軟件的設(shè)計(jì)上，從而為系統(tǒng)提供一個(gè)安全穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)[3]。

2.4移動(dòng)監(jiān)測終端的設(shè)計(jì)

移動(dòng)監(jiān)測終端是安裝在每一輛應(yīng)急監(jiān)測車上的一個(gè)重要裝置，其主要負(fù)責(zé)對監(jiān)測現(xiàn)場的氣象信息、定位信息、γ輻射等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的獲取，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、打包和處理，然后通過無線數(shù)據(jù)傳輸通道發(fā)送給監(jiān)測中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理。與此同時(shí)，將這些數(shù)據(jù)錄入到本地?cái)?shù)據(jù)庫，以便以后查詢和打印所用。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對各個(gè)儀表數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確獲取，該系統(tǒng)采用多線程編程技術(shù)，讓氣象儀表、γ輻射儀、GPS接收機(jī)等的數(shù)據(jù)采集在不同的線程中完成，從而大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率[3]。

2.5監(jiān)測中心數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計(jì)

監(jiān)測中心軟件的設(shè)計(jì)需要具備網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與應(yīng)用，核輻射環(huán)境數(shù)據(jù)處理等功能。與連續(xù)γ輻射監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)不同，核事故應(yīng)急輻射環(huán)境實(shí)時(shí)移動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)具有嚴(yán)格的要求。從系統(tǒng)日后的可擴(kuò)展性、控件的豐富性等方面考慮，文章采用當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的可視化編程軟件和高級編程語言來開發(fā)與設(shè)計(jì)該系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)庫。

3　總結(jié)

對于核事故應(yīng)急輻射環(huán)境實(shí)時(shí)移動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，文章主要從系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集與處理的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、移動(dòng)監(jiān)測終端的設(shè)計(jì)和監(jiān)測中心數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計(jì)幾方面來予以說明。對于該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，雖然目前能夠較好的滿足核事故應(yīng)急輻射環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測需要，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等發(fā)展的不斷進(jìn)步，其還需要進(jìn)行不斷的更新與完善。只有這樣才能夠適應(yīng)核事故應(yīng)急輻射環(huán)境監(jiān)測的需要。

[1]馬雄楠.網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境輻射監(jiān)測系統(tǒng)的研究 [D].成都理工大學(xué),2009.

[2]朱曉翔,陸繼根.核應(yīng)急輻射環(huán)境監(jiān)測的準(zhǔn)備和響應(yīng) [J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警,2011,05:1-3+8.

[3]魏雄,周書民.基于GPS/CDMA的核事故應(yīng)急監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J].核電子學(xué)與探測技術(shù),2011,12:1333-1336.

[4]張瑜,楊維耿.對后福島時(shí)代我國輻射環(huán)境監(jiān)測的建議 [J].核安全,2013,S1:131-133.

X8[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-307-1

鄭磊（1979～），男，學(xué)士，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境工程、輻射、環(huán)境監(jiān)測。