輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的質(zhì)量管理策略

高學(xué)軍

（泰安市生態(tài)環(huán)境保護(hù)控制中心，山東 泰安 271000）

0 引言

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)環(huán)境也帶來了影響，因此，在當(dāng)前發(fā)展的過程中，倡導(dǎo)解決經(jīng)濟(jì)與環(huán)境之間的矛盾。對(duì)此，在節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)下，如果無法有效處理輻射問題，勢(shì)必會(huì)影響到可持續(xù)發(fā)展。因此，構(gòu)建輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，在當(dāng)前階段顯得尤為重要。輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)能夠就區(qū)域內(nèi)的輻射問題進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并及時(shí)發(fā)出警報(bào)，從而進(jìn)行有效處理?；诖?，只有了解輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能以及特點(diǎn)，提出有針對(duì)性的質(zhì)量管理策略，才能增強(qiáng)其應(yīng)用的效果，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成與工作原理

近年來，輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在先進(jìn)技術(shù)的支撐下完成了優(yōu)化。因此，自使用自動(dòng)控制、實(shí)時(shí)傳輸、現(xiàn)代傳感器、通信、自動(dòng)測(cè)量等技術(shù)以來，該系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)以自動(dòng)探測(cè)為中心，就監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行連續(xù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的功能。這時(shí)，通過遠(yuǎn)程控制就能夠?qū)Ρ槐O(jiān)測(cè)區(qū)域的現(xiàn)實(shí)輻射環(huán)境情況進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，通過數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用，就能對(duì)核輻射事件進(jìn)行有效的預(yù)警，同時(shí)開展數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，為輻射控制工作的開展提供保障，圖1 為區(qū)域輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

圖1 區(qū)域輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1.1 輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

1.1.1 數(shù)據(jù)集成

在輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建上，數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)的應(yīng)用就是利用網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)傳輸加密技術(shù)、系統(tǒng)整合應(yīng)用技術(shù)以及系統(tǒng)資料備份技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有監(jiān)測(cè)區(qū)域輻射環(huán)境數(shù)據(jù)的自動(dòng)收集與匯總。之后，通過系統(tǒng)內(nèi)部的加工與應(yīng)用，便能開展統(tǒng)計(jì)工作，并以數(shù)據(jù)報(bào)告的形式進(jìn)行展示，同時(shí)將已收集的數(shù)據(jù)和整理完畢的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，以此滿足應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)需求。與此同時(shí)，在數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)中，設(shè)置伽馬能譜采樣時(shí)間、伽馬劑量率以及報(bào)警閾值等各個(gè)子項(xiàng)目，再搭配無線與有線的雙冗余聯(lián)絡(luò)方式，就能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集與查詢功能。在系統(tǒng)分析的過程中可以將特殊數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，并給予警報(bào)，進(jìn)而有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)問題[1]。此外，省級(jí)數(shù)據(jù)匯總中心也能夠?qū)崿F(xiàn)輻射環(huán)境數(shù)據(jù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)傳輸，并將所有數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)控制中心。后續(xù)采用具備雙機(jī)熱備功能的應(yīng)用，保證系統(tǒng)應(yīng)用的安全性與穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)整合與保存的目標(biāo)。通過數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)，就能及時(shí)反饋問題。

1.1.2 數(shù)據(jù)備份

從數(shù)據(jù)備份來看，它是通過建立數(shù)據(jù)備份庫(kù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)信息數(shù)據(jù)的有效儲(chǔ)存的，其中包括數(shù)據(jù)匯總集成的分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)備份中心、全國(guó)中心鏈路冗余等部分。系統(tǒng)可以儲(chǔ)存及備份所有輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)丟失或損毀對(duì)工作造成嚴(yán)重影響，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性與有效性，滿足應(yīng)用的實(shí)際需求。

1.1.3 檢測(cè)子站

對(duì)于所有系統(tǒng)的構(gòu)建而言，對(duì)輻射環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)需要對(duì)監(jiān)測(cè)子站的建立進(jìn)行有效整合。因?yàn)槿绻胍獙?duì)區(qū)域輻射環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，就需要通過總站來進(jìn)行有效的指揮與控制。在構(gòu)建起自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站的系統(tǒng)集合中將不同的功能以及不同的檢測(cè)內(nèi)容與之匹配，并適當(dāng)添加傳感儀器等設(shè)備，以此滿足現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的需求。例如，高氣壓電離室、各種輻射數(shù)據(jù)的信息采集器以及輻射探測(cè)器等都是必不可少的應(yīng)用設(shè)備，碘化鈉γ 能譜儀等也是需要常備的設(shè)備。

在構(gòu)建子站的過程中，所有的設(shè)備必須要同時(shí)對(duì)周邊環(huán)境的輻射水平進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在構(gòu)建子系統(tǒng)時(shí)，高氣壓電離室是實(shí)現(xiàn)輻射有效探測(cè)的核心構(gòu)件。高氣壓電離室必須具備靈敏度高、反應(yīng)速度快且檢測(cè)范圍寬廣等特點(diǎn)，而且其自身的穩(wěn)定性也必須得到有效保障，這樣才能實(shí)現(xiàn)真正滿足現(xiàn)實(shí)檢測(cè)區(qū)域的需求，快速、精準(zhǔn)地反映該區(qū)域的輻射環(huán)境數(shù)據(jù)。能譜儀是實(shí)現(xiàn)輻射定量監(jiān)測(cè)以及現(xiàn)實(shí)定性的重要部件，在使用過程中，該設(shè)備能夠快速且高效地識(shí)別各種輻射和核元素。通過分析其數(shù)據(jù)處理器所收集的數(shù)據(jù)，能夠自動(dòng)計(jì)算這些核元素的信息位置以及總劑量。將輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與智能技術(shù)進(jìn)行匹配，進(jìn)而保證應(yīng)用的效果。此外，在打造自動(dòng)監(jiān)測(cè)子站的過程中，也可以利用超大流量的氣溶膠采樣器實(shí)現(xiàn)對(duì)待檢測(cè)的區(qū)域進(jìn)行放射性核元素的采集與分析。同時(shí)，如果出現(xiàn)緊急情況，可以利用該采樣器實(shí)現(xiàn)應(yīng)急監(jiān)測(cè)，以此獲取核輻射的劑量。值得注意的是，干、濕沉降采樣器在應(yīng)用的過程中可以應(yīng)對(duì)不同天氣下的沉降采樣工作，為了配合檢測(cè)區(qū)域的氣象狀況，也需要利用氣象觀測(cè)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，以滿足硬件設(shè)備的應(yīng)用需求。

1.2 輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理

從輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作的開展情況來看，在應(yīng)用智能技術(shù)后，所有測(cè)量工作均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化處理。核元素分析工作就是對(duì)儀器應(yīng)用進(jìn)行測(cè)量，有效利用氣溶膠采樣，能夠及時(shí)反饋采樣存在的數(shù)據(jù)異常問題。一般情況下，氣溶膠采樣是以泵吸形式進(jìn)行處理的，而從濾膜的使用情況來看，它可以分為碘濾膜與氣溶膠濾膜。在使用的過程中，機(jī)械設(shè)備可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換，并實(shí)時(shí)切換為更合適的介質(zhì)，更換頻率也可以由人工操控。一般而言，更換頻率為每天一次。在濾膜更換過后，氣流會(huì)通過氣溶膠濾膜，使阿爾法與貝塔粒子附著在濾膜的表層，此時(shí)利用探頭進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。對(duì)于穿透濾膜的伽馬射線，也有探頭可以測(cè)量，測(cè)量方法是先進(jìn)行核元素分析，然后讓氣流通過碘濾膜，最后由探頭進(jìn)行無機(jī)碘的測(cè)量。如果確實(shí)沒有測(cè)量出碘，那么氣流就會(huì)從其他方向直接進(jìn)入泵；如果在測(cè)量的過程中測(cè)量出碘，那么氣流將會(huì)經(jīng)過有機(jī)碘濾罐，并改由其他探頭測(cè)量，最后獲取碘的數(shù)據(jù)。在自動(dòng)監(jiān)測(cè)時(shí)，可對(duì)監(jiān)測(cè)時(shí)間進(jìn)行控制，且所有測(cè)量到的數(shù)據(jù)均會(huì)保留在站內(nèi)的計(jì)算機(jī)中，并實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)匯總中心[2]。圖2 為輻射環(huán)境網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框架。

圖2 輻射環(huán)境網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框架

伽馬輻射劑量會(huì)通過自動(dòng)監(jiān)測(cè)站進(jìn)行處理，由正比計(jì)數(shù)管探測(cè)器進(jìn)行測(cè)量，從而確認(rèn)伽馬射線空氣的劑量，以此來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)反饋。一般情況下測(cè)量的時(shí)間可由人工調(diào)節(jié)，在現(xiàn)實(shí)使用的過程中一般每5 min 產(chǎn)生1 組數(shù)據(jù)。在供電控制上，多選用太陽能板與交流電兩種方式。而數(shù)據(jù)傳輸則是依托GSM 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的。

2 輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)質(zhì)量管理現(xiàn)狀

近年來，我國(guó)對(duì)核技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新與發(fā)展，但是從輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建來看，雖然目前已經(jīng)能夠滿足應(yīng)用的需求，但由于相關(guān)專業(yè)的監(jiān)測(cè)技術(shù)人員較少，且在人才儲(chǔ)備上又很難滿足后續(xù)發(fā)展的需求，這就導(dǎo)致即使后續(xù)進(jìn)行了大規(guī)模的建設(shè)，也會(huì)由于系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)人員的短缺而出現(xiàn)管理等問題。此外，就當(dāng)前輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用來看，僅有極少數(shù)發(fā)達(dá)地區(qū)具備連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)能力，因此在質(zhì)量管理工作中，也就缺少了擁有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工作人員。基于此，其他地區(qū)在進(jìn)行系統(tǒng)質(zhì)量管理工作的過程中，很難通過借鑒同行的經(jīng)驗(yàn)達(dá)到熟練使用輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的目的。

由于輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)行與使用的過程中會(huì)涉及部分國(guó)家機(jī)密，導(dǎo)致很多單位不愿意與第三方機(jī)構(gòu)合作。對(duì)此，與具備資質(zhì)的第三方機(jī)構(gòu)合作，并與其簽署保密協(xié)議，再結(jié)合保障服務(wù)工作的需要，可以在一定程度上緩解當(dāng)前存在的問題。

3 輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)質(zhì)量管理策略

3.1 落實(shí)人才保障

人才是保障技術(shù)發(fā)展與管理工作順利開展的關(guān)鍵性因素。如果沒有人才為各項(xiàng)工作出謀劃策并解決現(xiàn)實(shí)問題，就很難保證輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管理質(zhì)量。因此，針對(duì)當(dāng)前存在的問題，可以通過人才引進(jìn)策略來吸引大量海內(nèi)外的優(yōu)秀人才，同時(shí)也要構(gòu)建內(nèi)部系統(tǒng)，進(jìn)行內(nèi)部培訓(xùn)，使具備相應(yīng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工作人員能夠流動(dòng)起來。通過派遣學(xué)習(xí)和專業(yè)指導(dǎo)，提高工作人員的專業(yè)能力。此外，為呼吁社會(huì)群眾對(duì)此項(xiàng)工作給予支持，保證有足夠的后備人才，國(guó)家也需開展人才培養(yǎng)相關(guān)工作，并加大相應(yīng)的扶持力度。

3.2 強(qiáng)化技術(shù)管理

針對(duì)維護(hù)工作的開展，必須制訂詳細(xì)的計(jì)劃。技術(shù)工作人員只有在維護(hù)管理工作開展的過程中針對(duì)區(qū)域現(xiàn)實(shí)情況制訂相應(yīng)的維護(hù)計(jì)劃，才能保證后續(xù)工作的正常運(yùn)行。因此，技術(shù)人員可以在系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護(hù)工作開展的過程中，將重點(diǎn)聚焦在如何進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)保障以及實(shí)現(xiàn)故障識(shí)別與處理等方面，從而開展綜合設(shè)計(jì)，整合遠(yuǎn)程維護(hù)方案，進(jìn)一步提升質(zhì)量管理工作的有效性[3]。例如，惡劣天氣往往會(huì)給系統(tǒng)帶來直接性的波動(dòng)影響。如果周遭環(huán)境的濕度變化波動(dòng)持續(xù)增大，那么就會(huì)對(duì)儀器本身的功能造成影響，進(jìn)而縮短其使用壽命，最終就會(huì)由于設(shè)備的精度下降而導(dǎo)致誤判。因此，在進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)工作中，要制訂詳細(xì)的計(jì)劃，并綜合分析惡劣天氣所帶來的影響，整合儀器設(shè)備的功能特點(diǎn)以及長(zhǎng)期運(yùn)行維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，有效增強(qiáng)設(shè)備應(yīng)用的效果。

在年度巡檢和備件管理工作開展中，如果想要進(jìn)一步提升輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率并延長(zhǎng)其應(yīng)用壽命，就需要就各項(xiàng)工作的細(xì)節(jié)進(jìn)行有效把控。對(duì)系統(tǒng)的通信設(shè)備、接地設(shè)備、供電設(shè)備、避雷系統(tǒng)等進(jìn)行全面且細(xì)致的檢查，尤其是針對(duì)系統(tǒng)元件以及外界保障等工作，必須要進(jìn)行綜合且精細(xì)的處理，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)問題帶來的影響。此外，為保證設(shè)備應(yīng)用的質(zhì)量，降低故障問題帶來的影響，在備品備件工作開展中，需要對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，做好備品備件的數(shù)量控制，確保發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)更換備品備件。例如，硬件故障主要是機(jī)械驅(qū)動(dòng)部件以及電子電路板的損壞，此類故障發(fā)生時(shí)，一般不能自我修復(fù)，因此更換元件是最直接且最有效的辦法?；诖耍陂_展備品備件控制的工作中，需要按照現(xiàn)實(shí)需求來落實(shí)采購(gòu)工作，保障管理工作開展的有效性。

3.3 第三方的參與

輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的后期運(yùn)行維護(hù)工作難度較大，而且對(duì)專業(yè)人員的數(shù)量有一定要求，當(dāng)前的人才總數(shù)無法滿足后續(xù)發(fā)展的需求。對(duì)此，可以引進(jìn)專業(yè)的第三方機(jī)構(gòu)參與到質(zhì)量管理工作，使技術(shù)人員無須將過多的精力分散到系統(tǒng)的維護(hù)以及服務(wù)上。技術(shù)人員只需關(guān)注數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)的審核以及預(yù)警工作的開展，就能夠滿足日常運(yùn)轉(zhuǎn)的需求，而且也能實(shí)現(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的模塊化分工的精細(xì)化處理，從而保證系統(tǒng)檢測(cè)工作開展的高效性。通過第三方機(jī)構(gòu)的參與，還可以提高輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

要想規(guī)避核輻射所帶來的影響，就需要建立良好的輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以此對(duì)可能發(fā)生的問題進(jìn)行有效控制。因此需要了解輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成部分及其功能，在實(shí)踐的過程中保障工作開展的質(zhì)量，及時(shí)處理存在的問題，從而增強(qiáng)輻射環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)質(zhì)量管理工作開展的效果。