基于物联网技术的放射源监控管理应用与实践——以昆明市放射源物联网管理系统为例

陶 硕，张 冰，周 洁，李泠潞

(云南省昆明市环境监控中心，云南 昆明 650032)



基于物联网技术的放射源监控管理应用与实践
——以昆明市放射源物联网管理系统为例

陶 硕，张 冰，周 洁，李泠潞

(云南省昆明市环境监控中心，云南 昆明 650032)

摘要：指出了随着物联网技术的不断发展，放射源监管传统的管理模式已不适应发展和管理的需要，必将被取代。分析了物联网技术与放射源监管需求的关系，提出了采用物联网技术提升放射源监管能力这一重要手段，并以昆明市放射源物联网监控管理系统建设成果揭示了放射源监控管理新的管理思路和模式。

关键词：放射源； 物联网； RFID技术； 传感器；管理系统

1环保放射源管理现状

目前，放射源已经广泛应用于工业、农业、医学、资源、环境、军事、科学研究等领域。放射源在给人们带来巨大技术进步与经济效益的同时，其辐射安全与放射性污染等问题也越来越突出。放射源的安全使用和科学监管已成为当前环保工作的难点和重点。但管理现状却不容乐观，潜伏的危机让管理部门不容忽视，因管理不善造成放射源丢失事件让人警钟长鸣，如2014年5月7日南京放射源铱-192丢失事件。2004年全国普查放射源数量既超14万枚，其中至少2000枚废旧放射源下落不明。加之放射源本身无色无味，外形似普通金属物或者铅罐，不易被识别，管理难度大，放射源企业(以下简称涉源企业)传统手工台帐式的管理模式也不适应当前的发展需要，为加强放射源管理，国家先后出台了《中华人民共和国放射性污染防治法》、《放射性物品运输安全许可管理办法》、《民用核安全设备监督管理条例》、《放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法》等放射源管理的法律法规，但制度的落实需要有先进的管理手段和技术进行支撑，放射源监管能力亟待通过先进技术手段来提升，物联网技术则是其中必不可少的重要手段之一。

2物联网是放射源监管的重要手段

物联网是近几年迅速发展并为人们所熟知的概念、物联网技术，顾名思义，物联网是物与物，人与物之间的信息传递与控制技术。物联网的基本特性主要是全面感知、可靠传输、智能控制。其体系架构分为3层，自下而上分别是感知层，网络层和应用层。在物联网感知层应用中有3项关键技术：①传感器技术;②RFID技术;③嵌入式系统技术。这3项技术也是使物联网应用范围不断拓展的关键因素，目前物联网的主要应用领域在于智能物流、智能交通、智能楼宇、智能电网、环境监测等主要方面。笔者所述物联网应用于放射源管理的案例也属于环境监测的应用实践。放射源监管离不开物联网技术这是由放射源本身的辐射安全特性所决定的，监管部门只能通过物联网所具有的感知能力、传输能力及控制能力，才能获取到放射源的具体信息、掌握放射源的实时状况。

3物联网技术与放射源管理需求的契合点

在放射源使用过程中，管理部门最为关注的是3件事情：①放射源必须在环评批准的特定区域内安全使用和存放，未经管理部门批准，不能离开设定区域。②放射源在使用过程中出现异常情况，管理部门必须在第一时间获得报警信息，采取相应的应急预案。③放射源的日常管理是否合乎规范，管理制度是否落到实处。以上3点都是管理部门最为关注的要素。

结合物联网是物与物，人与物之间信息传递与控制的概念，放射源本身也是1种物质，其管理也可以实现物联网化。物联网在放射源管理中的起到的关键作用是感知放射源的存在，并将感知到的信息通过网络发送到监管部门信息平台，以便监管部门更好的采取相应的管理措施和手段。目前物联网技术与放射源监管契合点主要为以下7个方面。

(1)通过GPS-CPS设备与放射源绑定可以实时告知管理部门放射源位置——即获得放射源的位置信息。

(2)通过辐射在线监测设备获取放射性强度——即获取放射源的辐射剂量信息。

(3)管理部门放射源监控平台接收涉源企业放射源的实时位置信息和剂量信息，并通过GIS地理信息平台分析显示，能有效掌控放射源分布情况，以便发生辐射泄露等安全事故时，及时开展应急处理和决策。

(4)通过对放射源标识牌进行二维码标识，移动手持设备扫描后可以获取放射源名称、类型，活度等相关属性信息，便于管理部门现场检查核实情况。

(5)通过RFID电子标签对固定放射源存放点进行标识，企业管理人员可以对放射源开展日常电子巡更，方便涉源企业管理措施的落实。

(6)通过红外或电磁门径传感器可以对放射源的存放和转移情况进行实时监控，出现突发事件，可以短信或电话向监管部门自动报警。

(7)通过视频监控可以对放射源存放源库进行实时视频监控，便于提升安全防护监管能力。

以上技术的实现方法只是物联网技术在放射源监管运用的一些体现，说明了物联网技术可以有效提升放射源监管手段。

4昆明市放射源物联网管理系统

昆明市放射源物联网管理系统作为昆明市数字环保建设的重要组成部分，建设的总体目标是利用先进的物联网技术、计算机网络技术、地理信息技术(GIS)、卫星定位技术(GPS)，建立一个集物联网标签识别、视频监控、GPS跟踪、指纹巡查、智能督查及可视化管理为一体的放射源物联网监控与管理平台。

4.1系统概况

系统建设的目标是围绕放射源位置信息和辐射剂量参数2项基本指标，实现实时监测、实时传输、实时显示与报警。环保部门可以通过监控系统随时掌握该区域放射源的使用和存放状况。该系统是在昆明市数字环保总体框架下进行构建，实现了放射源企业与污染源档案数据的对接,实现了放射源数据与原有系统的交互及共享。

4.2系统组成

该系统遵循物联网体系架构的结构模式，系统结构见图1，实现了感知层、网络层和应用层的3层应用。

感知层：由辐射监测仪、GPS-CPS定位仪、视频摄像头、安防报警设备、RFID标签、巡更管理设备等组成。主要完成对放射源所在场所进行监控、并对过程和状态的信息进行采集工作。

网络层：利用有线、无线网络等多种传输手段，将实时采集的数据传输至监控中心。

应用层：应用层包含企业端、环保端和移动端的功能，从业务管理人员、现场检查人员、企业工作人员的角度对放射源管理业务模式进行梳理和整合，实现了现阶段放射源管理的相关业务逻辑。另外将感知层采集到的信息在GIS地理信息平台上进行展示，方便进行查询分析。

图1系统结构

4.3监测技术

通过GPS-CPS、辐射监测等技术、实现了放射源在GIS地图上的展示(图2)和辐射剂量的监控。

图2　环保端系统

4.4管理模式

通过RFID技术，实现了企业对放射源管理电子巡更的日常管理模式(图3)。

图3　环保端系统

4.5监控手段

通过对android运用的开发，实现了手持移动设备对放射源监控管理的查询，方便现场检查人员对放射源相关信息的核实检查(图4)。

图4　移动端系统

5结语

放射源监管是环保工作的重要组成部份，但监管难度大、监管力度小、监管手段落后,仍是现阶段管理的普遍现状。随着环保管理要求的提高，强化对放射源管理必然是工作重点，物联网可以说是放射源与监管部门连接的桥梁和纽带，物联网技术的发展也必然促进放射源管理能力的提升，放射源管理与物联网技术相结合必将是大势所趋。

参考文献：

[1]刘丽军，邓子云.物联网技术与应用[M].北京：清华大学出版社，2012.

[2]方东.保障辐射环境安全的放射源在线监控管理系统[J].环境监控与管理，2011，3(4)：26～29.

[3]陈峰.深圳市放射源动态监控系统研究[D].衡阳：南华大学，2008.

[4]陈海明，崔莉，谢开斌.物联网体系结构与实现方法的比较研究[J].计算机学报，2013(1).

[5]丁治明，高需.面向物联网海量传感器采样数据管理的数据库集群系统框架[J].计算机学报，2012(6).

[6]倪诗翔.失控放射源搜寻机器人设计与寻源算法研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2015.

收稿日期：2016-04-01

作者简介：陶硕(1978—)，男，工程师，主要从事环境信息软件工程工作。

中图分类号：X84

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2016)10-0230-03