核电站实时监测系统

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核电站实时监测系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种实时监测系统，尤其是涉及一种基于无线通信技术的用于核电站的实时监测、管理辐射水平的监测系统。\n背景技术\n[0002] 目前，核电站控制区的辐射数据、气溶胶数据，以及个人辐射剂量数据的采集、监测、控制等管理过程的实时性不是很完善。而对于核电站这样的对辐射数据高度敏感的工作单位来说，如果能做到各类辐射、气溶胶数据的实时监测管理，则对核电站的安全运行起到很大的作用。而现有技术中还缺乏这种对核电站控制区进行实时监测的监测系统。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的是：提供一种基于无线通信技术的、用于核电站实时监测、管理辐射水平的实时监测系统。\n[0004] 为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：\n[0005] 一种核电站实时监测系统，包括：数据处理服务器，定位服务器，监测信息管理数据库，web服务器，通信平台服务器，无线个人剂量计、辐射剂量探测仪，无线告警灯，无线摄像头，无线语音/视频终端，气溶胶监测仪，无线接入点AP，网络交换机；其中：\n[0006] 数据处理服务器、定位服务器、web服务器、通信平台服务器、无线接入点AP均与网络交换机进行有线连接，通过该网络交换机进行数据交换，组成局域网；\n[0007] 无线个人剂量计、无线辐射剂量探测仪、气溶胶监测仪、无线摄像头、无线报警灯、无线语音/视频终端都与无线接入点无线通信或互相之间无线通信，并通过无线接入点接入所述局域网；\n[0008] 监测信息管理数据库可独立运行于一台服务器上，也可设置在上述某台服务器上(例如数据处理服务器、定位服务器、或web服务器)，当设置在一台独立的服务器上时，该服务器即为监测信息管理数据库服务器，该服务器也与网络交换机有线连接，通过该网络交换机与上述其他设备进行数据交换，组成局域网。\n[0009] 所述的核电站实时监测系统，优选的：\n[0010] 无线个人剂量计用于检测该无线个人剂量计所处的位置附近的辐射剂量，并将检测到的辐射数据实施传输给数据处理服务器。\n[0011] 所述的核电站实时监测系统，优选的：\n[0012] 所述无线个人剂量计包括控制装置、剂量计、运动传感器、蜂鸣器、震动马达、无线通信模块、液晶显示屏；\n[0013] 当核电站被监测人员携带无线个人剂量计和无线告警灯在核电站的核辐射控制区进行作业时，剂量计对周围环境进行实时辐射剂量检测，通过无线通信装置将检测到的辐射数据实时传输给数据处理服务器同时将检测结果发送给控制装置，无线个人剂量计预先设置有辐射阈值，控制装置将接收到的辐射剂量检测值实时与辐射阈值比较，当达到或超过该阈值时，控制蜂鸣器发出声音报警、控制振动马达发出振动报警，同时在显示屏上显示检测到的辐射值以及报警信息；无线个人剂量计还同时向无线告警灯发送告警信号，无线告警灯开始闪烁，发出告警信息。\n[0014] 所述的核电站实时监测系统，优选的：\n[0015] 运动传感器实时将检测到的传感器数据通过无线通信装置传输给数据处理服务器。\n[0016] 所述的核电站实时监测系统，优选的：\n[0017] 被监测人员在核辐射控制区作业时还佩戴有无线语音/视频终端，该无线语音/视频终端与通信平台服务器无线连接，被监测人员通过无线语音/视频终端与后台的防护管理人员实现语音和/或视频通话。\n[0018] 所述的核电站实时监测系统，优选的：\n[0019] 多个辐射剂量探测仪设置在核电站的核辐射控制区的多个位置，辐射剂量探测仪实时检测其周围的辐射强度，将检测到的辐射强度实时发送给数据处理服务器。\n[0020] 所述的核电站实时监测系统，优选的：\n[0021] 多个无线摄像头设置在核电站的核辐射控制区的多个位置，用于实时拍摄周边环境，并将拍摄到的画面信息实时传送给数据处理服务器。\n[0022] 所述的核电站实时监测系统，优选的：\n[0023] 多个气溶胶监测仪设置在核电站的核辐射控制区的多个位置，用于实时检测其附近的气溶胶含量，并将检测到的气溶胶含量数据实时传送给数据处理服务器。\n[0024] 所述的核电站实时监测系统，优选的：\n[0025] 定位服务器和无线个人剂量计、辐射剂量探测仪、气溶胶监测仪、无线摄像头、无线报警灯、无线语音/视频终端构成无线定位子系统，实现对无线个人剂量计、辐射剂量探测仪、气溶胶监测仪、无线摄像头、无线报警灯、无线语音/视频终端的实时定位。\n[0026] 所述的核电站实时监测系统，优选的：\n[0027] 所述的数据处理服务器处理从无线个人剂量计、辐射剂量探测仪、气溶胶监测仪获得的实时监测数据，并与定位服务器配合，得到结合定位信息的实时监测数据。\n[0028] 所述的核电站实时监测系统，优选的：\n[0029] 所述数据处理服务器用于接收并分析实时监测数据，包括：\n[0030] (1)数据处理服务器接收无线个人剂量计传回的运动传感器数据，用检测得到的加速度计数据与预定加速度阈值进行比较，当加速度计数据超过预定阈值而接近自由落体的加速度时，则判断该终端携带人已跌倒，数据处理服务器发出人员跌倒告警；\n[0031] (2)数据处理服务器将由各个被测位置检测得到的辐射强度数据、气溶胶含量数据分别与预定的辐射强度阈值、气溶胶含量阈值进行比较，如果由被测位置检测得到的辐射强度数据、气溶胶含量数据大于或者等于预定的辐射强度阈值、气溶胶含量阈值，则数据处理服务器辐射超标告警和/或气溶胶含量超标告警。\n[0032] (3)所述数据处理服务器用于将监测数据及分析结果存储在监测信息管理数据库中。\n[0033] 所述的核电站实时监测系统，优选的：该监测系统还包括：\n[0034] 物品发放回收终端机，由被监测人员操作，用于向被监测人员发放或回收无线个人剂量计、无线告警灯、无线语音/视频终端。\n[0035] 所述的核电站实时监测系统，优选的：该监测系统还包括：\n[0036] 物品发放回收控制台，由防护管理人员操作：向被监测人员发放或回收无线个人剂量计、无线告警灯、无线语音/视频终端。\n[0037] 所述的核电站实时监测系统，优选的：\n[0038] 所述的监测系统通过所述的物品发放回收终端机或物品发放回收控制台进行可携带无线设备与被监测人员的绑定与解绑。\n[0039] 所述的核电站实时监测系统，优选的：\n[0040] 所述的绑定、解绑是指：将可携带无线设备与使用人的使用时间段关系记录下来。\n[0041] 所述的核电站实时监测系统，优选的：\n[0042] 所述可携带无线设备包括无线个人剂量计、无线告警灯、无线语音/视频终端。\n附图说明\n[0043] 图1为核电站实时监测系统整体结构示意图；\n具体实施方式\n[0044] 本发明核电站实时监测系统可实现获取结合定位信息的各类监测数据；结合定位信息的各类告警信息；控制区内实时区域辐射水平信息显示(类似辐射热图)；控制区内工作的各种监督、监控手段(实时辐射剂量监控、实时定位监控、实时视频监控)；各种告警通知途径(无线个人电子剂量计告警，无线告警灯与无线个人电子剂量计联动告警，防护管理人员干预的无线告警灯告警，防护管理人员发起的语音/视频通话告警等)；历史数据回放；\n辐射监测数据、告警数据的检索、查询、统计功能；通过物品发放、回收子系统将可携带无线设备与被监测人员相关联。\n[0045] 如图1所示，本发明核电站实时监测系统包括：数据处理服务器，定位服务器，监测信息管理数据库，web服务器，通信平台服务器，无线个人剂量计、辐射剂量探测仪，无线告警灯，无线摄像头，无线语音/视频终端，气溶胶监测仪，无线接入点AP(如无线交换机)，网络交换机，物品发放回收终端机(图中未示出)，物品发放回收控制台(图中未示出)。\n[0046] 其中数据处理服务器、定位服务器、web服务器、通信平台服务器、无线接入点AP均与网络交换机进行有线连接，通过该网络交换机进行数据交换，组成局域网。无线个人剂量计、无线辐射剂量探测仪、气溶胶监测仪、无线摄像头、无线报警灯、无线语音/视频终端都包括无线通信模块，无线通信模块通过无线接入点接入上述局域网。监测信息管理数据库可独立运行于一台服务器上，也可安装运行在上述某台服务器上(例如数据处理服务器、定位服务器、或web服务器)，当设置在一台独立的服务器上时，该服务器即为监测信息管理数据库服务器，该服务器也与网络交换机有线连接，通过该网络交换机与上述其他设备(数据处理服务器、定位服务器、web服务器、通信平台服务器、无线接入点AP等)进行数据交换，组成局域网。\n[0047] 物品发放回收终端机，由需要进入核辐射控制区的被监测人员(例如巡检人员)自行操作，用于向被监测人员发放或回收各种可携带无线终端用品：无线个人剂量计、无线告警灯、无线语音/视频终端等。\n[0048] 物品发放回收控制台，由防护管理人员操作，用于处理被监测人员物品发放、回收事务：向被监测人员发放或回收各种可携带无线终端用品，如无线个人剂量计、无线告警灯、无线语音/视频终端等。\n[0049] 无线个人剂量计由控制装置、剂量计、运动传感器、蜂鸣器、震动马达、无线通信模块、液晶显示屏等组成。核电站被监测人员携带无线个人剂量计和无线告警灯在核电站的核辐射控制区内进行作业，剂量计对周围环境进行实时辐射剂量检测，通过无线通信模块将检测到的辐射数据实时传输给数据处理服务器，同时将检测结果发送给控制装置，无线个人剂量计预先设置有辐射阈值，控制装置将接收到的辐射剂量检测值实时与辐射阈值比较，当达到或超过该阈值时，控制蜂鸣器发出声音报警、控制振动马达发出振动报警，同时在显示屏上显示检测到的辐射值以及报警信息。无线个人剂量计还同时向无线告警灯发送告警信号，无线告警灯开始闪烁，发出告警信息。另一方面，无线个人剂量计携带人员在作业时，运动传感器(如加速度传感器)实时将检测到的传感器数据通过无线通信装置传输给数据处理服务器，并由数据处理服务器存储在监测信息管理数据库中。\n[0050] 被监测人员在核辐射控制区作业时还佩戴有无线语音/视频终端，该无线语音/视频终端与通信平台服务器无线连接，被监测人员可通过无线语音/视频终端与后台的防护管理人员实现语音和/或视频通话。\n[0051] 辐射剂量探测仪包括辐射检测器和无线通信装置。多个辐射剂量探测仪设置在核电站的核辐射控制区的多个位置，或由防护管理人员进行例行检查时携带进入核辐射控制区。辐射检测器用于实时检测其周围的辐射强度，通过无线通信模块将检测到的辐射强度实时发送给数据处理服务器，并由数据处理服务器存储在监测信息管理数据库中。\n[0052] 多个无线摄像头设置在核电站的核辐射控制区的多个位置，用于实时拍摄周边环境，并将拍摄到的画面信息实时传送给数据处理服务器。\n[0053] 气溶胶监测仪是可移动式监测仪，由防护管理人员进行例行检查时携带进入核辐射控制区，用于实时检测其附近的气溶胶含量，并将检测到的气溶胶含量数据实时传送给数据处理服务器，并由数据处理服务器存储在监测信息管理数据库中。\n[0054] 定位服务器和无线个人剂量计、辐射剂量探测仪、气溶胶监测仪、无线摄像头、无线报警灯、无线语音/视频终端等无线设备构成无线定位子系统，实现对所述无线设备的实时定位。该定位子系统所采用的技术是基于WIFI的室内定位技术。\n[0055] 所述的数据处理服务器处理从各种无线检测设备(包括无线个人剂量计、辐射剂量探测仪、气溶胶监测仪)获得的实时监测数据(上述数据存储在监测信息管理数据库中)，并与定位服务器配合，得到结合定位信息的各种实时监测数据，也即获得核辐射控制区各个被测位置的辐射强度数据、气溶胶含量数据以及被监测人员个人安全状态等信息。所述数据处理服务器分析各种实时监测数据：1.数据处理服务器分析无线终端(无线个人剂量计)传回的运动传感器数据，用检测得到的加速度计数据与预定加速度阈值进行比较。当检测得到的加速度计数据超过该预定阈值，接近自由落体的加速度时，则判断该终端携带人已跌倒，数据处理服务器发出人员跌倒告警；2.数据处理服务器将由各个被测位置检测得到的辐射强度数据、气溶胶含量数据分别与预定的辐射强度阈值、气溶胶含量阈值进行比较，如果被测位置检测得到的辐射强度数据、气溶胶含量数据大于或者等于预定的辐射强度阈值、气溶胶含量阈值，则数据处理服务器发出辐射超标告警和/或气溶胶含量超标告警信息。这类告警信息包括：惰性气体活度超标告警、惰性气体浓度超标告警、碘活度超标告警、碘浓度超标告警、α累积浓度超标告警、α累积剂量超标告警、氡累积浓度超标告警、氡累积剂量超标告警、α瞬时活度超标告警、α瞬时剂量超标告警、氡瞬时活度超标告警、氡瞬时剂量超标告警、β活度超标告警、β剂量超标告警、γ活度超标告警等。所述数据处理服务器还将分析结果、告警情况的信息存储于监测信息管理数据库中。\n[0056] 所述的web服务器从数据处理服务器得到实时数据，从监测信息管理数据库得到历史数据，负责核电站实时监测系统的显示逻辑，用于用户界面呈现。作为B/S架构的系统，其用来支持用户通过浏览器交互访问所述的核电站实时监测系统。Web服务器提供的用户界面可实时观察到控制区内区域辐射水平信息实时显示(类似辐射热图)，在核电站厂区布置图上以不同的颜色来实时显示不同的辐射水平。辐射水平数据基于布置于现场的所述无线辐射剂量探测仪表的回传信息，或防护管理人员利用所述无线辐射剂量探测仪表、气溶胶监测仪对核电站的核辐射控制区进行例行检查时实时回传的信息，甚至是在现场工作的人员所佩戴的所述无线个人剂量计的回传信息而得到。防护管理人员通过浏览器登录Web服务器，利用以上用户界面，可通过以下各种监督、监控手段对核电站控制区内的工作实施监督、监控：实时辐射剂量监控(各类监测数据可在用户界面上实时显示)、实时定位监控(被监测工作人员可根据其佩戴的无线设备的定位信息实时显示在用户界面上)、实时视频监控(通过布置于现场的所述无线摄像头实施视频监控)。\n[0057] 当防护管理人员发现被监测人员所处区域的辐射水平和/或气溶胶含量超出预定阈值，则防护管理人员向被监测人员发起语音/视频通话告警：防护管理人员利用所述的通信平台服务器，向被监测人员佩戴的无线语音/视频终端发起的语音/视频通话，从而通知佩戴者告警情况。\n[0058] 防护管理人员可利用所述的监测信息管理数据库，在用户界面将持久化的历史数据信息回放展示。例如可回放某工作人员在过去某时间段的运动轨迹及相应的辐射剂量信息。\n[0059] 所述的监测系统支持辐射监测数据、告警数据的检索、查询、统计功能。例如辐射数据按个人、人员所在单位的查询统计；告警数据按天、月、季度查询统计，以及按告警严重程度的查询统计等。\n[0060] 所述的监测系统通过所述的物品发放、回收控制台和物品发放、回收终端机(合称为物品发放、回收子系统)实现可携带无线设备(包括无线个人剂量计、无线告警灯、无线语音/视频终端等)与被监测人员的绑定与解绑，以便于追溯被监测人员的定位轨迹和辐射剂量数据信息。所谓绑定、解绑是指将物品与使用人的使用时间段关系记录下来，并存储在监测信息管理数据库中。例如编号为DM001的无线剂量计在5月19日是发放给被监测人员A使用的；而在5月20日则由另一被监测人员B使用。则该无线剂量计在5月19日所产生的定位信息、剂量信息是属于被监测人员A的，而5月20日所产生的定位信息、剂量信息是属于被监测人员B的。\n[0061] 本发明的核电站实时监测系统，实现了对核电站各类辐射、气溶胶数据的实时监测以及管理，能够实时了解核电站以及核电站人员是否出现异常情况，对核电站的安全运行、人员保护起到了积极的作用。