交通要道通行车辆放射性物质监测系统的制作方法

本发明涉及核辐射安全控制技术领域，尤其涉及一种交通要道通行车辆放射性物质监测系统。

背景技术：

我国是核技术利用大国，上万家各行业单位拥有十几万枚放射源。放射源运输是工业、农业、医疗、科研、军事等领域核能和核技术应用中的一项必然活动。放射源运输方式以航空、公路和铁路为主。根据国际核运输研究院的统计数据显示，近年来全世界放射性物质运输货包数量每年估计为2000万件，公路运输的放射性物质占货物总量的0.3％。放射源运输安全的重要性正逐渐得到国际原子能机构(internationalatomicenergyagency,iaea)和世界上各有核国家的关注和重视，并开展了相关的研究和管理工作。

近年来，如南京市探伤放射源丢失等放射源丢失事件和金属熔炼企业放射性污染事件等辐射事故频发，不仅对环境造成了污染，更是对人民群众的生命安全造成了严重威胁。为防范核材料的非法运输，防止恐怖分子非法活动，同时加强在放射源丢失等事故中的应急响应能力，保障国家安定和人民群众安全，应加强放射源运输过程中的监控。

专利文献cn103150873a《一种车载放射源实时在线监控系统》中，贝谷科技股份有限公司的范美仁、王仁波提出了一种车载放射源在线监控系统。其主要特征在于：采用射频电子标签、车载智能控制终端、无线数据传输、gps定位和后台gis数据管理平台等技术，可对放射源运输的全部环节和整个过程进行在线的实时监控，对运输过程中出现的放射源异常情况可及时发出报警信息。该系统可用于石油勘探、环保监管、医疗卫生、计量刻度等部门或行业运输放射源的专用车辆中。

专利文献cn102681472a《一种移动放射源监控方法及远程监管信息系统》中，东南大学的周杏鹏、徐凯等人提出了一种移动放射源监控方法及远程监管信息系统。其主要特征在于：为每个移动放射源配置刚性固定连接的放射源剂量感知与监测模块、gps定位终端模块、gprs数据传输模块等；并设置远程辐射源监控管理信息平台或移动放射源监控管理系统。该方案可实时获取各移动放射源剂量强度和地理位置信息；实时监控移动放射源的移动路线，对移动放射源进行远程实时在线监控与管理，以最大限度降低移动放射源丢失、泄漏和违规操作、使用的风险。

专利文献cn203338516u《放射源收贮车辆在线监测和实时跟踪系统》中，浙江省辐射环境监测站的何俊、肖军等人提出了一种放射源收贮车辆在线监测和实时跟踪系统。其主要特征在于：在收贮车辆上安装辐射探测器、摄像头、gps模块、无线通信模块等设备，对于意外的辐射事故，提供包括辐射数据、录像、报警短信在内的实时监测和全程跟踪的可追溯信息。

上述文献均是针对已知载有放射性物质的具体车辆而采取的车载监测方案，而并不适用于针对不特定车辆并且不知道车辆是否载有放射性物质的监测。

为此，根据高速公路收费口放射源运输车辆监测的应用需求，设计一种高效稳定的交通要道车辆放射性自动监测识别系统是十分必要的。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种交通要道通行车辆放射性物质监测系统，实现监测通过交通要道收费口车辆是否携带放射性物质，并识别放射性核素种类，禁止运输超标放射性物质，防止恐怖分子的非法活动，进而保证放射源运输安全。

根据本发明的交通要道通行车辆放射性物质监测系统，其特征在于，包括：一组或多组放射性物质监测子系统，每组子系统对应一条通行车道，每组子系统包括：辐射谱仪监测装置，用于监测辐射剂量率并识别核素种类；图像采集装置，用于采集载有放射性物质的车辆的照片或视频。

在根据本发明的一个实施例中，每组子系统还包括：红外感应装置，用于感应车辆以启动图像采集装置。

在根据本发明的一个实施例中，辐射谱仪监测装置包括分别放置于对应车道两侧的两个谱仪。

在根据本发明的一个实施例中，相邻车道的相邻谱仪之间设置有铅屏蔽。

在根据本发明的一个实施例中，辐射谱仪监测装置的探测器晶体是csi(na)、csi(tl)、bgo、pbwo4、bso、labr3(ce)、lacl中的一种。

在根据本发明的一个实施例中，系统还包括数据处理系统，用于对子系统监测到的辐射剂量率、识别的核素种类、采集的车辆图像进行数据存储和/或处理。

在根据本发明的一个实施例中，系统还包括报警装置，用于至少一个辐射谱仪监测装置监测到超标辐射剂量率时报警。

在根据本发明的一个实施例中，当一个辐射谱仪监测装置监测到超标辐射剂量率时，确定辐射谱仪监测装置所对应的子系统所对应的车道内的车辆载有放射性物质。

在根据本发明的一个实施例中，当一个辐射谱仪监测装置监测到超标辐射剂量率时，启动辐射谱仪监测装置所对应的子系统的红外感应装置。

与现有技术相比，根据本发明的技术方案使用γ谱仪监测系统、红外感应系统、视频采集系统、数据采集、分析和传输系统进行多系统技术集成开发整合，开发出一套可对某一交通要道全部进出口处车辆放射性监测的完整系统，可以实现对通行携带放射性物质材料的车辆进行精确定位、放射性信息识别、拍照和报警。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的交通要道通行车辆放射性物质监测系统的框图；

图2是根据本发明实施例的高速公路放射源运输车辆自动监测识别系统结构图；

图3是根据本发明实施例的自动监测识别系统流程图。

在这些附图中，使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。

在以下描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的实施例或示例可以包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度，但并非每个实施例或示例都必然包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度。另外，重复使用短语“在一个实施例中”虽然有可能是指代相同实施例，但并非必然指代相同实施例。

为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。

参照图1描述根据本发明实施例的交通要道通行车辆放射性物质监测系统100。

系统100包括一组或多组放射性物质监测子系统110，图中示出三组。每组子系统110对应一条通行车道，每组子系统110包括辐射谱仪监测装置112和图像采集装置114。辐射谱仪监测装置112用于监测辐射剂量率并识别核素种类。图像采集装置114用于采集载有放射性物质的车辆的照片或视频。

因为车辆通行是随机事件，并不需要持续不断的采集车辆图像，每组子系统110还可以包括红外感应装置，用于感应车辆以启动图像采集装置114。当某个辐射谱仪监测装置112监测到超标辐射剂量率时，启动该辐射谱仪监测装置112所对应的子系统110的红外感应装置进而采集疑似危险车辆的图像。

系统100通常包括数据处理系统，用于对子系统110监测到的辐射剂量率、识别的核素种类、采集的车辆图像进行数据存储和/或处理。

系统100一般包括报警装置，用于至少一个辐射谱仪监测装置112监测到超标辐射剂量率时报警。

为了增强辐射监测的准确度，辐射谱仪监测装置112可以包括分别放置于对应车道两侧的两个谱仪。为了避免干扰，相邻车道的相邻谱仪之间设置有铅屏蔽。

辐射谱仪监测装置112中的探测器晶体可以是csi(na)、csi(tl)、bgo、pbwo4、bso、labr3(ce)、lacl等等。

当某个辐射谱仪监测装置112监测到超标辐射剂量率时，确定该辐射谱仪监测装置112所对应的子系统110所对应的车道内的车辆载有放射性物质。

图2示出根据本发明实施例的交通要道车辆放射性自动监测识别系统，安装于高速公路收费口，自动监测车辆中是否携带放射性物质，并识别核素种类。该系统主要由γ谱仪监测系统、红外感应系统、数据采集分析系统、视频采集系统组成，该系统旨在完成对通行携带放射性物质材料的车辆进行精确定位、放射性信息识别、拍照和报警。图中1、11、12、23为高速公路收费口，2、10、13、22为视频采集装置，3、9、14、21为红外感应装置，4、8、16、20为γ谱仪系统，15为数据采集分析系统，5、7、17、19为待通过收费口的车辆，6、18为放射性物质。

图3详细示出自动监测识别系统流程图。下面以举例方式描述一个示例性流程：

(1)载有放射源的车辆通过4号γ谱仪系统收费口时，红外感应系统感应到车辆通过，启动视频采集装置，开始采集车辆视频信息，并将视频信息发送至数据采集分析系统。

(2)1、2、3、4号γ谱仪系统中1、2、3、4、5、6、7、8号晶体分别探测到γ谱；γ谱仪系统将采集的γ谱发送至数据采集分析系统。

(3)数据采集分析系统进行相关数据分析：实时获取计算1～8号数字化能谱仪总计数率。如果1～8号数字化能谱仪总计数率无明显变化，可以确定此时通过的车辆没有载有放射源。1～8号数字化能谱仪其中1个或1个以上谱仪总计数率发生明显变化，自动选择总计数率最高的前两个。如果2和3号数字化能谱仪总计数率为最高两个，即可确定4号γ谱仪系统通道上有载放射源车辆。

(4)2和3号数字化能谱仪自动对谱文件进行分析，获取放射性核素信息。

(5)确定载放射源车辆后，数据采集分析系统调取通过车辆视频信息，发回指挥中心。

γ谱仪监测系统(多道谱仪系统)能够实时连续监测γ辐射剂量率并识别核素种类。γ谱仪监测系统探测器晶体可以是csi(na)、csi(tl)、bgo、pbwo4、bso、labr3(ce)、lacl中的一种。γ谱仪探测部件灵敏度高，实现了宽量程、核素化、在线实时快速监测。

采用多道谱仪数据采集分析软件，对于移动车辆实时监测。当装载有放射性物质的车辆向收费岗亭靠近时，多道谱仪能及时的监测放射性物质的位置、核素类别等信息。

每个安全岛安装一套γ谱仪监测系统，γ谱仪监测系统由两套探测部件组成，左右布置，中间添加铅屏蔽，此设计可判断放射性来源方向，γ谱仪可开展剂量率和核素识别。

当γ辐射剂量率监测值明显高于本底值时，识别放射性核素种类，启动报警。同时视频采集系统启动，采集车辆信息。数据采集系统用于γ辐射剂量率、放射性核素、视频监控等信息的采集、分析与存储。

对放射性物质运输车辆定位采用了辐射信息和红外信息的双重技术，通过多个安全岛γ谱仪监测系统可确定载有放射性物质车辆所在通道；通过γ谱仪计数率的变化和红外感应系统可判断定位该通道载有放射性物质的车辆。结合视频采集系统可记录车辆视频信息，联动报警系统可告知监管机构，数据传输系统可将全部信息实时传输到数据中心供上层应急决策。

本发明还开发了动态刻度技术，实现对高速移动车辆的监测。具体实现如下：

分别针对放射源处于静止状态和启动时多道谱仪计数情况进行计算；同一放射源以不同速度经过同一地点时，多道谱仪计数情况进行计算。

动态刻度主要性能变化：汽车启动和停止读数有突变；同一地点，不同速度计数变化。

动态和静态对监测的区别：速度对仪器计数的影响；速度变化计数情况的变化。

根据以上试验结果，刻度仪器响应刻度系数。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。