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GPRS系统在人员辐射安全与应急监控系统

GPRS系统在人员辐射安全与应急监控系统
1 概述
    人员辐射安全监测与应急处置需要对众多的人员及污染点进行实时监测,其监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。由于监测点分散,分布范围广,而且大多设置在环境较恶劣的地区,通过电话线传送数据往往事倍功半。通过GPRS无线网络进行数据传输,成为主管部门选择的通信手段之一。辐射污染监测设备可将采集到的污染数据和告警信息通过GPRS网络及时发送到监测主管部门,实现对污染区域的人员安全与应急的及时管理,可以大大提高的工作效率并为主管部门的决策提供支持。
    本系统以人员辐射安全与应急处置监测为核心,立足于现有测量设备、测量能力和数据传输条件下,将各个测量点的放射性测量数据汇总到数据中心,实现对联网测量点的实时监控。通过中心系统软件对各类测量数据进行统计、分析和制表处理,提供对放射性污染与应急处置中的人员安全预警、统计简报、区域分布评价和在线打印等功能。其主要特点如下:
1.1 实施网络化监管,实现管理工作的现代化
    以GPRS无线传输方式,将各测量点的测量数据实时汇总,并通过对各测量点每天的测量数量、测量类别和被测量地区等进行分类统计、多角度分析,实现主管部门对各点放射性污染情况的监控和对各测量单位及人员安全情况的掌控,真正实现监管工作的网络化。
1.2 应用信息化手段,提高统计数据的准确度
    相对于传统的统计测量数据方法,运用计算机网络来统计数据,更具有科学性和可靠性,它按专业的运算方法或统计规范,能准确地保证所统计的数据正确可靠。通过对测量数据以加密的方式和特殊的防伪处理,不但能保证所统计数据的真实性,而且能杜绝测量人员伪造测量数据以及统计失实。
1.3 通过专业化统计,支持监管部门的分析决策
    该监控信息系统通过对各测量点在不同时间的测量数量、辐射强度进行统计和分析,不仅能对人员安全的了解和应急提供真实、全面的数据,而且还为决策提供实时有效的统计分析报告。
    通过该监控网络,对各测量点进行实时监控。既可以迅速汇总测量数据,也可以及时发现问题,实施网上追踪排险,并能根据历史数据进行预警、防患于未然,从而达到及时防范、严格把关,确保人员的健康安全。
1.4 创建人员辐射安全与应急监控中央仓库
    系统通过联网的方式将每个测量点的测量数据汇总、存储到中央数据库中。中央数据库起着中央仓库的作用,保存了主管部门管辖范围内当前的和历史的全部测量数据,形成了某一地区的测量数据库,为该地区的信息化建设提供基础数据。
1.5 支持多种类仪器,实现监控工作的资源共享
    系统通过提供标准数据接口格式和合作定制的方式,对不同功能、用途的各类监测设备及其测量数据,以程序导入或手工录入等形式输入本系统,并自动对数据实现标准化或个性化的完善,从而能最大限度地利用各种监测设备和测量资源,形成信息完整、实时有效的网络监控体系,为决策部门提供真实可靠、及时的统计分析支持。
2 总体结构
    本监控信息系统主要由三部分组成,分别是测量数据采集端(即测量平台)、中央控制端(即中央控制平台)和用户浏览端。
2.1 数据采集端(监测平台)
    使用不同型号的测量仪对人员辐射剂量与环境放射性强度进行测量。各监测仪通过光电传感器收集被测物体中测量数据,经过A/D转换后,测量仪将所获得的数字信号由RS232串口传输到计算机中。计算机按照测量原理与计算公式将测量数据转换成被人员辐射剂量与环境放射性(土壤、水、空气)污染值,并实时输出数据采集过程中的动态图谱。测量后获得的测量数据被保存在本地数据库中或立即通过GPRS无线网的方式上传到中央控制端。对于不能上网的测量点,本系统将提供导出文件的方式上传测量数据,以达到全面联网的目的。
2.2 中央控制端(中央控制平台)
    中心控制端负责对整个宏观局面进行决策和监控。它主要具有收集和存储测量数据并对测量数据进行统计分析的功能。它不但能对环境中放射性进行监控,还能对测量人员辐射剂量与应急处理情况进行监控。
收集和存储数据:中心控制端实时收集数据采集端的数据,按一定规则将数据保存到中央数据库中。中央数据库起着中央仓库的作用,保存了测量端的全部当前和历史的数据。
    统计、分析数据:中央控制端对测量数据进行月报表、年报表、测量部门报表、测量项目报表等的统计分析,并提供统计数据按不同权限提供浏览和打印的功能。通过统计分析,对人员与环境进行安全预警,通过监测走势图来分析某个测量点的人员安全与应急处理状况的可能走势。
2.3 用户浏览端
    各级主管部门按不同的权限对所管辖范围内测量点上传的测量数据进行查询和浏览,并查看和打印相应数据的统计分析报告,及时了解辖区内的安全状况,真正做到心中有“数”(数据)。
3 控制流程图
    本系统是基于分布对象的多层(Multi-Tiers)软件体系架构,提供全面的监控与管理解决方案。系统由B/S和C/S结构有机结合而成,其软件体系架构建立于Microsoft.Net和XML/XSL的技术基础之上。应用模型具有层次化、构件化、标准化的特点。
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4 系统功能模块关系

 


从上图可以看出:GPRS监控系统在功能模块上主要由测量平台、Web Service 和中央控制平台三部分组成。Web service是中央控制平台和测量平台沟通的桥梁。
4.1 监控信息系统
4.1.1  监测结果查询
监测结果查询模块为您提供详细的测量结果查询功能,并有多种详尽的组合条件,确保方便地筛选出您想查看的测量记录。从各个测量点上传的测量数据都能在该模块中查到,并可查看每条记录的详细情况,如监测项目名称、测量值、测量人、时间等。不仅可查看每条记录的详细信息,还可将满足条件的数据导出为Excle格式的文件。
4.1.2 安全预警
根据系统设置的测量数和安全走势图中的最小斜率等条件,综合分析判断某一测量部门、某一人员的情况,对将来一段时间可能的安全走势作出预警。
预警条件分别为:
1、 某时间段实际测量数(记为n),对应该时间段的最小要求测量数(记为Nmin);
2、 某时间段安全走势图的实际斜率(记为k),对应时间段安全走势图的最小要求斜率(记为Kmin);(安全走势图斜率的算法模型请见“走势图”)
安全预警如下:
当 n<Nmin 或k<Kmin任意程式为真时,系统将给出预警,并提供对应时间段的安全走势图。
4.1.3  统计分析
系统中的大多数报表都提供柱形图、饼状图、报表数据三种类型的数据表现形势。能详尽地统计出您希望得到的统计报告,帮助主管人员安全的部门负责人根据现有监测情况做出决策分析。
4.1.4 区域态势
以WebGIS的方式提供实时查看各区域的安全信息,并可通过不同的颜色区分不同区域的情况。
4.1.5 监测点管理
管理测量点的信息,分配测量点ID号和初始密码,提供测量点访问网址,使测量点用户能查看本测量点的测量数据。
5. Web service
  Web service 是介于中央控制平台和测量平台的中间服务组件,用来发送和接收数据。XML Web services为监控系统提供了使用标准协议(如 HTTP、XML、XSD、SOAP 和 WSDL)在松耦合环境中交换消息的能力,使得在不同环境中的数据采集端与中央控制端之间可以生成模块化的应用程序,从而使应用程序可以与多种多样的实现、平台和设备进行交互。
采用Web service提供数据传输组件的好处是:传输数据稳定、可靠、快速。其原理图如下:
 
其数据通行主要分为四个步骤进行:
1、 用(客)户端通过访问目录服务器获取Web Services的列表
2、 通过Web Services的列表发现目标服务(本系统可以跳过以上两步)
3、 用(客)户端若要了解如何与特定的 XML Web services 进行交互,服务端需要提供定义该 XML Web services 支持何种交互操作的服务说明。XML Web services 客户端必须知道如何与 XML Web services 进行交互才可以使用该服务。
4、 为实现通用的通信,XML Web services 使用开放式连网形式进行通信,该格式是任何能够支持最通用的 Web 标准的系统都可以理解的协议。SOAP 是 XML Web services 通信的主要协议。

 

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