伽瑪測井放射源監(jiān)測系統(tǒng)

1、某油田伽瑪測井放射源監(jiān)測系統(tǒng)1.1前言在當(dāng)今工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，放射源已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于測井、探傷、醫(yī)療、輻照 加工、科學(xué)研究等諸多部門，已經(jīng)成為這些部門和行業(yè)不可或缺的生產(chǎn)手段。與 放射源的廣泛應(yīng)用形成鮮明對比的是，長期以來，放射源的監(jiān)控工作一直處于落 后的人工監(jiān)管狀態(tài)，國內(nèi)各地近期不斷出現(xiàn)放射源丟失或放射物質(zhì)泄漏的新聞報 導(dǎo)。隨著放射源的廣泛使用，對放射源的監(jiān)管日益成為企事業(yè)單位和各級政府部 門勢頭心頭之患，因此加強放射源使用過程中的安全監(jiān)管工作變得日益緊迫。該伽瑪測井公司是一個大型綜合性專業(yè)技術(shù)服務(wù)公司，現(xiàn)有83個裝備精良的 作業(yè)隊伍，可提供陸上和海上裸眼井測井、套管井測井、油井射孔、井壁取心

2、、 資料解釋等技術(shù)服務(wù)。先后為美國CHEVRON、加拿大FRACMASTER等公司 提供了技術(shù)服務(wù)，中標并優(yōu)質(zhì)完成了中國第一口大陸科學(xué)鉆探井測井施工。因測井作業(yè)的需要，常年使用大量放射源（總數(shù)量約260枚），部分放射源活 度極大，且需隨車赴野外工地作業(yè)。目前其放射源日常管理主要以人工方式為主， 程序繁瑣，人員暴露時間長。且該工作責(zé)任巨大，人員心理負擔(dān)較重。本系統(tǒng)針對該測井公司日常施工作業(yè)中對放射源的管理需求，采用在線式輻 射探測、RFID （射頻ID）放射源管理、智能控制終端等先進技術(shù)和設(shè)備，設(shè)計 了整套放射源監(jiān)測管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)放射源的統(tǒng)一 ID編號管理、出入 庫管理、在線式車輛運輸

3、監(jiān)控和異常情況報警等功能。具備數(shù)據(jù)信息實時傳輸， 重要數(shù)據(jù)交叉驗證，監(jiān)控流程嚴密可靠等優(yōu)點，可為勝利測井公司放射源的日常 使用和管理提供一個高效、安全、智能化的解決方案，以降低安全責(zé)任差錯，進 一步提高安全生產(chǎn)水平。1.2測井公司放射源監(jiān)控系統(tǒng)需求分析1.2.1放射源監(jiān)控的必要性放射性測井測井是石油工業(yè)與探礦工業(yè)的一項重要的測井工藝，是在油氣勘 探過程中進行的特殊作業(yè)，同時放射性測井還是帶有一定風(fēng)險性的作業(yè)。放射源 的使用不當(dāng)或丟失會極大的環(huán)境危害和社會恐慌。因此，放射源的使用和儲運過 程除了要求配備合格的防護器材，采取必要的安全措施外，更重要的是對放射源 進行嚴格有效的監(jiān)管與控制，以保障環(huán)境

4、與人身的安全。國家各相關(guān)部門針對放射源的管理頒布了近二十余部法律法規(guī)或規(guī)章制度， 其中中華人民共和國環(huán)境保護法（1989年）、中華人民共和國放射性污染防 治法（2003年）、放射性環(huán)境管理辦法（國家環(huán)境保護局第3號令，1990年）、 放射性同位素與射線裝置安全和防護條例（國務(wù)院令449號）、放射性同位素 與射線裝置安全許可管理辦法（國家環(huán)境保護總局令31號）等法律法規(guī)均嚴格 規(guī)范了放射源的使用及管理全過程，對放射源的銷售、購買、儲運、使用、退役 等均做了嚴格的規(guī)范要求，并明確了監(jiān)管機構(gòu)和責(zé)任部門。企業(yè)作為放射源的直 接使用者，對放射源的監(jiān)管負有最為重要而不可推卸的責(zé)任。1.2.2放射源的使用現(xiàn)

5、狀該測井公司現(xiàn)有放射源庫兩座，同位素配制室一座?，F(xiàn)有密封放射源264枚， 總活度28.8TBq，非密封源年用量370GBq。本系統(tǒng)主要針對密封性放射源的使 用過程進行監(jiān)控。源庫內(nèi)放射源的儲存情況分為兩種情況，一是放射源放入源罐，然后存入源庫地 下的儲存井內(nèi)（見圖1-1）；二是放射源裝在專用運源車上停在源車庫內(nèi)（見圖 1-2）。圖1-1源庫圖源車車庫紹放射源的使用是由施工小隊從源庫領(lǐng)出放射源，裝上源車，開赴工地。施工 小隊一般每隊610人組成，共三部車。其中一臺為放射源運輸車（源車）用源 數(shù)量一般為一個20居里的中子源、一個2居里的伽瑪源和23個刻度器（刻度源）。施工小隊領(lǐng)源和還源（即出入庫）時

6、，在辦理相關(guān)手續(xù)的同時，源庫保管員 使用手持式伽瑪輻射儀來檢查放射源是否在源罐中。入庫時在進入源庫大門時檢 測，出庫時，用源車運輸?shù)脑谠窜噹扉T處檢測，在源庫存放的在源庫門處檢測。 1.2.3監(jiān)控對象根據(jù)測井公司對放射源的使用情況可以歸納本系統(tǒng)需監(jiān)控的放射源對象如 下：密封性放射源總數(shù)：264枚；其中車載放射源對象為：（1）一個中子源（238Pu+Be或24iAm+Be,二者只取其中一個）；（2）一個密度源：i37Cs（3）四個刻度源：單獨的Y源241Am、226Ra （架子）、137Cs源（習(xí)慣性 稱為雙胞胎）和一個中子源24iAm+Be （冰塊）；天然U、Th、K源（可以不監(jiān) 測）。1.2.

7、4監(jiān)控要求監(jiān)測對象按放射源所處的位置可分為源庫監(jiān)測與源車監(jiān)測。對監(jiān)控目標（具體到哪個放射源）的監(jiān)控總體要求是“源在哪里，監(jiān)控就跟 蹤到哪里?！本唧w要求為：（1）對每個源庫，監(jiān)控目標是否在源庫里，其出入庫情況。監(jiān)控信息在源 庫本地顯示，并上傳到控制中心并形成數(shù)據(jù)記錄。（2）對每一輛源車，監(jiān)控目標是否在源車上，源車的出入院大門的情況， 包括源車編號（牌照號）、車上所載放射源信息（源ID號）等。監(jiān)控信息在值班 室本地顯示，并實時上傳到控制中心，形成數(shù)據(jù)記錄。（3）源車外出期間，監(jiān)控目標的異常移動。監(jiān)控信息在車上本地顯示，異 常報警信息及時傳給押運員，并上傳到控制中心，形成報警記錄。（4）在控制中心，

8、可通過計算機實時查詢?nèi)我夥派湓吹拇鎯褪褂们闆r； 查詢源車位置、車載放射源狀況；自動顯示異常報警信息并啟動報警處置程序； 生成放射源使用情況統(tǒng)計報表等。1.3放射源監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)目標1.3.1系統(tǒng)建設(shè)遵循的原則0實時性原則放射源監(jiān)測系統(tǒng)必須做到對放射源的儲存、運輸、異常情況等狀態(tài)進行不間 斷的監(jiān)測，并將監(jiān)測信息實時傳輸全控制中心或值班室。0可靠性原則監(jiān)測系統(tǒng)同時使用在線式輻射探測和放射源RFID （電子標簽）管理兩套監(jiān) 控裝置，可實現(xiàn)放射源有無及放射源身份的雙重識別。同時設(shè)計了重要數(shù)據(jù)的交 叉驗證機制，保證了系統(tǒng)的高可靠性。0 嚴密性原則針對測井公司放射源儲存、運輸、施工等工作的每個操作環(huán)節(jié)，設(shè)

9、計了相匹 配的監(jiān)測手段和智能化裝置，以實現(xiàn)整個監(jiān)測過程的無縫連接，杜絕監(jiān)控漏洞， 提高監(jiān)控過程的嚴密性。0 高效性原則在各個監(jiān)測位置設(shè)計了自動輻射監(jiān)測裝置和總線式（或紅外）數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)， 并安裝智能化控制終端，以實現(xiàn)出入庫、進出院門和車載運輸?shù)淖詣踊僮?，?大大提高放射源管理工作效率。0 安全性原則放射源的管理工作存在一定的危險性。以信息化、自動化的技術(shù)手段實現(xiàn)操 作人員的遠距離自動作業(yè)，盡可能縮短操作人員接觸放射源的時間，是本系統(tǒng)設(shè) 計時遵循的安全性原則。1.3.2建設(shè)目標和內(nèi)容本系統(tǒng)的總體建設(shè)目標是：在勝利測井公司建立統(tǒng)一的放射源基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù) 庫，實現(xiàn)放射源的數(shù)字化管理，完成對放射源存儲

10、、運輸和使用各環(huán)節(jié)的實時監(jiān) 控，構(gòu)建遠程實時的放射源信息管理平臺。主要建設(shè)內(nèi)容包括：n源庫監(jiān)測子系統(tǒng)建設(shè)該子系統(tǒng)主要包括放射源輻射探測裝置、源ID號射頻讀出裝置、源庫智能 控制器、485數(shù)據(jù)總線接口等部分。可實現(xiàn)放射源出入庫過程的自動檢測、自動 信息錄入和查詢等功能。n院門監(jiān)測子系統(tǒng)建設(shè)該子系統(tǒng)主要包括值班室智能控制器、院門紅外數(shù)據(jù)傳輸模塊、無線GPRS 傳輸模塊等部分。可實現(xiàn)源車出入院門時的數(shù)據(jù)自動傳輸、放射源位置信息的查 詢等功能。n源車監(jiān)測子系統(tǒng)建設(shè)該子系統(tǒng)主要包括放射源輻射探測器、放射源ID號讀出器、車載智能控制 器、車載紅外數(shù)據(jù)傳輸模塊、車載無線報警器及車載電源等部分?？蓪崿F(xiàn)對源車

11、上放射源的實時監(jiān)測、源狀態(tài)信息的無線實時傳輸，以及放射源異常移動報警等 功能。n控制中心放射源信息管理系統(tǒng)建設(shè)該子系統(tǒng)為控制中心后臺信息管理系統(tǒng)，主要包括后臺數(shù)據(jù)庫、放射源信息查詢、 源車位置狀態(tài)查詢、異常報警提示，以及放射源使用情況統(tǒng)計報表等功能。2 .系統(tǒng)總體設(shè)計該油田測井公司放射源監(jiān)測系統(tǒng)采用先進的核電子學(xué)和RFID技術(shù)，實現(xiàn)對 測井用放射源的自動化和智能化識別跟蹤和實時定位管理，確保放射源的儲存、 運輸和使用始終處于在線監(jiān)控狀態(tài)下，并提供放射源的出入源庫、上下源車、進 出院門、野外定位以及異常移動報警等的信息記錄和處理功能。2.1系統(tǒng)總體架構(gòu)以監(jiān)測系統(tǒng)所處的位置來劃分，放射源監(jiān)測系統(tǒng)包

12、括源庫監(jiān)測子系統(tǒng)、源車 監(jiān)測子系統(tǒng)、院門監(jiān)測子系統(tǒng)和控制中心信息管理子系統(tǒng)等四部分。源庫監(jiān)測子 系統(tǒng)安裝于每個源庫入口處，可對出入源庫的放射源進行自動檢測和登記；源車 監(jiān)控子系統(tǒng)安裝于每個源車上，可對放置于源車上固定位置的每一個放射源進行 實時監(jiān)測；院門監(jiān)測子系統(tǒng)安裝于院門值班室，可對出入院門的源車及車上放射 源進行自動登記；控制中心信息管理子系統(tǒng)安裝于控制中心計算機，可對整個系 統(tǒng)中源車及放射源的位置、狀態(tài)等信息進行記錄、儲存、查詢和異常報警等操作。放射源的監(jiān)測管理以院門口為界限，在院門口監(jiān)控出入院門口的源車，由 院門監(jiān)測子系統(tǒng)和源車監(jiān)測子系統(tǒng)配合，記錄外出源車所載有的放射源類型和數(shù) 量以及

13、返回源車的放射源類型和數(shù)量。在院門口處記錄的外出放射源的總數(shù)量應(yīng) 等于院外所有源車上放射源的數(shù)量之和；而院門口處記錄的內(nèi)部放射源的總數(shù)量 應(yīng)等于源庫和院內(nèi)所有源車上的放射源的數(shù)量之和。院內(nèi)在源庫門口記錄放射源出入源庫和上下源車的情況，由源庫監(jiān)測子系 統(tǒng)和源車監(jiān)測子系統(tǒng)協(xié)同完成。院外（野外）源車上的放射源上下車情況由源車監(jiān)測子系統(tǒng)實時監(jiān)控，在 開啟異常報警功能時，還能將放射源的異常移動向控制中心和押運員報警。三個子系統(tǒng)的監(jiān)測信息，包括放射源ID編號、放射源基本信息、出入庫情況、上下車情況、進出院門口情況、源車位置、押運員、庫房管理員、車牌號和 作業(yè)時間信息等，均通過網(wǎng)絡(luò)接口或GPRS無線通道發(fā)送

14、到控制中心，并存入控 制中心信息管理數(shù)據(jù)庫中，共后續(xù)查詢和管理使用。其中，源庫和院門口位置固 定，可采用內(nèi)部局域網(wǎng)上傳監(jiān)測信息到值班室，再由值班室通過網(wǎng)絡(luò)向控制中心 發(fā)送數(shù)據(jù)；而源車運輸放射源進行野外作業(yè)，移動范圍大，因此，需通過GPRS 等無線通信業(yè)務(wù)上傳信息到控制中心。本放射源監(jiān)測系統(tǒng)的主要技術(shù)指標如下:監(jiān)測對象：密封型放射源;最大監(jiān)測對象容量：512個;最大監(jiān)測源車數(shù)量：50臺(4)241Am、226Ra、137CS （雙胞胎）;其中車載目標源類型：中子源（238Pu+Be或241Am+Be）、137Cs、源識別方式：輻射強度探測與電子標簽相結(jié)合 監(jiān)測形式：實時在線監(jiān)測 監(jiān)測范圍：源庫院

15、內(nèi)及源車車廂內(nèi) 監(jiān)測記錄保存時間：可保存兩年內(nèi)的監(jiān)測記錄2.1.1放射源的識別和管理過程放射源的位置和狀態(tài)（是否正常）是監(jiān)測的基本要求。針對每一個放射源， 需要列入數(shù)據(jù)庫進行管理的信息包括放射源名稱、出廠日期、活度等基本信息以 及放射源ID號、當(dāng)前位置、進出庫情況、上下車情況、押運員、庫房管理員、 出入院門情況、車牌號、是否有異常移動等。為了全面記錄這些信息，需要采取 三方面措施：其一，為每個放射源制作一個RFID （電子標簽，即射頻識別ID 卡），存儲放射源ID號。將電子標簽貼在放射源的屏蔽箱（或罐）上，放射源（帶 有電子標簽）在上下車、出入庫時，在庫門口和車上的RFID讀出器將讀取電子 標

16、簽信息，并傳遞給源庫和源車監(jiān)測子系統(tǒng)；其二，在源庫監(jiān)測子系統(tǒng)配置放射 源輻射探測器，在放射源出入庫時檢測屏蔽罐中是否有源存在，避免人工開罐檢 測。只有檢測到源輻射存在，并且正確讀出源ID號時，出入庫信息才有效；其 三，在源車的監(jiān)測子系統(tǒng)中，為每一個需儲運的放射源設(shè)置專門的存放架（或存 放箱），放射源輻射探測器安裝于固定位置的存放架（箱）附近。當(dāng)探測器檢測 到輻射存在時，則可認為是對應(yīng)的放射源位于存放架（箱）內(nèi)；相反地，認為是 已下車。此外，在源庫出入口、源車駕駛室和院門值班室均配備能夠進行源信息顯 示和查詢的智能控制終端，工作人員可通過該終端實時了解作業(yè)中的放射源信 息。這當(dāng)中，由于位于源庫出

17、入口的輻射探測器無法確定出入庫的方向，因此， 需要在智能控制終端上輸入出入庫的方向（亦可錄入和查詢庫內(nèi)放射源信息）， 信息由網(wǎng)絡(luò)總線傳到值班室，再由值班室上傳到控制中心。由上述分析，可得第i個放射源上下車與出入庫的識別與信息采集如圖2-2 所示。圖2-2放射源上下車與出入庫的識別與信息采集4由圖2-2可知，當(dāng)放射源出入庫時，源庫監(jiān)測子系統(tǒng)的智能終端要人工錄 入出入情況，如果是放射源出庫，還要錄入出庫后的押運員（或負責(zé)人）等信息; 如果出庫后放射源上車則還要錄入車牌號等信息。這些信息通過院內(nèi)網(wǎng)絡(luò)送到值 班室，再由值班室通過網(wǎng)絡(luò)上傳到信息管理中心，與源車監(jiān)測子系統(tǒng)共享。因此， 源車監(jiān)測子系統(tǒng)中的智

18、能終端無需再錄入所儲運的放射源等信息，而是由控制中 心直接發(fā)送，押運員可實時驗證和查詢。儲運過程中，只要放射源還在車上，輻 射探測器便不停地將源的狀態(tài)信息通過GPRS發(fā)送至控制中心（分設(shè)防和撤防兩 種狀態(tài)），控制中心的數(shù)據(jù)庫負責(zé)記錄每時刻放射源的相關(guān)信息。設(shè)防狀態(tài)表示 車上所有放射源已經(jīng)放置妥當(dāng)，押運員在智能終端上將系統(tǒng)報警功能打開。此時 若探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)輻射量變化，則表明放射源出現(xiàn)異常移動，系統(tǒng)發(fā)出報警信息。 撤防狀態(tài)表示需要取出車上放射源用于測井作業(yè)，押運員在智能終端上將系統(tǒng)報 警功能關(guān)閉。此時雖然系統(tǒng)不向外發(fā)報警信息，但存放架（或存放箱）中放射源 的有無信息依然上傳。當(dāng)源車進出院門口時，院

19、門口通過定向紅外收發(fā)裝置判定源車是進院內(nèi)還是 出院作業(yè)，源車監(jiān)測子系統(tǒng)控制模塊將把車載所有放射源的信息通過安裝在大門 兩側(cè)的紅外數(shù)據(jù)收發(fā)器傳送全值班室，并由值班室上傳到控制中心，以實現(xiàn)源車 出入院門的管理和車上放射源信息的驗證。總之，系統(tǒng)中RFID讀出器負責(zé)讀取放射源電子標簽中的信息，放射源輻射 探測器確定源是否位于屏蔽罐（箱）中，二者信息融合為放射源的識別信息，再 加上出入庫、上下車、出入院門以及放射源出庫時錄入的管理員、車牌號，車輛 GPS定位信息等其它信息，共同組成放射源的管理信息，這些構(gòu)成了本系統(tǒng)數(shù)據(jù) 管理的核心信息。2.1.2系統(tǒng)功能模塊為了實現(xiàn)對放射源實時監(jiān)測的最終目的，放射源監(jiān)測

20、系統(tǒng)需要具有多項功能， 即放射源輻射探測器、RFID識別、單片機控制、GPRS收發(fā)、報警器、網(wǎng)絡(luò)傳 輸、LCD界面顯示、智能終端（包括信息錄入和查詢等功能）、紅外線檢測與數(shù) 傳、數(shù)據(jù)庫管理、GIS系統(tǒng)等?？刂浦行氖窍鄬Κ毩⒌淖酉到y(tǒng)，接收到來自值班室和源車的GPRS數(shù)據(jù)后， 進行GIS系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的管理工作，包括源信息查詢、源車地理位置查詢、源 信息報表、源基礎(chǔ)信息管理以及異常報警處置等。同時，圖2-3顯示單片機控制 模塊和智能終端LCD界面模塊是三個監(jiān)測子系統(tǒng)都具備的功能模塊，負責(zé)信息 本地化預(yù)處理和傳輸控制以及信息顯示、查詢功能。源庫和源車監(jiān)測子系統(tǒng)還都 具備RFID讀出模塊和放射源輻射探測

21、器，其中，RFID讀出模塊由RFID讀出器 組成，用于認別電子標簽中的放射源ID信息；而放射源輻射探測器是系統(tǒng)中核 心的功能模塊，由氣體射線探測器、高壓電源、放大器總線、和計數(shù)控制器等組 成。為了保證野外源車上放射源的安全，避免被盜用或異常移動，源車監(jiān)測子系 統(tǒng)還具有獨有的報警器模塊，能實時地將異常報警信息傳送給押運員和控制中 心。各個子系統(tǒng)及其功能模塊的具體結(jié)構(gòu)參閱第3、4章。2.2數(shù)據(jù)傳輸流程源信息是放射源監(jiān)測系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)，放射源的出入庫、上下車和進出院門等可 作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的重要標志位。按傳到信息管理中心的源信息來源不同，數(shù)據(jù)傳 輸流程可以分為三類，即通過院內(nèi)傳輸?shù)闹蛋嗍以葱畔?、GPR

22、S傳輸?shù)能囕d源信 息以及源車出入院門口時，源車與院門監(jiān)測子系統(tǒng)間通過紅外線數(shù)傳車載源信 息。這些源信息又通過值班室與控制中心間的院外網(wǎng)絡(luò)連接傳送到信息管理子系 統(tǒng)中。如圖2-4所示。-.2-4數(shù)據(jù)流程圖w放射源監(jiān)測系統(tǒng)首次投入使用時，需要通過信息管理子系統(tǒng)的管理功能將所有 放射源信息和人員信息錄入到系統(tǒng)中，系統(tǒng)運行過程中只需根據(jù)放射源的出入 庫、上下車、進出院門、管理員和車牌號等情況，增添相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫記錄，從而 使系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)記錄管理和維護更加方便快捷。表等功能。3 .監(jiān)測子系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)總體設(shè)計，放射源監(jiān)控系統(tǒng)按照監(jiān)控區(qū)域位置和功能的不同，劃分為如下四個子系統(tǒng)：n源庫監(jiān)測子系統(tǒng)n 院門

23、監(jiān)測子系統(tǒng)n源車監(jiān)測子系統(tǒng)n控制中心信息管理子系統(tǒng)3.1源庫監(jiān)測子系統(tǒng)3.1.1設(shè)計要求勝利測井公司共有三個源庫存放放射源，為了達到對所有方式源的監(jiān)控及管 理目的，設(shè)計要求為：對所有被監(jiān)控目標源的出入庫作登記管理;（2）上述登記信息傳輸?shù)皆洪T監(jiān)控子系統(tǒng)。下面以其中一個源庫為例介紹源庫監(jiān)測子系統(tǒng)的設(shè)計方案。3.1.2子系統(tǒng)組成與功能描述（1）子系統(tǒng)組成源庫監(jiān)測子系統(tǒng)包括：射頻電子標簽（RFID）、輻射探測裝置、射頻ID讀出器、 源信息采集單片機、本地智能控制終端、接口電路等。（2）功能描述如圖3-1所示，放射源裝置（屏蔽容器）是指按照測井工作需要或屏蔽需要 而定制的具有一定形狀的裝置，其中內(nèi)置放

24、射源，裝置上貼有微型柔性電子標簽 （RFID）。輻射探測裝置是用來探測源裝置中放射源泄放射線的強度，據(jù)此可以判斷源 是否在裝置中。射頻ID讀出器是用來讀取安裝在源裝置上的電子標簽信息，可識別源的種 類。射頻ID讀出器采用無線方式與電子標簽交換信息，具有讀取距離遠、讀取 速度快、安全可靠等特點。源信息采集單片機是用來采集源裝置的信息，包括源裝置ID號和源是否在 裝置中。此外，源信息采集單片機還要做簡單的信息處理并上傳信息到本地智能 控制終端。本地智能控制終端接收本庫的源出入信息，在其LCD顯示器（帶觸摸輸入 功能）上顯示源裝置的信息，并將結(jié)果數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆洪T值班室。智能控制終端與 控制中心數(shù)據(jù)庫連

25、接，可進行源的出入庫管理、查詢等操作。終端上采用“鑰匙 開關(guān)”開啟裝置電源，同時兼做授權(quán)管理。本地（源庫）智能終端可顯示的信息包括：出入庫情況、源的ID及其種類等信 息。如圖3-2所示。放射源源ID出入摩日期時間s-13700109.08：1514:30中子源U03出庫09.08.160:30Rn-226007出庫09.03：160S 35圖3-2源庫智K遂制終端顯不界面+J3.1.3輻射探測裝置放射源輻射探測裝置用來采集目標源射線強度信息，據(jù)此來判斷放射源是否在 位。射線探測裝置包括：氣體射線探測器、高壓電源、脈沖信號放大與脈沖調(diào)制 電路、直流電源等。如圖3-3所示。 TOC o 1-5 h

26、 z HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 二一二1電子- !高成拒|標繆 .|I!源 W、I源裝置_遂迦置二二_|圖33輻射探測裝置結(jié)構(gòu)M3.1.4射頻電子標簽（1）RFID技術(shù)簡介射頻識別技術(shù)（RFID，Radio Frequency Identification） 是從80年代起走向 成熟的一項自動識別技術(shù)。它利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別目 的并交換數(shù)據(jù)。和傳統(tǒng)的磁卡、IC卡相比，射頻卡最大的優(yōu)點就在于非接觸。 因此，完成識別工作時無需人工干預(yù)，適于實現(xiàn)自動化且不易損壞，可識別高速 運動物體并可同時識別多個射頻卡，操作快捷方便。

27、射頻卡不怕油漬、灰塵污染 等惡劣的環(huán)境，短距離的射頻卡可以在這樣的環(huán)境中替代條碼，例如用在工廠的 流水線上跟蹤物體。長距離的產(chǎn)品多用于交通上，可達幾十米，如自動收費或識 別車輛身份。射頻識別系統(tǒng)包括讀寫器和電子標簽（或稱射頻卡、讀出器等）兩個部分。統(tǒng)稱為電子標簽。遠距離無源標簽讀出器性能指標-發(fā)射功率小，讀出距離穩(wěn)定可靠支持觸發(fā)后識別標簽的功能數(shù)據(jù)過濾、同步和異步等功能標簽數(shù)據(jù)ID匹配、離線工作等功能。產(chǎn)品參數(shù)：工作頻率：902928MHz讀寫ISO18000-6B/6C（EPC GEN2）協(xié)議系列 無源電子標簽。天線內(nèi)置：一體，水平極化天線有效距離：穩(wěn)定讀取距離12米，最遠讀取標簽距離20米

28、?？焖僮R別：能識別速度大于120km/h快速移動的電子標簽。3.2院門監(jiān)測子系統(tǒng)3.2.1要求測井公司的三個源庫和若干車庫在同一個大院里，院門口旁邊有值班室。設(shè) 計要求為：（1）對每輛源車及車上源的出入作登記管理；（2）監(jiān)控目標源在三個源庫的出入庫情況登記管理；（3）上述登記信息以網(wǎng)絡(luò)方式傳輸?shù)娇刂浦行?。下面介紹院門監(jiān)測子系統(tǒng)的設(shè)計方案。32.2組成與功能描述（1）組成院門監(jiān)測子系統(tǒng)包括：紅外線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置、院門監(jiān)控控制器、GPRS模塊、接 口電路。如圖3-5所示。圖3-5院門監(jiān)測子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)u(2)功能描述紅外線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置用于判別源車進出情況并接收源車信息(車號、車上載 源情況等)；院門智能

29、控制終端獲取三個源庫中放射源的出入庫情況、源車出入院門的情 況，并將這些信息通過院外網(wǎng)絡(luò)上傳到控制中心。院門智能控制終端顯示器可顯示的信息包括：源車出入院門的情況，進一步選擇后可查詢車上源的信息。32.3紅外線數(shù)據(jù)傳輸裝置院門紅外線數(shù)據(jù)傳輸裝置安裝于院門兩側(cè)立柱上，包括兩個部分：左側(cè)紅外 線接收頭和右側(cè)紅外線接收頭。平常在沒有車子出入院門時，院門一側(cè)紅外發(fā)射，另一側(cè)接收，此時，沒有車子 出入院門，不起動紅外信息傳輸。一旦源車出入院門，則遮擋了院門兩側(cè)紅外線“對射一接收”。此時，立即啟 動紅外線信息傳輸程序，接收源車編號信息和車上各個放射源的信息。3.3源車監(jiān)測子系統(tǒng)3.3.1設(shè)計要求勝利測井公

30、司運輸放射源的車輛約有30輛。源車進入院子后，可以停在車庫 中；源車可走出院門，開往野外作業(yè)現(xiàn)場。設(shè)計要求為：每輛源車出入院門要作登記管理；源車駛出院門后，控制中心要不間斷地獲取該源車的位置及所載放射 源的信息；源車上的各目標源是否在位，源車上智能控制終端要顯示并實時上傳 此信息；源車上的目標源由于工作需要正常卸車，押運員首先要手動解除設(shè)防 (撤防)，上傳此信息到控制中心。放射源完成作業(yè)裝車后，押運員手動將系統(tǒng)設(shè)置為設(shè)防狀態(tài)。處于設(shè)防狀態(tài)，若源車上的目標源出現(xiàn)異常移動，上傳此信息到控制中心，并通過無線裝置向押運員報警，押運員立即做應(yīng)急處理。下面介紹源車監(jiān)測子系統(tǒng)的設(shè)計方案。3.3.2組成與功能

31、描述（1）組成源車監(jiān)測子系統(tǒng)包括：輻射探測裝置（多組）、電子標簽讀出裝置、紅外線數(shù)據(jù) 傳輸裝置、源車智能控制終端、源裝置信息采集單片機、GPRS模塊等。（2）功能描述輻射探測裝置安裝于源車車廂內(nèi)放射源存放架（或存放箱）附近，用于檢測 放射源是否在指定的位置當(dāng)中。射頻電子標簽讀出器安裝于車廂門框上方，用于在源上下源車時讀取源ID 號；紅外線收發(fā)裝置安裝于車廂外部適當(dāng)高度（與院門紅外裝置高度匹配），用 于傳輸車輛編號及車載源信息；源車智能控制終端安裝于駕駛室押運員座位前，由押運員負責(zé)操作。智能終 端從射線探測裝置和射頻標簽讀出器獲得放射源的情況，在顯示屏上顯示，并將 這些信息通過GPRS上傳到控制

32、中心。押運員可通過終端進行設(shè)防/撤防操作， 并且可查詢異常報警信息。檢測到異常報警（放射源異常移動）時，智能終端可控制無線報警裝置，向 押運員發(fā)出報警信息，押運員察覺隨身攜帶的接收器發(fā)出的聲光信號后可及時趕 回源車進行處置，同時報警信息通過GPRS發(fā)至控制中心。3.3.3源車放射源屏蔽裝置該部分根據(jù)源車車廂及放射源結(jié)構(gòu)另行設(shè)計。4監(jiān)控中心信息管理子系統(tǒng)監(jiān)控中心信息管理子系統(tǒng)是本系統(tǒng)關(guān)鍵性的后臺數(shù)據(jù)庫及管理軟件。其作用 是接收來自院門子系統(tǒng)和源車子系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行記錄、統(tǒng)計和查詢， 并具備放射源基礎(chǔ)信息管理、人員信息管理和報警提示及報警自動處置等功能。41系統(tǒng)概述監(jiān)控中心信息管理子系統(tǒng)

33、以放射源的監(jiān)控為核心業(yè)務(wù)流，同時將監(jiān)控中心的 日常管理工作納入到系統(tǒng)中，采用B/S與C/S結(jié)構(gòu)相結(jié)合的模式進行系統(tǒng)設(shè)計， 充分考慮系統(tǒng)的實用性和擴展性。監(jiān)控中心信息管理系統(tǒng)能夠?qū)Ψ派湓幢O(jiān)控設(shè)備 產(chǎn)生的監(jiān)控數(shù)據(jù)進行接收、保存、管理，便于對放射源相關(guān)信息進行查詢；利用 勝利油田現(xiàn)有的GPS和GIS系統(tǒng)技術(shù)，實現(xiàn)放射源運輸車的快速定位；可以對 放射源異常事件進行快速匯報，監(jiān)控中心指揮并監(jiān)督押運人員處理事件的情況， 實現(xiàn)對放射源的實時監(jiān)控。本系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)流程是，首先由前端的監(jiān)控設(shè)備對放射源進行監(jiān)測，產(chǎn)生 監(jiān)控數(shù)據(jù)；然后監(jiān)控設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞剑瑢⒈O(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，監(jiān) 控中心存儲到數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)放射源出現(xiàn)異常報警的時候，監(jiān)控中心自動將事件的 信息通過手機短信方式或者語音方式通知相關(guān)人