袁 龍 蘇 旭﹡

①中國疾病預(yù)防控制中心輻射防護(hù)與核安全醫(yī)學(xué)所應(yīng)急辦公室 北京 100088

核與輻射技術(shù)的廣泛應(yīng)用，特別是核能的快速發(fā)展，對核和輻射突發(fā)事件的衛(wèi)生應(yīng)急工作提出了新的挑戰(zhàn)[1]。核和輻射突發(fā)事件一旦發(fā)生，不僅可能引起人員的輻射損傷，還可能導(dǎo)致社會心理恐慌，甚至影響社會穩(wěn)定和國家安全[2]。為避免減少核事故對工作人員和公眾的危害，最大限度的減少核事故造成的損失，保證現(xiàn)場救援人員和公眾的健康和安全，核事故應(yīng)急現(xiàn)場救援工作顯得非常重要[3-4]。

核和輻射突發(fā)事件發(fā)生后，往往會造成放射性污染物經(jīng)大氣的擴(kuò)散，在短時間內(nèi)對環(huán)境產(chǎn)生影響，進(jìn)而可能污染食品和飲用水，造成對工作人員及公眾的健康影響[5]。根據(jù)我國目前核衛(wèi)生應(yīng)急能力現(xiàn)狀，醫(yī)學(xué)部門應(yīng)對核突發(fā)事件、防控和救治傷害的實際能力和水平還存在薄弱環(huán)節(jié)，對于專業(yè)性強(qiáng)的處置行動，需要有專業(yè)的應(yīng)急處置隊伍，儲備充足的應(yīng)急物資器材，才能保證急時所需[6-7]。按照職責(zé)任務(wù)要求，核輻射損傷救治基地、指定醫(yī)院及應(yīng)急隊伍需要有綜合性的核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺，以滿足核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應(yīng)急工作的開展。

1 核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺系統(tǒng)構(gòu)成

核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測是核應(yīng)急中必不可少的環(huán)節(jié)之一，其作用在于事故發(fā)生前監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)，做好相應(yīng)的應(yīng)急防范；事故發(fā)生后為輻射事故的探查、評價以及事故控制緩解行動和緊急輻射防護(hù)行動的決策提供依據(jù)。

核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺是以先進(jìn)的核應(yīng)急監(jiān)測設(shè)備為基礎(chǔ)，以穩(wěn)定高效的集成通訊方式為手段，以機(jī)動靈活性和實用性高的廂式客車為載體，實現(xiàn)核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急狀態(tài)下的輻射監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸以及分析等應(yīng)急保障功能。平臺由核應(yīng)急監(jiān)測設(shè)備、單兵數(shù)據(jù)圖像傳輸系統(tǒng)、車載通訊設(shè)備、信息展示、綜合監(jiān)測系統(tǒng)、核應(yīng)急去污洗消系統(tǒng)以及廂式客車等構(gòu)成。

核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺與衛(wèi)生部核事故醫(yī)學(xué)應(yīng)急中心互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)匹配，單兵檢測人員通過WIFI、3G無線網(wǎng)絡(luò)或微波通訊等方式，與監(jiān)測平臺進(jìn)行核輻射檢測數(shù)據(jù)、音頻、視頻通訊。監(jiān)測平臺主要通過有線網(wǎng)絡(luò)、3G無線網(wǎng)絡(luò)等連接方式與衛(wèi)生部核事故醫(yī)學(xué)應(yīng)急中心進(jìn)行雙向語音、數(shù)據(jù)及圖像傳輸。在緊急情況下，監(jiān)測平臺通過海事衛(wèi)星通訊方式與衛(wèi)生部核事故醫(yī)學(xué)應(yīng)急中心進(jìn)行核應(yīng)急檢測數(shù)據(jù)、指揮語音以及視頻的雙向?qū)崟r通訊。

2 核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺基本功能

為加強(qiáng)和完善我國衛(wèi)生應(yīng)急體系建設(shè)，很多機(jī)構(gòu)開發(fā)過應(yīng)急指揮平臺，其建設(shè)中普遍存在重視硬件特別是通訊平臺的建設(shè)，而業(yè)務(wù)應(yīng)用和信息系統(tǒng)建設(shè)相對薄弱[8]。應(yīng)急平臺建設(shè)的關(guān)鍵是從業(yè)務(wù)問題入手而不僅是技術(shù)，首先需要對突發(fā)公共衛(wèi)生事件涉及的應(yīng)急業(yè)務(wù)流程與信息資源進(jìn)行梳理，對業(yè)務(wù)功能進(jìn)行深入策劃[9]。根據(jù)衛(wèi)生部門的調(diào)查報告表明，以目前的衛(wèi)生應(yīng)急裝備與儲備，將難以滿足有效應(yīng)對重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件或自然災(zāi)害事件的需要。

核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺重點(diǎn)研究是針對核和輻射突發(fā)事件的偵查、檢測、洗消、防護(hù)、診斷和治療，特別是以高技術(shù)信息化手段快速準(zhǔn)確偵檢，判讀累及的范圍與程度，尤其是所受的照射劑量，以消除事件后果影響的策劃與實施[6]。平臺構(gòu)建為應(yīng)急檢測、數(shù)據(jù)采集、傳輸分析以及現(xiàn)場指揮的移動工作平臺。應(yīng)急監(jiān)測方面實現(xiàn)核和輻射突發(fā)事件時移動監(jiān)測、技術(shù)支撐和指導(dǎo)功能，可實現(xiàn)現(xiàn)場的食品、飲用水和環(huán)境污染導(dǎo)致健康效應(yīng)的檢測和分析，完成復(fù)雜因素的判定工作。信息傳輸方面在核和輻射事故應(yīng)急情況下其利用各種通信手段互相補(bǔ)充、互相結(jié)合構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)，為處理核和輻射突發(fā)事件和應(yīng)急行動提供現(xiàn)場圖像、語音及數(shù)據(jù)等多種信息，保證指揮及決策者掌握現(xiàn)場實時、直觀及準(zhǔn)確的第一手資料。指揮決策方面可作為核和輻射事故現(xiàn)場情況下指揮中心，成為基礎(chǔ)組建現(xiàn)場指揮部，開展現(xiàn)場輻射防護(hù)、采樣及檢測工作，實現(xiàn)現(xiàn)場醫(yī)學(xué)應(yīng)急救治、轉(zhuǎn)運(yùn)及救援的指揮平臺。

2.1 現(xiàn)場應(yīng)急監(jiān)測

應(yīng)急監(jiān)測平臺利用便攜式核應(yīng)急監(jiān)測設(shè)備開展現(xiàn)場監(jiān)測，自動采集、分析并存儲現(xiàn)場核輻射檢測儀器及車載儀器的核輻射檢測數(shù)據(jù)。平臺配備了多種現(xiàn)場核輻射監(jiān)測設(shè)備：①場所輻射監(jiān)測儀，用于核與輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應(yīng)急、事件現(xiàn)場輻射污染測量，使用探測效率較高的大體積探測器，同時采用了NBR專利技術(shù)，可做到人工與天然放射性甄別以及真正的環(huán)境級別的伽瑪測量；②多用途γ/β射線巡測儀，用于核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應(yīng)急中γ/β射線污染測量；③β/γ射線表面污染監(jiān)測儀，用于核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應(yīng)急中人員、物件及衣物放射性表面污染測量，內(nèi)置刻度的54種核素，高探測效率，存儲的數(shù)據(jù)1000組，適合應(yīng)急事故中比較復(fù)雜的環(huán)境測量，配套有活度測量附件，適合做復(fù)雜場所(人體體表)的擦拭樣品測量；④電致冷高純鍺γ核素甄別譜儀，匹配小型特制鉛室，作為車載實驗室譜儀，用于核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應(yīng)急中食品、液體等材料中的γ射線放射性活度測量；⑤中子當(dāng)量儀，用于核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應(yīng)急中檢測環(huán)境中子劑量率(熱中子-快中子)，采用了經(jīng)典慢化形狀慢化球，其方向性好，抗γ射線干擾優(yōu)秀。

2.2 現(xiàn)場應(yīng)急通信

應(yīng)急監(jiān)測平臺通過單兵無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，在無障礙物遮擋情況下，實現(xiàn)可實時采集1～3 km范圍內(nèi)的監(jiān)測小分隊所配放射性檢測儀器數(shù)據(jù)、GPS坐標(biāo)等信息，并實時存儲至車載服務(wù)器專業(yè)數(shù)據(jù)庫內(nèi)，再通過所配套的通訊系統(tǒng)，傳輸至衛(wèi)生部核事故醫(yī)學(xué)應(yīng)急中心。采集數(shù)據(jù)與核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測有關(guān)的專業(yè)數(shù)據(jù)、內(nèi)容和格式，要求可滿足核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測工作的需要。

通過有線網(wǎng)絡(luò)、3G無線網(wǎng)絡(luò)的接入，并配置無線路由器為應(yīng)急監(jiān)測平臺成員提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實現(xiàn)與衛(wèi)生部核事故醫(yī)學(xué)應(yīng)急中心雙向語音、數(shù)據(jù)及音視頻傳輸，必要時可采用海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)測平臺與衛(wèi)生部核事故醫(yī)學(xué)應(yīng)急中心之間的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)、雙向語音傳輸；通過集群車載超短波電臺和集群手持機(jī)實現(xiàn)隊伍成員之間的通訊聯(lián)絡(luò)；通過3G網(wǎng)絡(luò)及無線傳輸裝置，將監(jiān)測平臺、隊伍成員地理位置及氣象參數(shù)信息實時傳輸?shù)叫l(wèi)生部核事故醫(yī)學(xué)應(yīng)急中心。

2.3 現(xiàn)場信息采集、存儲和傳輸

通過單兵無線傳輸系統(tǒng)和頭盔式數(shù)碼攝像機(jī)，實現(xiàn)現(xiàn)場音視頻信息采集、存儲和傳輸。利用車載數(shù)碼攝像機(jī)采集視頻、音頻信號并存儲。通過單兵無線圖像傳輸系統(tǒng)將現(xiàn)場采集的音頻、視頻信號傳送至車載音視頻處理平臺，再通過車載圖像數(shù)據(jù)服務(wù)器將現(xiàn)場實時圖像傳輸?shù)叫l(wèi)生部核事故醫(yī)學(xué)應(yīng)急中心(如圖1所示)。

圖1 核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺通信傳輸示意圖

(1)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)流程?，F(xiàn)場的監(jiān)測數(shù)據(jù)能自動存儲至車載服務(wù)器，包括核輻射儀器監(jiān)測數(shù)據(jù)、GPS坐標(biāo)、氣象參數(shù)、行車軌跡、單兵系統(tǒng)的音頻及視頻數(shù)據(jù)等。

(2)現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)流程。對于車內(nèi)攝像機(jī)信號、車外攝像機(jī)信號及單兵系統(tǒng)視頻信號，能實時傳輸至車載視頻服務(wù)器并進(jìn)行儲存，供日后調(diào)用查看。車內(nèi)需配有大尺寸液晶電視和實驗室顯示器，用來顯示視頻信號或監(jiān)測數(shù)據(jù)，并隨時自由切換顯示內(nèi)容。

(3)現(xiàn)場語音數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)流程。通過車載擴(kuò)音器，可向車外環(huán)境發(fā)送指揮語音；應(yīng)急小隊可通過車載無線電電臺，快速及時的與指揮中心聯(lián)絡(luò)，接受指揮中心指令或反饋現(xiàn)場情況；應(yīng)急小隊成員之間可通過單兵系統(tǒng)互相交流，同時可與指揮車進(jìn)行雙向語音交流。音頻、視頻傳輸編碼，需采用穩(wěn)定成熟的編碼技術(shù)，便于接收，進(jìn)行音視頻本地的解碼、歸檔、存儲以及日后的查閱。

2.4 現(xiàn)場辦公功能

提供應(yīng)急監(jiān)測平臺成員基本實驗及辦公條件，實現(xiàn)傳真、打印、掃描以及復(fù)印等功能。

2.5 核應(yīng)急去污洗消功能

輻射事故發(fā)生后應(yīng)急人員應(yīng)及時到達(dá)現(xiàn)場并展開必要行動，最大程度消除放射性污染，保護(hù)公眾和環(huán)境安全[10]。在重大核事故發(fā)生后去污洗消設(shè)備可對人員、物品進(jìn)行全方位安全洗消，同時帶有污水回收裝置，防止放射性廢水二次污染。應(yīng)能夠快速完整展開、撤收等操作，包含全面完整的核輻射洗消清潔流程，各配套設(shè)施齊全。針對衛(wèi)生核應(yīng)急突發(fā)事故，配備人員、物品放射性安全洗消系統(tǒng)，保障現(xiàn)場核應(yīng)急檢測人員的生命安全，同時防止污染物流入檢測區(qū)。

3 核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測分析系統(tǒng)

重特大突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)通常面臨極端環(huán)境、資源緊張、信息匱乏、高度時效、心理壓力以及利益沖突等非常態(tài)的特殊問題，其現(xiàn)場實時信息紛繁復(fù)雜且高度動態(tài)變化，政府部門之間、社會民眾之間、政府與受災(zāi)者等高度融合、相互關(guān)聯(lián)[11]。應(yīng)急指令往往導(dǎo)致連鎖變化，因此核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應(yīng)急需要高度的時效性、全面性、動態(tài)性和交互性的應(yīng)急監(jiān)測分析系統(tǒng)[12]。

3.1 綜合監(jiān)測分析系統(tǒng)

核和輻射突發(fā)事件具有難以預(yù)料、事發(fā)突然，波及面廣、后果嚴(yán)重，恐核心理、社會效應(yīng)，應(yīng)急困難、投入巨大等特點(diǎn)[13]。全面獲取、分析及處理核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急工作中所需要的現(xiàn)場核輻射檢測數(shù)據(jù)就顯得尤為重要，系統(tǒng)包括即時核應(yīng)急數(shù)據(jù)和歷史核應(yīng)急數(shù)據(jù)，同時可以實時接收衛(wèi)生部核事故醫(yī)學(xué)應(yīng)急中心的命令，并向單兵檢測人員發(fā)送指揮命令。

應(yīng)急監(jiān)測平臺能自動識別系統(tǒng)連接的核和輻射專用監(jiān)測設(shè)備型號，自動設(shè)置通訊接口協(xié)議。實時監(jiān)控設(shè)備工作狀態(tài)，若設(shè)備出現(xiàn)故障或通訊異常，要求給出醒目的提示反饋。自動采集衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺上的核輻射檢測儀器數(shù)據(jù)，以及單兵系統(tǒng)中所集成的便攜式核應(yīng)急檢測設(shè)備數(shù)據(jù)，實現(xiàn)現(xiàn)有便攜式核應(yīng)急監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸，對于過于老舊或無數(shù)據(jù)接口的儀器，可使用手動輸入的方式，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；將采集到的核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急檢測數(shù)據(jù)，自動保存到車載服務(wù)器專用的核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急數(shù)據(jù)庫內(nèi)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，以保證數(shù)據(jù)的長期安全、穩(wěn)定和可靠；分析處理采集到的核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急檢測數(shù)據(jù)，并將結(jié)果提交給車載信息展示系統(tǒng)，供現(xiàn)場監(jiān)測人員查閱。同時，通過平臺所配備的有線網(wǎng)絡(luò)、3G無線網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星數(shù)據(jù)通道，將現(xiàn)場最新數(shù)據(jù)實時傳輸回衛(wèi)生部核事故醫(yī)學(xué)應(yīng)急中心。

核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺提供現(xiàn)場的實時核輻射檢測數(shù)據(jù)展示功能，包括劑量率隨時間變化曲線圖，車輛或單兵移動路徑上的放射性數(shù)據(jù)監(jiān)控，單兵數(shù)據(jù)回放，環(huán)境放射性水平綜合評估，人員洗消檔案管理等多種核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急檢測專項數(shù)據(jù)報告。提供核輻射突發(fā)事件信息與監(jiān)測數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)功能，配合監(jiān)測數(shù)據(jù)對事件進(jìn)行綜合分析；需要針對重大的核應(yīng)急監(jiān)測歷史事件，提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)索引。提供按照時間、設(shè)備及監(jiān)測數(shù)據(jù)類型等條件對核輻射歷史數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計分析功能；系統(tǒng)參數(shù)配置功能，包含對設(shè)備參數(shù)配置，系統(tǒng)維護(hù)配置，使用者權(quán)限設(shè)置等。

3.2 放射性污染監(jiān)控系統(tǒng)

該應(yīng)急監(jiān)測平臺與洗消設(shè)備一體化設(shè)計，且高集成度，專門負(fù)責(zé)跟蹤監(jiān)控洗消帳篷內(nèi)部，洗消人員或物品的放射性污染程度，同時使用電子病歷登記，具備快速查詢、統(tǒng)計分析、海量存儲、信息安全以及數(shù)據(jù)共享等優(yōu)勢，數(shù)據(jù)實時傳輸回衛(wèi)生應(yīng)急指揮車內(nèi)?？稍O(shè)定現(xiàn)場報警閾值及時反饋報警信息；可在現(xiàn)場或衛(wèi)生核應(yīng)急指揮車上查看實時監(jiān)測數(shù)據(jù)；可對洗消人員的各個部位、洗消物品的各個位置進(jìn)行詳細(xì)監(jiān)測；同時與衛(wèi)生核應(yīng)急指揮車的通訊連接安全可靠，保密性強(qiáng)，配套設(shè)施堅固耐用(如圖2所示)[14]。

圖2 核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺拓?fù)鋱D

3.3 信息展示系統(tǒng)

應(yīng)急監(jiān)測平臺利用車載大屏幕電視，顯示車載儀器核輻射檢測數(shù)據(jù)，GIS電子地圖信息，單兵系統(tǒng)視頻圖像，單兵系統(tǒng)核輻射檢測數(shù)據(jù)，行車軌跡，氣象參數(shù)等信息。車載實驗室顯示器顯示核輻射檢測數(shù)據(jù)處理結(jié)果，數(shù)據(jù)報表內(nèi)容等分項信息，并可以隨時切換到車載大屏幕顯示器。車載辦公系統(tǒng)打印、復(fù)印及傳真檢測數(shù)據(jù)。

結(jié)合國內(nèi)主流GIS軟件、電子地圖和衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺提供的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行地圖關(guān)聯(lián)分析，需要具備的功能為：①地圖基本操作，放大、縮小、自由縮放、打印、距離量算及面積量算等；②核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺及核應(yīng)急單兵檢測小分隊GPS查詢定位，查看核應(yīng)急單兵檢測小分隊核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺攜帶核輻射檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)，可查閱單兵核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺視頻記錄；③歷史軌跡回放，選擇車輛和單兵，可以查詢特定移動監(jiān)測點(diǎn)(車)在一段時間內(nèi)的歷史行徑軌跡，并綁定該時段內(nèi)，核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急檢測數(shù)據(jù)；④核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急數(shù)據(jù)按照其值的不同范圍以不同的顏色在地圖上矢量標(biāo)識分析；⑤提供歷史數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計分析，可查詢數(shù)據(jù)生成報表、曲線圖及柱狀圖等。

4 結(jié)論

目前，我國正處于核電發(fā)展的敏感時期，核電廠建設(shè)前的選址已從濱海擴(kuò)展至內(nèi)陸地區(qū)，部分內(nèi)陸地區(qū)的前期選址工作已相繼展開[15]。然而，核輻射是一把“雙刃劍”，核與輻射在造福人類的同時核輻射突發(fā)事件時有發(fā)生，尤其是2011年日本福島核電站事故再次表明，核電站并非絕對安全。因此，需要構(gòu)建一個反應(yīng)迅速、處置科學(xué)的核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺，以應(yīng)對核和輻射事件，保障工作人員及公眾安全。

核和輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測平臺設(shè)備以及技術(shù)充分利用移動通信技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GPS定位系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)等完成衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測。系統(tǒng)集成科學(xué)的信息處理技術(shù)和現(xiàn)代化的管理手段實現(xiàn)對核和輻射公共衛(wèi)生事件相關(guān)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、存儲管理、監(jiān)測預(yù)警、通信保障以及信息發(fā)布等功能，實現(xiàn)事故應(yīng)急信息處理。同時，平臺將現(xiàn)有的核輻射監(jiān)測儀表綜合利用起來，一改以往單獨(dú)檢測、單獨(dú)記錄的方式，改造為集約化管理數(shù)據(jù)的先進(jìn)平臺，對現(xiàn)有的檢測儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集集成，并預(yù)留與現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)對接的數(shù)據(jù)接口，使待建系統(tǒng)與現(xiàn)有系統(tǒng)良好融合和數(shù)據(jù)共享，提升了核和輻射突發(fā)事件衛(wèi)生應(yīng)急處置能力。

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