全國輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)運行維護方案探討

章昕欲 馬永福 梁梅燕 王 侃 倪士英

(環(huán)境保護部輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中心/國家環(huán)境保護輻射環(huán)境監(jiān)測重點實驗室/浙江省輻射環(huán)境安全監(jiān)測重點實驗室，浙江杭州 310012)

1 引 言

“十一五”期間，國家利用中央財政污染物減排專項資金，在全國范圍內(nèi)建設(shè)了100個大氣輻射環(huán)境自動監(jiān)測站以及相關(guān)的數(shù)據(jù)匯總中心，其與“十五”期間建成并已運行的36個大氣輻射環(huán)境自動監(jiān)測站一起初步形成了我國的大氣輻射環(huán)境自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)［1］。

“十二五”期間，國家進一步建設(shè)和完善大氣輻射環(huán)境自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。為加強東北邊境及其周邊地區(qū)的核與輻射應(yīng)急預(yù)警監(jiān)測能力和針對日本地震核事故核泄漏輻射環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測能力，在東北三省和山東威海地區(qū)在建15個輻射環(huán)境自動監(jiān)測站［2］;為加強我國運行核電廠周邊地區(qū)輻射環(huán)境預(yù)警監(jiān)測能力，在浙江、江蘇和廣東的秦山、田灣和大亞灣3大核電基地周邊地區(qū)在建10個輻射環(huán)境自動監(jiān)測站［3］。另外，根據(jù)環(huán)境保護部“十二五”全國輻射環(huán)境監(jiān)測體系建設(shè)工作方案，我國擬在“十二五”期間投資新建400個輻射環(huán)境自動監(jiān)測站［4］。如何高效地運行和維護好現(xiàn)有全國大氣輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)，同時為將來項目建設(shè)積累經(jīng)驗和做好技術(shù)儲備，已成為迫切需要解決的問題。

2 全國輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)組成、功能和特點

全國輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)是以在線自動探測器為核心，運用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、自動測量技術(shù)、自動控制技術(shù)、實時傳輸和通訊技術(shù)等技術(shù)高度集成的綜合性在線自動監(jiān)測系統(tǒng)?？梢赃_到實時連續(xù)監(jiān)測和遠程監(jiān)控，達到實時掌握現(xiàn)場輻射環(huán)境狀況，預(yù)測預(yù)警重大核與輻射事件等目的。

我國的輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)由四部分組成。分別為現(xiàn)場輻射環(huán)境自動監(jiān)測站、省級數(shù)據(jù)匯總中心、全國數(shù)據(jù)匯總中心和全國數(shù)據(jù)備份中心。其中，現(xiàn)場輻射環(huán)境自動監(jiān)測站主要由高氣壓電離室等γ(伽馬)輻射探測器、NaI(碘化鈉)γ能譜儀、氣溶膠采樣器、碘采樣器、干濕沉降物采樣器、降雨感應(yīng)、自動氣象儀、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸和通訊系統(tǒng)、避雷系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)等多種儀器設(shè)備和系統(tǒng)組成，其主要布設(shè)在我國各省會城市、重點核與輻射設(shè)施所在地、敏感邊界、重要口岸和環(huán)保重點城市。開展的主要監(jiān)測工作包括連續(xù)γ輻射劑量率測量，連續(xù)氣象參數(shù)測量，氣溶膠、干濕沉降物、空氣中碘等樣品采集、測量和分析。省級數(shù)據(jù)匯總中心主要由網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸加密設(shè)備、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、備份系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信息安全設(shè)備、信息展示平臺、數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)和機房配套設(shè)施等組成，其主要布設(shè)在全國31個省級輻射環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)，可通過有線和無線等通訊網(wǎng)絡(luò)，對轄區(qū)內(nèi)輻射環(huán)境自動監(jiān)測站的儀器設(shè)備進行查詢和控制，并可以對其監(jiān)測數(shù)據(jù)進行匯總、存儲、統(tǒng)計、分析和展示等。全國數(shù)據(jù)匯總中心主要由網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸加密設(shè)備、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、備份系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)信息安全設(shè)備、信息展示平臺、數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)和機房配套設(shè)施組成。其布設(shè)在環(huán)境保護部輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中心。其可以通過有線和無線等通訊網(wǎng)絡(luò)，匯總收集全國輻射環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中各輻射環(huán)境自動監(jiān)測站的監(jiān)測數(shù)據(jù)及運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)存儲、分析預(yù)警，并通過圖形和表格的方式對數(shù)據(jù)進行全面的展示，并可通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，使管理部門可以隨時查詢監(jiān)測結(jié)構(gòu)，即時了解輻射環(huán)境質(zhì)量狀況、變化趨勢。全國數(shù)據(jù)備份中心主要由數(shù)據(jù)匯總集成分析系統(tǒng)、全國中心鏈路冗余和數(shù)據(jù)備份中心等組成。其布設(shè)在環(huán)境保護部核與輻射安全中心。主要對全國輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行存儲和備份。

3 輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)運行維護存在問題分析

3.1 系統(tǒng)集成度高，運維難度大

輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)是由高氣壓電離室等γ(伽馬)輻射探測器、NaI(碘化鈉)能譜儀、氣溶膠采樣器、碘采樣器、干濕沉降物采樣器、降雨感應(yīng)器、自動氣象儀、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)、避雷系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接收和存儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)等多個儀器設(shè)備和系統(tǒng)組成的高度集成系統(tǒng)。其技術(shù)領(lǐng)域多、設(shè)備種類多、實施的標準多、產(chǎn)品供應(yīng)商多、質(zhì)量控制節(jié)點多，運維人員需要掌握的專業(yè)技術(shù)多，運維技術(shù)難度大。

3.2 系統(tǒng)建設(shè)加快，工作量大增

由于自動監(jiān)測技術(shù)能獲得現(xiàn)場實時的連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，可實時、準確地反映空氣中各種輻射環(huán)境污染物狀況和動態(tài)趨勢，從而達到預(yù)測、預(yù)警核與輻射事件的目的。隨著我國相關(guān)自動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，近年來輻射環(huán)境自動監(jiān)測技術(shù)快速發(fā)展，相應(yīng)輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)加快建設(shè)并投入運行，系統(tǒng)的運行和維護工作量大增，運維技術(shù)人員疲于奔命，有必要調(diào)整工作思路，推動管理體制和運行機制改革，創(chuàng)立一種全新的運行和維護管理模式，既能大幅度減輕運維技術(shù)人員的日常運維工作量，又能保證系統(tǒng)高效運行。

3.3 人員缺乏，更缺專業(yè)人才

目前，全國環(huán)保系統(tǒng)中從事輻射環(huán)境監(jiān)測的總?cè)藬?shù)約1092人，其中專業(yè)監(jiān)測技術(shù)人員778名，每省平均僅有約40人，而實際負責(zé)系統(tǒng)運維人員每省僅幾個人，隊伍建設(shè)嚴重滯后，不僅監(jiān)測和運維人數(shù)嚴重不足，專業(yè)人才更是奇缺，系統(tǒng)的正常運維工作舉步維艱。

3.4 運維經(jīng)驗不足

全國環(huán)保系統(tǒng)輻射環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)中，具備系統(tǒng)運維經(jīng)驗的僅有浙江、江蘇、廣東、四川、北京等少數(shù)幾個有核設(shè)施的省份，他們在早期的核設(shè)施外圍連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)和運維過程中積累了一定經(jīng)驗。而對其它大部分省(自治區(qū)、直轄市)輻射環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)來說，輻射環(huán)境在線自動監(jiān)測還是個新生事物，建設(shè)和運維經(jīng)驗不足。

3.5 沒有有效利用社會資源

我國環(huán)保系統(tǒng)的輻射環(huán)境監(jiān)測工作起步較晚，基礎(chǔ)薄弱，與之相關(guān)的輻射監(jiān)測系統(tǒng)供應(yīng)商由于專業(yè)冷僻、市場容量小、技術(shù)難度大等原因，在我國極為稀少，我國的輻射環(huán)境監(jiān)測工作缺乏強有力的社會專業(yè)技術(shù)服務(wù)力量支撐。然而，這些僅有的社會專業(yè)技術(shù)服務(wù)資源由于大都不在環(huán)保系統(tǒng)等原因，還沒有得到有效利用，不利于我國輻射環(huán)境監(jiān)測社會專業(yè)技術(shù)服務(wù)資源的發(fā)展和成長，更不利于我國輻射環(huán)境監(jiān)測事業(yè)的發(fā)展，也不利于我國核能與核技術(shù)應(yīng)用事業(yè)的發(fā)展。

4 輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)運行維護方案

4.1 明確職責(zé)，各司其職

明確職責(zé)、各司其責(zé)是確保工作有序開展的重要前提，同時也是系統(tǒng)管理規(guī)范化的重要內(nèi)容。要做好輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)運行維護工作，首先要做到明確職責(zé)、各司其責(zé)。輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)運行維護的組織結(jié)構(gòu)和職責(zé)分工如下:

(1)環(huán)保部負責(zé)統(tǒng)一的監(jiān)督管理。

(2)環(huán)境保護部輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中心負責(zé)業(yè)務(wù)管理。

具體負責(zé)制修訂自動站運行管理技術(shù)規(guī)范等體系文件，組織研究解決運行中出現(xiàn)的問題;負責(zé)制定自動站數(shù)據(jù)質(zhì)量保證和質(zhì)量控制要求，定期對自動站進行考核;負責(zé)全國數(shù)據(jù)匯總中心的日常運行維護和管理，負責(zé)全國自動站監(jiān)測數(shù)據(jù)的匯總、統(tǒng)計分析與發(fā)布;負責(zé)組織自動站技術(shù)人員的技術(shù)培訓(xùn)與交流工作;負責(zé)自動站的運行經(jīng)費管理，負責(zé)設(shè)備的定期更新、調(diào)配，負責(zé)組織運行軟件的修改與升級主等

(3)省級輻射環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)負責(zé)具體運行維護和測量分析。

具體負責(zé)建立自動站運行管理部門，建立運行管理規(guī)章制度等體系文件;定期對轄區(qū)內(nèi)自動站進行維護，并做好運行維護記錄，出現(xiàn)故障及時維修或報修;負責(zé)轄區(qū)內(nèi)系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量保證和質(zhì)量控制工作，確保轄區(qū)內(nèi)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的完整性和準確性;根據(jù)年度自動監(jiān)測方案，做好轄區(qū)內(nèi)系統(tǒng)的運行和維護工作，并按時、準確、完整地向環(huán)境保護部輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中心上報監(jiān)測數(shù)據(jù);負責(zé)對轄區(qū)內(nèi)系統(tǒng)運行狀況及監(jiān)測數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)視，及時發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)異常并及時報告環(huán)境保護部輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中心;負責(zé)轄區(qū)內(nèi)系統(tǒng)的安全保衛(wèi)，切實做好防盜、防火、防雷擊以及防止其他人為或自然事故的發(fā)生;積極開展監(jiān)測技術(shù)方法方面的實驗、研究工作，及時解決工作中存在的問題。

4.2 引進專業(yè)服務(wù)機構(gòu)參與運維，各盡其能

為克服各級輻射環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)工作量大，人員不足等困難，由政府向社會買合格的服務(wù)不失為一種好辦法，也是政府所倡導(dǎo)的。引進社會專業(yè)服務(wù)機構(gòu)參與系統(tǒng)運維，可使輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)人員從系統(tǒng)的日常巡檢、維修維護等消耗大量人力資源的初級勞動中解放出來，其更多的精力可投入到系統(tǒng)的質(zhì)量控制，監(jiān)測數(shù)據(jù)分析、審核和評價上來，從而創(chuàng)立一種由輻射環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)和社會專業(yè)服務(wù)機構(gòu)各盡其能的，既能大幅度減輕運維技術(shù)人員的日常運維工作量，又能保證系統(tǒng)高效運行的系統(tǒng)運行和維護管理模式。

4.3 集中資源，分區(qū)管理

我國輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)中現(xiàn)有自動站總數(shù)約136個，省級數(shù)據(jù)中心31個，數(shù)量較少，密度較低。若以省為單位引進專業(yè)服務(wù)機構(gòu)參與運維，數(shù)量太少，運維效率太低，尤其是西藏、新疆等地廣人稀、交通不便的邊遠地區(qū)省份，將無法吸引專業(yè)服務(wù)機構(gòu)參與運維。若系統(tǒng)整體委托專業(yè)服務(wù)機構(gòu)參與運維，其既無力承擔(dān)，也不利于競爭從而提高運維質(zhì)量。

根據(jù)我國輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)布設(shè)現(xiàn)狀，現(xiàn)階段把我國大致分為華北、東北、華東、中南、西南和西北6個片區(qū)，由環(huán)境保護部輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中心分別委托專業(yè)運行維護服務(wù)機構(gòu)參與運行維護，可提高運維的規(guī)模化，降低運維成本，提高運維效率。

4.4 專業(yè)運行維護服務(wù)機構(gòu)的確定和主要工作內(nèi)容

專業(yè)運行維護服務(wù)機構(gòu)通過政府采購程序確定。由環(huán)境保護部輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中心負責(zé)政府采購相關(guān)的技術(shù)支持等工作。

為確保輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行，專業(yè)運行維護服務(wù)機構(gòu)應(yīng)服從環(huán)境保護部輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中心的技術(shù)指導(dǎo)。負責(zé)該系統(tǒng)的遠程維護、故障維修和年度巡檢等。其主要工作內(nèi)容如下:

(1)制定遠程維護計劃。應(yīng)安排專人每日定時對輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)進行遠程維護，主要包括遠程運行情況查看、遠程故障診斷及處理、監(jiān)測軟件升級等，當發(fā)現(xiàn)故障時立即進入維修程序。

(2)制定故障維修規(guī)程。應(yīng)單獨設(shè)立故障維修服務(wù)熱線和傳真，在發(fā)現(xiàn)故障或接到故障通知后能在規(guī)定時間內(nèi)做出響應(yīng)，開展檢修，盡快恢復(fù)系統(tǒng)的正常運行。故障檢修完畢后應(yīng)建立檔案備查。

(3)制定年度巡檢計劃。年度巡檢需要對輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)的全部設(shè)備進行檢查、維修，更換壞損設(shè)備和零部件，并檢查通訊、供電、接地、避雷系統(tǒng)、空調(diào)檢修和清洗、站房密封等。巡檢工作結(jié)束后要建立檔案以備查。

(4)負責(zé)建立備品備件及易耗品庫。負責(zé)系統(tǒng)軟件的改進、升級和完善。根據(jù)輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)對備品備件的需求做好采購計劃，保持合理的備品備件庫存。因缺備品備件無法維修而停止運行的情況上報環(huán)保部輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中心。

(5)做好年度運維工作總結(jié)并上報環(huán)保部輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中心。

5 研究小結(jié)

我國目前已初步建成輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)并投入運行。本文分析了目前輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)的特點和運行過程中存在的問題，提出全國輻射環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)運行維護方案，供環(huán)境保護行政主管部門參考。具體方案內(nèi)容包括:第一，明確職責(zé)，各司其職;第二，引進專業(yè)服務(wù)機構(gòu)參與運維，各盡其能;第三，集中資源，分區(qū)管理;第四，專業(yè)運行維護服務(wù)機構(gòu)的確定和主要工作內(nèi)容。

［1］章昕欲，王侃，馬永福，等．空氣輻射環(huán)境質(zhì)量自動監(jiān)測站建設(shè)要點與建設(shè)經(jīng)驗［J］．環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2013，38(3):48－51．

［2］2011年中央財政主要污染物減排專項資金項目建設(shè)方案(環(huán)辦函［2011］1314號)．

［3］2012年中央財政主要污染物減排專項資金項目建設(shè)方案(環(huán)辦函［2012］1493號)．

［4］《“十二五”全國輻射環(huán)境監(jiān)測體系建設(shè)工作方案》(環(huán)發(fā)［2013］90號)．