日本福岛核电事故再次为人类利用核能敲响了警钟，辐射应急监测是辐射应急信息的重要来源，是辐射应急的重要组成部分。车载辐射监测系统能够在辐射事故发生时快速赶到指定位置，快速对较大面积区域进行实时监测，向上级部门提供现场辐射环境状况，为事故调查、评价事故后果、采取防护行动、制定处置方案提供技术支持^[1]。

核应急监测车在国内相关的单位也相继开发过，如江苏省辐射环境监测管理站^[2]，浙江省辐射环境监测站^[3]，海军核化安全研究所^[4]，根据实际需要，各有侧重点。我们根据广州市辐射环境监测工作需要，设计开发了一套基于GIS (Geographic Information System)的车载γ辐射监测系统，该系统能够对大面积辐射环境进行监测，提高辐射应急监测效率，满足广州市辐射环境应急监测需求，提高核与辐射应急监测能力。

1 系统整体结构

车载γ辐射监测系统的结构由四部分组成:车载监测系统、数据采集发送系统、数据通信系统和数据管理系统，系统结构图如图 1所示。车载监测系统主要包括一套大晶体NaI多道谱仪和GPS接收仪; 数据采集发送系统主要包括笔记本电脑和采集软件; 数据通信系统采用中国联通3G网络; 数据管理系统主要包括服务器、GIS平台，通过网络获取应急监测车采集的数据进行分析处理及存储。

1.1 车载监测系统

车载监测系统配置了一套高度集成大晶体NaI多道谱仪监测系统，该系统由两块4L的NaI(Tl)晶体探测器，内置512道MCA和计算机集成。可用于核应急监测及寻找放射源和定位，并可对放射性烟羽进行监测。系统可自动进行扫描测量，并存储完整的能谱数据，同时，多种测量数据显示方式使用户既可查看某特定位置的放射性测量数据、也可以图表数据等方式查看测量数据，保存于系统内的能谱数据可用于进一步分析。

1.2 数据采集系统 1.2.1 辐射剂量率的采集

通过分析车载γ辐射监测仪－ GR460的传输协议，在RS232接口的标准下开发“车载γ辐射数据自动采集软件”。GR460通过RS232接口，向随车笔记本以1 s的周期发送监测数据。该软件具备如下功能: ①定时自动采集监测到的γ辐射剂量率(nSv/h)、时间，记录到本地数据库，与GPS数据叠加; ②将数据通过xml格式，与中心端的WebService进行通讯，保存数据到中心数据库中; ③可以进行暂停/启动采集，采集数据报警，响应中心端配置的监测任务等功能; ④在3G网络的支持下进行数据的传输，具有采集日志、传输日志来监控运行状态。

1.2.2 GPS数据采集和处理

系统采用M12 GPS接受模块，通过USB接口与随车笔记本连接。模块提供NMEA － 0183标准输出格式，其输出资讯包括:卫星定位资讯GPGGA、地理位置GPGLL、偏差资讯GPGSA、天空范围内的卫星GPGSV、最起码的GNSS资讯GPRMC、对地方向机对地速度GPVTG、日期及时间GPZDA。

GPS接收机在打开相应串口后就源源不断发送所有定位资讯，周期是1 s，根据我们的实际需求，只需对GPRMC卫星信号资讯进行处理，从中获取实时时间(UTC)、经度、纬度、高度、定位有效状态等数据。通过开发出GPS接收服务—GPSService，对GPS串口通讯进行研究，获取上面的GPS信息进行解析，保存到相应的数据库记录表中，然后与γ辐射监测数据整合，为在GIS地图上展示辐射浓度轨迹图打下基础。

1.3 数据通信系统

3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，考虑到数据传输量、运行成本、传输特点等因素，在环境突发事件现场，数据传输方式采用3G网络方案。选用的是联通的全球通用WCDMA技术，能够支持移动/手提设备之间的语音、图像、数据以及视频通信，理论速率14. 4 Mbps，终端技术最高峰值速率可达下行7. 2 Mbps，上行5. 76 Mbps。通过3G上网卡，插入笔记本USB端口，实现笔记本端与服务器的数据传输、信息交互。

为了确保和监测中心之间的数据传输的准确性，必须要对数据传输包进行一定的封装和处理，采取的措施如下:为了保证应急监测车和数据中心的无线数据通信准确可靠，需要对采集的各项数据进行编码生成校验码，数据和校验码一起组成完成的数据包发送出去。数据中心接收到数据包后提取出校验码，按照同样的方法对数据进行编码生成新的校验码，比较二者是否相同，相同则返回成功信息至现场数据监测系统，至此完成一次成功的无线数据传输(见图 2)。

1.4 数据管理系统

应急监测数据管理系统主要由辐射应急信息库、辐射监测任务管理、现场监测GIS平台和监测结果集成显示组成。

辐射应急信息库主要是为应急监测提供信息支持，提供包括核素信息、应急监测流程、重点辐射源监管单位、本底环境信息查询服务。辐射监测任务管理主要是用来对辐射应急监测车管理、监测任务查询以及监测报告管理。现场监测GIS平台集成了最新的广州市电子地图，实现应急监测车的动态实时定位，并将位置信息存储在数据库中，以实现处理过程的存储与回放，可以对配置地域地图进行基本操作，监测车辆位置跟踪，行进轨迹展示、车辆实时数据监视。监测结果集成显示是数据综合展示和有实时数据列表，实时变化曲线图，报警设置，系统自动在列表中通过颜色标记出报警的数据，并分析出报警的最大最小值，出现的位置，时间，环境γ辐射剂量率浓度轨迹分析图轨迹生成等功能(见图 3)。

2 系统运行

车载γ辐射监测系统成功运用于2010年广州亚运会，参加过省、市多次辐射应急监测演习，结果表明该系统能够满足应急监测的要求，快速抵达事发地点，准确实时获取数据，并同步发送至数据中心，为管理部门提供现场辐射环境状况和技术支持。由于无线通信网络和GPS信号受到的影响因素比较多，如:网络质量、覆盖等，其数据传输成功率不可能为100%，所以数据中心偶尔会丢失一些实时数据包，采集软件会监控到传输失败，会将该数据包进入排队状态，待网络正常后重新向中心端发送。

3 结语

车载γ辐射监测系统通过车载监测系统、数据采集发送系统、数据通信系统和数据管理系统实时将数据获取到数据中心，能进行数据分析、报警，自动生成既有数据统计，又有全程浓度轨迹地图，图文并茂的监测报告。在日常使用中，既可以用来辐射环境质量巡测，又能在辐射环境应急监测，但是由于采用网络结构设计，对服务器和网络传输要求较高，数据传输和贮存有滞后性的缺点。随着计算机技术和网络技术日新月异，“云计算”“4G”在未来将起到举足轻重的作用，展望将来的GIS与车载辐射监测，利用“云计算”技术和“4G”网络传输技术，更快速地展现GIS信息，在数据分析处理上更高效、快捷。