CN104330814A - 一种放射源定位方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了放射源定位方法及***，包括：初始化设置；使用多个移动通信终端在多个探测点对放射源进行核辐射探测；获取探测点的核辐射剂量信息、位置信息和时间信息；根据核辐射剂量信息，判断是否需要报警和放射源是否移动；分别对固定放射源和移动放射源进行定位。本方法把放射性检测与分析等便携式功能集成到移动通信终端，脱离传统的基于电子标签、机器人等专业设备，通过群体环境下人机融合的方法，高性价比地实现对放射源的定位，成本低，检测范围宽，便于普及。

Description

一种放射源定位方法及***

技术领域

本发明涉及放射性物质探测技术领域，具体涉及一种放射源定位方法及***。

背景技术

随着核能开发与核技术综合利用的快速发展，涉核设施、涉核行业和人群越来越多，核应急、核退役、核安全与核防护愈显重要；截至2014年底，全球500余个反应堆中，有123个运行时间超过30年、12个超过40年；同时，我国现约有放射性同位素与辐射技术应用的各类放射源7-8余万枚，其中，废源约有2.5万枚，“失联孤儿源”约2000余枚，由于经济条件限制和核知识的普及等原因，不可能每位公民都配备昂贵的专业核辐射探测仪，而过渡的电离辐射对人类会有致命的伤害，因此当放射性核泄漏或放射源丢失，潜在危害不断扩大时，社会公众往往会极度恐慌。如2014年国内某地某放射源丢失后，被公民拾得导致身体被辐射损伤，社会极度恐慌，相关专业单位的工作也缺乏及时有效的保障设施；因此，如何让众多公民确知放射性射线的超剂量率存在，以及从健康保障的角度明白自己受辐照的累积剂量的状况，提升群防群控下的辐射防护水平，是亟待解决的问题。

目前，国内外市场的放射源检测与定位装置大致可以分为已知放射源的监测、定位、跟踪装置和未知源的检测与定位装置两类；如申请号为200810056795.2的专利涉及到的装置，这类装置需要在放射源上安装固化有源档案信息的定位终端，如RFID电子标签、GSM卡等，通过前端阅读器读取源信息，然后通过无线通信、GPS定位等技术进行定位；显然，这类装置不适用于未知源的定位，并对资源有一定的浪费；如申请号为200810156538.6、的专利涉及一种基于移动机器对未知源进行检测与定位装置，该类装置利用固定在机器人上的探测器、伽马相机等前端探测设备进行核辐射探测，然后利用有线、无线通信等技术进行放射源定位；该类装置适合于作业环境恶劣等条件下，针对普通公众该类装置存在着体积庞大、价格昂贵等因素，不便于普及，检测范围有限；申请号为20130602906.6的专利提供一种根据模拟数据获取探测器的晶体阵列中晶体计数比与放射源角度的关系来定位放射源；该类设备需要专业性强的技术人员作为操作手操作探测***，并且放射源定位的方法误差较大，设备价格昂贵，不便推广应用。

发明内容

针对于现有技术中存在的上述问题，本发明的一个目的是提供一种放射源定位方法，该方法利用移动通信终端对未知放射源进行实时探测，使公众能实时得知自身所受辐射剂量信息，使对核辐射的检测更方便、快捷，并且能够利用多点探测信息之间的关联关系确定未知放射源的位置并予以跟踪。

本发明的另一个目的是提供一种放射源定位***。

为了实现上述目的，本发明提供了一种放射源定位方法，包括：

初始化设置待测放射源的核素及预警剂量信息；

使用多个移动通信终端在多个探测点对放射源进行核辐射探测；

获取探测点的核辐射剂量信息、位置信息和时间信息；

比较核辐射剂量信息和预警剂量信息，判定是否大于预警剂量值；

若大于预警剂量值，发送报警信息，并选定探测点探测区域为再探测区域；

在再探测区域再进行至少两次探测，根据至少两次的核辐射剂量信息，判断放射源的性质；

若放射源为固定放射源，使用多个移动通信终端在所述再探测区域进行多次核辐射探测，根据探测的核辐射剂量信息及核辐射剂量与距离的关系，对固定放射源进行定位；

若放射源为移动放射源，使用多个移动通信终端在所述再探测区域进行多次核辐射探测，根据探测的核辐射剂量信息及核辐射剂量信息与距离的关系，对移动放射源进行定位，确定移动放射源的运动方向；同时，设定对移动放射源进行重复探测的次数，根据获取的多次探测的核辐射剂量信息，确定移动放射源的移动速度；根据移动放射源的运动方向及移动速度，确定移动放射源的移动区域。

进一步地，对固定放射源进行定位和对移动放射源进行定位的具体步骤均包括：

根据探测的核辐射剂量信息及核辐射剂量信息与距离的关系，计算得到再探测区域内每个探测点到放射源之间的距离；核辐射剂量与距离的关系为：

$D=1.7*10^3*\frac{n_v*C*E_r*{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{en}}}{\mathrm{\ρ}*L}*T$

其中，D为核辐射剂量；μ_en为核素在空气中的质能吸收系数；n_v为核素每次蜕变发送γ光子的分额；E_r为γ光子的能量；C为放射源的强度；ρ为当地的空气密度；T为测量时间；

根据再探测区域内多个探测点的位置信息，确定再探测区域的地图；

按照地图的比例尺将再探测区域内每个探测点到放射源之间的距离进行缩小；

分别以每个探测点为圆心，A倍缩小后的距离为半径，在所述地图上画圆，直至多个圆有共同交点为止，获取共同交点的定位坐标，即放射源的定位坐标；

其中，对A任意设定一个初始值，每次画圆完成后，在原来的基础上，自动增加一个初始值。

进一步地，对固定放射源进行定位包括：

对固定放射源进行初步定位和重定位；

判断初步定位和重定位的定位坐标是否一致；

若定位坐标一致，获取定位坐标；

若定位坐标不一致，判断定位坐标的误差是否小于1％；

若误差小于1％，获取固定放射源的定位坐标；

若误差大于1％，再次对固定放射源进行定位，直至误差小于1％为止。

进一步地，对移动源进行定位，确定移动放射源的运动方向具体包括：

对移动放射源进行一次定位和二次定位，获取移动放射源的一次定位坐标和二次定位坐标；

根据一次定位坐标和二次定位坐标，确定移动放射源的运动方向。

进一步地，在再探测区域再进行至少两次核辐射探测，根据至少两次的核辐射探测信息，判断放射源的性质；具体包括步骤：

在再探测区域再进行两次核辐射探测，根据两次探测的核辐射剂量值P₁、P₂，判断放射源是否移动；具体包括：

对∣P₁-P₂∣保留小数点后1位进行取值，判断取得的值是否大于0；

当大于0时，放射源为移动放射源；

当等于0时，放射源为固定放射源。

进一步地，初始化设置待测放射源的核素及预警剂量信息具体包括：

设置待测放射源为α、β或γ核素；

设置安全区域内的预警剂量为15uGy/h。

进一步地，使用多个移动通信终端在多个探测点对放射源进行核辐射探测具体包括：

使用设置于移动通信终端中的核辐射探测器模块在探测点进行核辐射探测，得到核辐射信号；

采用设置于移动通信终端中的核辐射数据采集电路对所述核辐射信号进行处理，得到探测点的核辐射剂量信息；

利用设置于移动通信终端中的定位模块和时间模块分别获取探测点的位置信息和时间信息。

为了实现上述另一个目的，本发明提供了一种放射源定位***，包括：

初始化设置模块，用于对待测放射源的核素及预警剂量信息进行初始化设置；

放射源探测模块，用于在多个探测点对放射源进行核辐射探测；

探测信息获取模块，用于获取所述放射源探测模块在多个探测点进行探测时得到的核辐射剂量信息、位置信息和时间信息；

比较模块，用于将核辐射剂量信息与预警剂量信息进行比较；

选择模块，用于根据比较结果选定再探测区域；若某个探测点的核辐射剂量信息大于预警剂量信息，选定所述探测点探测区域为再探测区域；

放射源性质判断模块，用于在所述再探测区域再进行至少两次核辐射探测，根据至少两次的核辐射剂量信息，对放射源的性质进行判断；

固定放射源定位模块，用于根据使用多个移动通信终端在再探测区域进行多次探测的核辐射剂量信息及核辐射剂量与距离的关系，对固定放射源进行定位；

移动放射源定位及移动区域确定模块，用于根据使用多个移动通信终端在再探测区域进行多次探测的核辐射剂量信息及核辐射剂量与距离的关系，对移动放射源进行定位，确定移动放射源的运动方向；同时，设定对移动放射源进行重复探测的次数，根据获取的多次探测的移动放射源的核辐射剂量信息，确定移动放射源的移动速度；根据移动放射源的运动方向及移动速度，确定移动放射源的移动区域。

进一步地，还包括通信模块，用于将再探测区域信息及在再探测区域内的探测点探测时获取的核辐射剂量信息、位置信息及时间信息传递至放射源性质判断模块。

进一步地，放射源探测模块包括：

核辐射探测器模块，用于在探测点进行核辐射探测，得到核辐射信号；

核辐射数据采集电路，用于对核辐射信号进行处理，得到核辐射剂量信息；

定位模块，用于对探测点的位置信息进行定位，得到探测点的经度和纬度信息；

时间模块，用于获取在探测点进行探测时的时间信息。

进一步地，核辐射数据采集电路包括：

前置放大模块，用于将接收到的核辐射信号进行一级放大处理；

程控放大模块，用于将一级放大处理后的信号进行再次放大；

模数转换模块，用于将再次放大的信号从模拟量转化成数字量，得到核辐射剂量信息。

本发明的放射源定位方法及***具有以下有益效果：

1)通过移动通信终端对未知放射源进行探测，实现对未知环境的辐射剂量率检测，使公众能实时得知自身所受辐射剂量信息，提高群防群控下的核辐射防护水平，从而使对核辐射的检测更方便、快捷。

2)利用移动通信终端对放射源进行探测及分析，并利用移动互联与大数据分析技术对探测的核辐射剂量信息进行分析，实现对放射源及其变化状况的监测和预警，达到公众利用高性价比的手机等通信装置对未知放射源的探测，避免放射源辐射对人身的伤害，避免不必要的社会恐慌，并且使用方便，成本低，便于普及。

3)利用多个移动通信终端在多个探测点实时获取的核辐射剂量率、位置、时间等信息，快速准确地确定超剂量放射源的位置，并进一步通过数据量的增长提高定位精度，并予以实时跟踪。

4)本方法把放射性检测与分析等便携式功能集成到移动通信终端，脱离传统的基于电子标签、机器人等专业设备，通过群体环境下人机融合的方法，高性价比地实现对放射源的定位，成本低，检测范围宽，便于普及。

附图说明

图1为本发明的放射源定位方法的第一个实施例的流程图；

图2为本申请的固定放射源定位的一个实施例的流程图；

图3为本申请的固定未知放射源的一个实施例的地图定位图；

图4为本申请的移动放射源定位及移动区域跟踪方法的一个实施例的流程图；

图5为本申请的移动放射源的一个实施例的地图定位图；

图6为本申请放射源定位***的一个实施例的结构示意图；

图7为本申请的放射源定位***的设备图；

图8为移动通信终端***的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

参考图1，图1所示为本发明的放射源定位方法的第一个实施例S100的流程图；第一实施例S100包括如下步骤S101至S108；

在步骤S101中，初始化设置待测放射源的核素即放射性射线及预警剂量信息；

根据本申请的一个实施例，将核辐射探测客户端分别安装在多个移动通信终端中，运行核辐射探测客户端；

通过核辐射探测客户端的***设置模块，设置***默认检测的待测放射源的放射性射线与安全区域内的预警剂量值，并校准定位及时间信息；若用户跳过初始设置，则***默认设置检测的待测放射源的放射性射线为γ，其吸收剂量约等于剂量当量；根据人体安全放射性剂量及国家放射性辐射统一剂量标准，***默认设置核应急从业人员、从业人员、公众的预警剂量分别为100mGy、20mGy、1mGy；安全区域内的预警剂量值设定为15uGy/h；核辐射探测客户端通过发送指令将设定的上述数据保存在移动通信终端的处理器中。

在步骤S102中，使用多个移动通信终端在多个探测点对放射源进行核辐射探测；

使用设置于移动通信终端中的核辐射探测器模块在探测点进行核辐射探测，得到核辐射信号；

采用设置于移动通信终端中的核辐射数据采集电路对核辐射信号进行处理，得到探测点的核辐射剂量信息；

利用设置于移动通信终端中的定位模块和时间模块分别获取探测点的位置信息和时间信息。

根据本申请的一个实施例，点击移动通信终端的核辐射探测客户端的核辐射探测模块，使用a1、···、an多个移动通信终端在b1、···、bn多个探测点进行核辐射探测；处理器控制核辐射探测器模块在探测点进行核辐射探测，获得核辐射信号，并将核辐射信号传输至核辐射数据采集电路进行处理，得到在探测点的核辐射剂量信息，并将该核辐射剂量信息传输至处理器；同时，定位模块和时间模块分别获取探测点的地理位置信息和探测时的时间信息，并将上述信息传输至处理器。

根据本申请的一个实施例，核辐射数据采集电路对核辐射信号进行处理的具体过程为：

核辐射数据采集电路模块包括依次连接的前置放大模块、程控放大模块和模数转换模块；辐射探测器模块输出的核辐射信号经前置放大模块进行第一级放大处理，使得信号的幅度得到提升；放大处理后的信号经过程控放大模块进行再次放大，以满足模数转换模块采样分辨率的要求；再次放大后的信号，经过模数转换模块将模拟量转化成数字量，得到核辐射剂量信息。

在步骤S103中，获取探测点的核辐射剂量信息、位置信息和时间信息；

根据本申请的一个实施例，处理器获取核辐射数据采集电路的核辐射剂量信息、定位模块的经度和纬度信息和时间模块的时间信息并存储；同时，根据需要，核辐射探测客户端可显示存储于处理器中的探测点的核辐射剂量信息、经度信息、纬度信息及时间信息。

在步骤S104中，比较核辐射剂量信息和预警剂量信息，判定是否大于预警剂量值；

根据本申请的一个实施例，处理器将本次采集的核辐射剂量信息与***设置的安全区域内的预警剂量值15uGy/h进行比较。

在步骤S105中，若大于预警剂量值，发送报警信息，并选定探测点探测区域为再探测区域；

若核辐射剂量值大于15uGy/h，该区域存在某放射源，发送报警信息，并选定该区域为再探测区域，通知相应人员撤离出该区域；同时，处理器控制发射模块将该探测点的核辐射剂量信息、经度信息、纬度信息及时间信息发射到通信模块，再经通信模块传递至服务器进行存储。

在步骤S106中，在再探测区域再进行至少两次探测，根据至少两次的核辐射剂量信息，判断放射源的性质；

根据本申请的一个实施例，多个核应急从业人员每人携带一个移动通信终端，在再探测区域内，点击移动通信终端的核辐射探测客户端的核辐射剂量探测模块进行核辐射探测，通过核辐射探测客户端显示探测的核辐射剂量信息；核应急从业人员根据显示的核辐射剂量信息再次确定进入核辐射剂量大于或等于15uGy/h的区域；在该区域利用移动通信终端再进行两次核辐射探测，两次探测的核辐射剂量信息通过发送模块经通信模块传递到服务器进行存储；服务器根据两次探测的核辐射剂量值p1、p2来判断未知放射源是否移动；具体过程为：设定p1与p2的差值为p3，然后对p3求绝对值得到p4，再对p4进行保留小数点后一位的操作得到p5；若p5的值大于零，表明未知放射源在移动，该放射源为移动放射源；若p5的值等于零，表明未知放射源没有移动，该放射源为固定放射源。

在步骤S107中，若放射源为固定放射源，使用多个移动通信终端在再探测区域进行多次探测，根据探测的核辐射剂量信息及核辐射剂量信息与距离的关系，对固定放射源进行定位；

根据本申请的一个实施例，使用多个移动通信终端在再探测区域进行多次探测，获取核辐射剂量信息、位置信息和时间信息；获取到的上述信息经发送模块发送，通信模块接收到发送的数据传到服务器，并存储到实时数据库中；服务器采用模式识别的方法进行核素识别，并对未知放射源进行初步定位；根据初步定位的定位坐标，求解定位坐标到核辐射剂量为15uGy/h点的距离，从而确定安全区域；初步定位后，核应急从业人员在原地按一定节拍再进行多次核辐射探测，核辐射剂量信息、位置信息及时间信息获取，获取到的信息经发送模块发送，通信模块接收到发送的数据传到服务器，并存储到实时数据库中；服务器对上述数据进行处理，并采用模式识别的方法进行核素识别，并对未知放射源进行重定位；根据重定位的定位坐标，求解重定位坐标到核辐射剂量为15uGy/h点的距离，从而重新确定安全区域；根据初步定位与重定位的精确度，进行判断是否需要再次进行核辐射探测，如果需要，再次进行核辐射探测；如果不需要，定位完成，根据定位坐标获取固定放射源。

参考图2，图2为本申请的固定放射源定位的一个实施例S107的流程图；该实施例S107包括如下步骤S1071至S1075；

在步骤S1071中，获取在再探测区域进行探测得到的核辐射剂量信息、位置信息、时间信息和温度和实际压力信息；

根据本申请的一个实施例，使用多个移动通信终端在再探测区域进行多次探测，获取核辐射剂量信息、位置信息和时间信息；获取到的上述信息经发送模块发送，通信模块接收到发送的数据传到服务器，并存储到实时数据库中；读取实时数据库中的辐射剂量信息、经度信息、纬度信息和时间信息，同时通过服务器的信息查询与获取模块，获取再探测区域的温度和实际压力信息；

在步骤S1072中，根据得到的核辐射剂量信息及核辐射剂量信息与距离的关系，计算得到再探测区域内每个探测点到放射源之间的距离；

根据本申请的一个实施例，服务器采用模式识别的方法进行核素识别，同时设定基准坐标系D(X，Y)，其中D、X、Y分别表示某个探测点的核辐射剂量、经度信息、纬度信息；设定未知放射源到移动通信终端之间存在的距离为L，通过核辐射剂量D与距离L的计算关系式，计算出b1、···、bn点到未知放射源的距离L1、···、Ln；

在步骤S1073中，对固定放射源进行初步定位；具体包括以下步骤：

参见图3，图3所示为本实施例的固定未知放射源的地图定位图；根据再探测区域内多个探测点的位置信息，服务器通过地图获取模块获取再探测区域的相关地图，根据地图的比例尺把L1、···、Ln缩小为l1、···、ln；分别以b1、···、bn点为圆心，以l1、···、ln为半径在地图上画圆，若画出的n个圆没有共同的交点，则分别以A倍l1、···、ln为半径，b1、···、bn点为圆心在地图上画圆，直到n个圆有共同交点D1(x1，y1)为止；其中，***默认设置A的初始值为0.05，每次在地图上画圆完成后，A自动增加0.05；

根据上述共同交点D1(x1，y1)获取未知放射源的坐标(x1，y1)，根据坐标(x1，y1)和预设的安全区域内的预警剂量15uGy/h以及核辐射剂量D与距离L的计算关系式，求解未知放射源到核辐射剂量为15uGy/h点的距离d；以该距离d为半径，未知放射源的坐标点(x1，y1)为圆心在地图上画圆，圆覆盖区域则为危险区域，进行人员撤离，完成初步定位；

在步骤S1074中，对上述固定放射源进行重定位；具体包括以下步骤：

初步定位后，核应急从业人员在原地以5s为时间间隔，进行5分钟的多次核辐射探测，核辐射剂量信息、位置信息和时间信息的获取，获取到的信息经过移动通信终端的发送模块进行发送，通信模块接收到发送的数据传到服务器，并存储到实时数据库中；读取实时数据库中的核辐射剂量率、经度信息、纬度信息和时间信息，同时通过服务器的信息查询与获取模块，获取再探测区域内的温度和实际压力信息；同时，采用卡尔曼滤波算法对多次采集的数据进行滤波处理，最后求出滤波处理后的数据的平均值；再采用与初步定位相同的方法进行重定位，得到共同交点D2(x2，y2)；根据定位坐标(x2，y2)和预设的安全区域内的预警剂量15uGy/h以及核辐射剂量D与距离L的计算关系式，求解未知放射源到核辐射剂量为15uGy/h点的距离d2；则以该距离d2为半径，未知放射源的坐标点D2(x2，y2)为圆心在地图上画圆，圆覆盖区域则为危险区域，则需要进行人员撤离；

在步骤S1075中，判断初步定位和重定位的误差是否小于1％，若误差小于1％，获取固定放射源的定位坐标，定位结束；若误差大于1％，再次对固定放射源进行定位，直至误差小于1％为止。

根据本申请的一个实施例，判断初步定位的定位坐标与重定位的定位坐标的误差是否小于1％，具体包括以下步骤：

分别对初步定位与重定位的定位坐标的经度信息x1、x2，初步定位与重定位的定位坐标的纬度信息y1、y2，初步定位和重定位的距离信息d1、d2进行求差得到x3、y3和d3，然后分别对x3、y3和d3求绝对值得到x4、y4和d4；利用x4除以x1、x2中的最大值得到q1，y4除以y1、y2中的最大值得到q2，d4除以d1、d2中的最大值得到q3；比较q1、q2、q3的值是否小于1％，若小于1％，则获取固定放射源的经度信息和纬度信息，定位完成，根据定位坐标获取固定放射源；若大于等于1％，再次对固定放射源进行定位，直至误差小于1％为止。

其中，上述在对固定放射源进行定位的过程中，核辐射剂量D与距离L的计算关系通过以下方法得到：

根据探测时获取的温度和实际压力信息，通过下面公式计算出当地的空气密度值ρ；

$\mathrm{\ρ}=1.293*\frac{P^{\′}}{p}*\frac{273.15}{t+273.15}$

其中，ρ表示当地的空气密度；p表示标准物理大气压；p′表示实际压力；t表示温度；

根据核素识别的核素信息，通过服务器的信息查询与获取模块，获取该核素在空气中的质能吸收系数，核素每次蜕变发送γ成分光子的分额以及该成分光子的能量；根据核素传递至物质的能量的关系，可构建出某点的吸收剂量率公式其中，为单位时间内核辐射剂量的增量；

$\stackrel{\·}{D}=1.7*10^3*\frac{n_v*C*E_r*{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{en}}}{\mathrm{\ρ}*L}$

其中，μ_en表示核素在空气中的质能吸收系数；n_v表示核素每次蜕变发送γ光子的分额；E_r表示γ光子的能量；C表示放射源的强度；

根据单位时间内核辐射剂量的增量可构建出核辐射剂量D与距离L的计算关系式；

$D=\stackrel{\·}{D}*T=1.7*10^3*\frac{n_v*C*E_r*{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{en}}}{\mathrm{\ρ}*L}*T$

其中，T表示为测量时间。

在步骤S108中，若放射源为移动放射源，使用多个移动通信终端在再探测区域进行多次探测，根据探测的核辐射剂量信息及核辐射剂量与距离的关系，对移动源进行定位，确定移动放射源的运动方向；同时，设定对移动放射源进行重复探测的次数，根据获取的多次探测的移动放射源的核辐射剂量信息，确定移动放射源的移动速度；根据移动放射源的运动方向及移动速度，确定移动放射源的移动区域；

根据本申请的一个实施例，使用多个移动通信终端在再探测区域进行多次探测，获取核辐射剂量信息、位置信息和时间信息；获取到的上述信息经发送模块发送，通信模块接收到发送的数据传到服务器，并存储到实时数据库中；服务器采用模式识别的方法进行核素识别，并对移动放射源进行第一次定位；根据第一次定位的定位坐标，求解定位坐标到核辐射剂量为15uGy/h点的距离，从而确定第一次定位的安全区域；第一次定位完成后，核应急从业人员在原地进行第二次核辐射探测、核辐射剂量信息、位置信息及时间信息的获取，获取到的信息经发送模块发送，通信模块接收到发送的数据传到服务器，并存储到实时数据库中；服务器对上述数据进行处理，并采用模式识别的方法对进行核素识别，并对未知放射源进行第二次定位；根据第二次定位的定位坐标，求解该定位坐标到核辐射剂量为15uGy/h点的距离，从而重新确定安全区域；根据第一次定位的定位坐标和第二次定位的定位坐标，确定移动放射源的运动方向；并且根据第一次和第二次的核辐射剂量的差值和间隔测量时间，获取移动放射源移动的大致速度；而且服务器设定核应急从业人员在原地重复探测的次数，若达到该次数，则定位完成，获取移动放射源的移动区域；若没有达到，则再次对移动放射源进行定位，从而确定移动放射源的移动区域和移动过程中的安全区域；

参考图4，图4为本申请的移动放射源定位及移动区域跟踪方法的一个实施例S108的流程图；该实施例S108包括如下步骤S1081至S1085；

在步骤S1081中，获取在再探测区域进行探测得到的核辐射剂量信息、位置信息、时间信息和温度和实际压力信息；

使用多个移动通信终端在再探测区域进行多次探测，获取核辐射剂量信息、位置信息和时间信息；获取到的上述信息经发送模块发送，通信模块接收到发送的数据传到服务器，并存储到实时数据库中；读取实时数据库中的辐射剂量信息、经度信息、纬度信息和时间信息，同时通过服务器的信息查询与获取模块，获取再探测区域的温度和实际压力信息；

在步骤S1082中，根据得到的核辐射剂量信息及核辐射剂量信息与距离的关系，计算得到再探测区域内每个探测点到放射源之间的距离；

服务器采用模式识别的方法进行核素识别，同时设定基准坐标系D`(X`，Y`)，其中D`、X`、Y`分别表示某个探测点的辐射剂量、经度信息、纬度信息；设定未知放射源到移动通信终端之间存在的距离为L`，通过核辐射剂量D`与距离L`的计算关系式，换算出b1、···、bn点到未知放射源的距离L`1、···、L`n；

在步骤S1083中，对移动放射源进行第一次定位；具体包括以下步骤：

参见图5，图5所示为本实施例的移动未知放射源的地图定位图；根据再探测区域内多个探测点的位置信息，服务器通过地图获取模块获取再探测区域的相关地图，根据地图的比例尺把L`1、···、L`n缩小为l`1、···、l`n；分别以b1、···、bn点为圆心，以l`1、···、l`n为半径在地图上画圆，若画出的n个圆没有共同的交点，则分别以A倍l`1、···、l`n为半径，b1、···、bn点为圆心在地图上画圆，直到n个圆有共同交点D`1(x`1，y`1)为止；所述A是一个变化值，设定A的初始值为0.06，每次在地图上画圆完成后，A自动增加0.06；

根据上述共同交点D`1(x`1，y`1)获取未知放射源的坐标(x`1，y`1)，根据坐标(x`1，y`1)和预设的安全区域内的预警剂量15uGy/h以及核辐射剂量D`与距离L`的计算关系式，求解未知放射源到剂量率为15uGy/h点的距离d`；则以该距离d`为半径，未知放射源的坐标点(x`1，y`1)为圆心在地图上画圆，圆覆盖区域则为危险区域，则需要进行人员撤离，完成第一次定位；

在步骤S1084中，对上述移动放射源进行第二次定位；具体包括以下步骤：

第一次定位后，核应急从业人员在原地进行第二次核辐射探测，核辐射剂量信息、位置信息和时间信息的获取，获取到的信息经移动通信终端的发送模块进行发送，通信模块接收到发送的数据传到服务器，并存储到实时数据库中；服务器对上述数据进行处理，采用模式识别的方法进行核素识别，并对未知放射源进行第二次定位，得到第二次定位的定位坐标为D`2(x`2，y`2)；根据第二次定位的定位坐标，求解该定位坐标到核辐射剂量为15uGy/h点的距离，从而重新确定安全区域；

在步骤S1085中，根据第一次定位和第二次定位的定位坐标，确定移动放射源的运动方向及大致移动速度；

根据本申请的一个实施例，根据第一次定位的定位坐标和第二次定位的定位坐标，确定移动放射源的运动方向，并且根据两次核辐射剂量D`1与D`2的差值以及两次探测的时间间隔，求取该移动放射源移动的大致速度；

在步骤S1086中，确定移动放射源的移动区域；具体包括如下步骤：

服务器设定核应急从业人员在原地重复探测的次数N，若达到该次数N，则定位完成，获取移动放射源的移动区域；若没有达到，则再次对移动放射源进行定位，根据N次探测的核辐射剂量，第一次探测的核辐射剂量D`1与第二次探测的核辐射剂量D`2的差值以及两次探测的时间间隔，求取移动放射源移动的大致速度v1；第二次探测的核辐射剂量D`2与第三次探测的核辐射剂量D`3的差值以及两次探测的时间间隔，求取移动放射源移动的大致速度v2；···；第(N-1)次探测的核辐射剂量D`(N-1)与第N次探测的核辐射剂量D`(N)的差值以及两次探测的时间间隔，求取移动放射源移动的大致速度v(N-1)；根据v1、v2、···、v(N-1)，求移动放射源移动的速度平均值V和移动方向，从而确定移动放射源移动区域和移动过程中的危险区域。

参见图6，图6所示为本申请放射源定位***的一个实施例的结构示意图；该放射源定位***包括初始化设置模块，用于对待测放射源的核素及预警剂量信息进行初始化设置；

放射源探测模块，用于在多个探测点对放射源进行核辐射探测；

探测信息获取模块，用于获取所述放射源探测模块在多个探测点进行核辐射探测时得到的核辐射剂量信息、位置信息和时间信息；

比较模块，用于将核辐射剂量信息与预警剂量信息进行比较；

选择模块，用于根据比较结果选定再探测区域；若某个探测点的核辐射剂量信息大于预警剂量信息，选定所述探测点探测区域为再探测区域；

通信模块，用于将再探测区域信息及在再探测区域内的探测点探测时获取的核辐射剂量信息、位置信息及时间信息传递至放射源性质判断模块。

放射源性质判断模块，用于在所述再探测区域再进行至少两次探测，根据至少两次的核辐射剂量信息，对放射源的性质进行判断；

固定放射源定位模块，用于根据使用多个移动通信终端在所述再探测区域进行多次探测的核辐射剂量信息及核辐射剂量与距离的关系，对所述固定放射源进行定位；

移动放射源定位及移动区域确定模块，用于根据使用多个移动通信终端在所述再探测区域进行多次探测的核辐射剂量信息及核辐射剂量与距离的关系，对所述移动源进行定位，确定移动放射源的运动方向；同时，设定对所述移动放射源进行重复探测的次数，根据获取的多次探测的移动放射源的核辐射剂量信息，确定移动放射源的移动速度；根据移动放射源的运动方向及移动速度，确定移动放射源的移动区域。

参考图7，图7为本申请的放射源定位***的设备图，包括若干个用于放射源进行核辐射探测的移动通信终端、用于传输移动通信终端探测的信息的通信模块和用于接收通信模块传输过来的信息并对信息进行分析与处理进而实现对未知放射源进行定位的服务器；其中，通信模块包括有线通信模块和无线通信模块；服务器通过有线和无线方式与通信模块连接；服务器包括信息查询与获取模块和地图获取模块。

参见图8，图8为移动通信终端***的结构框图；包括：辐射探测器模块、核辐射数据采集电路、处理器、定位模块、时间模块、发射模块和安装于其内部的核辐射探测客户端；辐射探测器模块可以选用直径2mm、长度1cm且带有云母窗的扁平型盖革计数管或能量补偿硅二极管探测器中的一种，可探测α、β、γ射线；处理器与核辐射数据采集电路、定位模块、时间模块和发射模块连接，对它们进行控制；辐射探测器模块与核辐射数据采集电路连接；定位模块可获取所在点的位置信息；时间模块可获取探测时的时间信息；核辐射数据采集电路包括依次连接的前置放大模块、程控放大模块和模数转换模块。

虽然结合具体实施例对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但并非是对本专利保护范围的限定。在权利要求书所限定的范围内，本领域的技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改或调整仍受本专利的保护。

Claims (11)

1.一种放射源定位方法，其特征是，包括：

初始化设置待测放射源的核素及预警剂量信息；

使用多个移动通信终端在多个探测点对放射源进行核辐射探测；

获取探测点的核辐射剂量信息、位置信息和时间信息；

比较核辐射剂量信息和预警剂量信息，判定是否大于预警剂量值；

若大于预警剂量值，发送报警信息，并选定探测点探测区域为再探测区域；

在所述再探测区域再进行至少两次核辐射探测，根据至少两次的核辐射剂量信息，判断放射源的性质；

若放射源为固定放射源，使用多个移动通信终端在所述再探测区域进行多次核辐射探测，根据探测的核辐射剂量信息及核辐射剂量信息与距离的关系，对所述固定放射源进行定位；

若放射源为移动放射源，使用多个移动通信终端在所述再探测区域进行多次核辐射探测，根据探测的核辐射剂量信息及核辐射剂量信息与距离的关系，对所述移动放射源进行定位，确定移动放射源的运动方向；同时，设定对所述移动放射源进行重复探测的次数，根据获取的多次探测的核辐射剂量信息，确定移动放射源的移动速度；根据移动放射源的运动方向及移动速度，确定移动放射源的移动区域。

2.根据权利要求1所述的放射源定位方法，其特征是，所述对固定放射源进行定位和对移动放射源进行定位的具体步骤均包括：

根据探测的核辐射剂量信息及核辐射剂量信息与距离的关系，计算得到再探测区域内每个探测点到放射源之间的距离；核辐射剂量信息与距离的关系为：

$D=1.7*{10}^3*\frac{n_v*C*E_r*{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{en}}}{\mathrm{\ρ}*L}*T$

其中，D为核辐射剂量；μ_en为核素在空气中的质能吸收系数；n_v为核素每次蜕变发送γ光子的分额；E_r为γ光子的能量；C为放射源的强度；ρ为当地的空气密度；T为测量时间；

根据再探测区域内多个探测点的位置信息，确定再探测区域的地图；

按照地图的比例尺将再探测区域内每个探测点到放射源之间的距离进行缩小；

分别以每个探测点为圆心，A倍缩小后的距离为半径，在所述地图上画圆，直至多个圆有共同交点为止，获取共同交点的定位坐标，即放射源的定位坐标；

其中，对A任意设定一个初始值，每次画圆完成后，在原来的基础上，自动增加一个初始值。

3.根据权利要求1或2所述的放射源定位方法，其特征是：对所述固定放射源进行定位包括：

对所述固定放射源进行初步定位和重定位；

判断初步定位和重定位的定位坐标是否一致；

若定位坐标一致，获取定位坐标；

若定位坐标不一致，判断定位坐标的误差是否小于1％；

若误差小于1％，获取固定放射源的定位坐标；

若误差大于1％，再次对固定放射源进行定位，直至误差小于1％为止。

4.根据权利要求1或2所述的放射源定位方法，其特征是：所述对所述移动源进行定位，确定移动放射源的运动方向具体包括：

对移动放射源进行一次定位和二次定位，获取移动放射源的一次定位坐标和二次定位坐标；

根据一次定位坐标和二次定位坐标，确定移动放射源的运动方向。

5.根据权利要求1所述的放射源定位方法，其特征是，在所述再探测区域再进行至少两次探测，根据至少两次的核辐射探测信息，判断放射源的性质；具体包括步骤：

在所述再探测区域再进行两次探测，根据两次探测的核辐射剂量值P₁、P₂，判断放射源是否移动；具体包括：

对∣P₁-P₂∣保留小数点后1位进行取值，判断取得的值是否大于0；

当大于0时，放射源为移动放射源；

当等于0时，放射源为固定放射源。

6.根据权利要求1所述的放射源定位方法，其特征是，所述初始化设置待测放射源的核素及预警剂量信息具体包括：

设置待测放射源为α、β或γ核素；

设置安全区域内的预警剂量为15uGy/h。

7.根据权利要求1所述的放射源定位方法，其特征是，所述使用多个移动通信终端在多个探测点对放射源进行核辐射探测具体包括：

使用设置于移动通信终端中的核辐射探测器模块在探测点进行核辐射探测，得到核辐射信号；

采用设置于移动通信终端中的核辐射数据采集电路对所述核辐射信号进行处理，得到探测点的核辐射剂量信息；

利用设置于移动通信终端中的定位模块和时间模块分别获取探测点的位置信息和时间信息。

8.一种放射源定位***，其特征是，包括：

初始化设置模块，用于对待测放射源的核素及预警剂量信息进行初始化设置；

放射源探测模块，用于在多个探测点对放射源进行核辐射探测；

探测信息获取模块，用于获取所述放射源探测模块在多个探测点进行核辐射探测时得到的核辐射剂量信息、位置信息和时间信息；

比较模块，用于将核辐射剂量信息与预警剂量信息进行比较；

选择模块，用于根据比较结果选定再探测区域；若某个探测点的核辐射剂量信息大于预警剂量信息，选定所述探测点探测区域为再探测区域；

放射源性质判断模块，用于在所述再探测区域再进行至少两次核辐射探测，根据至少两次的核辐射剂量信息，对放射源的性质进行判断；

固定放射源定位模块，用于根据使用多个移动通信终端在所述再探测区域进行多次探测的核辐射剂量信息及核辐射剂量信息与距离的关系，对所述固定放射源进行定位；

移动放射源定位及移动区域确定模块，用于根据使用多个移动通信终端在所述再探测区域进行多次探测的核辐射剂量信息及核辐射剂量信息与距离的关系，对所述移动放射源进行定位，确定移动放射源的运动方向；同时，设定对所述移动放射源进行重复探测的次数，根据获取的多次探测的核辐射剂量信息，确定移动放射源的移动速度；根据移动放射源的运动方向及移动速度，确定移动放射源的移动区域。

9.根据权利要求1所述的放射源定位***，其特征是，还包括通信模块，用于将再探测区域信息及在再探测区域内的探测点探测时获取的核辐射剂量信息、位置信息及时间信息传递至放射源性质判断模块。

10.根据权利要求8所述的放射源定位***，其特征是，所述放射源探测模块包括：

核辐射探测器模块，用于在探测点进行核辐射探测，得到核辐射信号；

核辐射数据采集电路，用于对所述核辐射信号进行处理，得到核辐射剂量信息；

定位模块，用于对探测点的位置信息进行定位，得到所述探测点的经度和纬度信息；

时间模块，用于获取在探测点进行探测时的时间信息。

11.根据权利要求10所述的放射源定位***，其特征是，所述核辐射数据采集电路包括：

前置放大模块，用于将接收到的核辐射信号进行一级放大处理；

程控放大模块，用于将一级放大处理后的信号进行再次放大；

模数转换模块，用于将再次放大的信号从模拟量转化成数字量，得到核辐射剂量信息。