【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于辐射测量，具体涉及一种厂房三维辐射剂量场的实时监测方法和基于该实时监测方法对厂房三维辐射剂量场进行实时监测的系统。
技术介绍
1、在核动力厂、核后处理厂等厂区，辐射剂量较高的区域通常位于特定的厂房或厂房内特定区域。如核动力厂中的放射源库、反应堆厂房、核辅助厂房、固体废物处理厂房、乏燃料暂存库等厂房。辐射工作人员位于上述厂房内工作所受到的剂量贡献是其年有效剂量的主要来源；在核设施停修工况下，上属厂房工作人员较为集中，上述厂房同样为企业集体剂量重要来源。
2、若位于上述厂房的工作人员可实时了解厂房辐射剂量的分布和变化，结合人员位置信息，通过后台的实施分析，对辐射工作人员的工作路径、停留时间、工作时间段等提出优化建议。将能有效降低辐射工作人员年有效剂量以及企业集体剂量。
3、在核应急条件下，快速获取和了解厂房空间辐射剂量分布以及辐射剂量场的可能变化趋势，将可为应急决策、应急响应提供有力的技术保障。
4、另外，实时获取厂房三维空间辐射场，在乏燃料转移、大修、探伤等特殊工况下实现实时动态调整辐射分区，降低工作成本提高效率，同样具有重要的意义。
5、目前获取三维空间辐射剂量场的方法大致可分类3类别。一是在厂房三维空见内布置网状辐射剂量探测器进行实时监测，根据实施监测结果插值得到三维空间辐射剂量场；二是通过三维扫描技术现场获取空间几何参数，并根据辐射源项目数据，采用蒙特卡洛方法现场计算获得厂房三维辐射剂量场；三是通过辐射源项数据，采用点核积分等近似理论计算获取空间三维符合剂量。目前
6、1)通过网状布置辐射剂量探测器的方法成本高，需要大量的探测器，且对于大多数厂房，往往不具备布置大量探测器的条件。
7、2)采用现场蒙特卡洛模拟计算的方法，由于蒙特卡洛方法需模拟大量的粒子输运才能获得一定精度的模拟结果。普通的计算机服务器不具备在较短时间内获得有效的计算结果，该方法不能实现厂房三维辐射场的实时重构。
8、3)基于源项数据的理论简化计算方法，在厂房结构或源项条件较为复杂的条件下，该理论简化计算得到的辐射剂量场存在较大的误差。
技术实现思路
1、有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是结合蒙特卡洛模拟、大数据、人工智能、室内定位等技术，提供一种厂房三维辐射剂量场的实时监测方法。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
3、一种厂房三维辐射剂量场的实时监测方法，包括如下步骤：
4、基于厂房设计辐射源项和厂房三维几何模型，计算得到厂房三维辐射剂量场基础数据库；
5、由固定点剂量探测器、移动剂量探测器、定位基站、定位标签构成位置与剂量测量系统；
6、采用人工智能厂房辐射数字孪生系统，以位置与剂量测量系统的输出结果、厂房实时辐射源项、厂房三维几何模型、厂房三维辐射剂量场基础数据库数据为输入，输出包括实时重构的厂房三维辐射剂量场，并进行厂房三维辐射剂量基础数据优化与补充、存储分析与优化管理和实时信息反馈。
7、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述厂房设计辐射源项为该厂房预计出现的放射性核素种类、活度以及放射源的几何形状、空间位置数据所构成的数据集。
8、根据本专利技术的一些优选实施方面，根据所述厂房设计源项和所述厂房三维几何模型，采用蒙特卡洛模拟的方法计算出包含全部设计源项的厂房内三维辐射剂量场数据，形成厂房三维辐射剂量场基础数据库。
9、根据本专利技术的一些优选实施方面于，所述定位基站和所述定位标签构成人员位置定位系统，所述固定点剂量探测器和所述移动剂量探测器构成剂量测量系统。
10、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述定位标签安装于所述移动剂量探测器中，由人员携带或佩戴；所述固定点剂量探测器安装于厂房空间剂量场的空间特征点位。通过所述位基站和所述定位标签可获得人员实时位置，通过所述移动剂量探测器可获得人员所处位置的实时辐射剂量。
11、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述空间特征点位由厂房三维辐射剂量场基础数据库中的三维数据提取得到。所述空间特征点位为空间辐射场中剂量梯度在三个维度变化均较大的点位，所述特征点位用于安装所述固定点剂量探测器。
12、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述位置与剂量测量系统的输出结果包括所述固定点剂量探测器的位置和实时剂量测量结果、所述移动剂量探测器的位置和实时剂量测量结果。
13、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述厂房实时三维辐射剂量场数据的重构为：根据厂房内所述固定点剂量探测器、移动剂量探测器的实时剂量测量结果和位置信息，采用特征点匹配的方法对厂房三维辐射剂量场基础数据库内的数据进行匹配，并根据各特征点剂量测量结果与匹配结果的差异对匹配后的厂房三维剂量数据进行修正，得到重构后的厂房实时三维辐射剂量场数据。
14、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述厂房三维辐射剂量基础数据优化与补充为：当所述厂房实时辐射源项超出预设辐射源项范围时，调用所述蒙特卡洛模拟模块，计算该辐射源项下的厂房三维辐射剂量场数据；并通过该源项条件下的固定点剂量探测器和移动剂量探测器测量结果对模拟计算结果进行验证，验证通过后，该源项和对应的厂房三维辐射剂量场数据将补充至所述厂房三维辐射剂量基础数据库中。
15、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述的存储与优化管理为：存储信息为人员在厂房内的实时径路、剂量、时间等数据信息，通过实时对该人员的历史累积信息进行分析，对工作人工人员的工作提出优化管理建议，达到提高工作效率和降低人员受照风险。即，实时收集存储人员在厂房内的径路、剂量、时间等数据信息，通过有效的数据分析、历史回溯、未来推演等方法，对人员的工作路径、工作时间等提出优化管理建议。
16、根据本专利技术的一些优选实施方面，所述的实时信息反馈为：结合当前厂房三维辐射剂量场、人员位置、人员位置处辐射剂量以及辐射人员历史数据等信息，对辐射工作人员的巡检路径、停留时间、停留区域等信息实时反馈至现场辐射工作人员终端设备，特别在应急条件下，反馈信息包括撤离路径、辐射风险等。即，结合当前厂房三维辐射剂量场、人员历史数据等信息，将厂房剂量分布、可能存在的辐射风险、应急条件下的空间剂量变化趋势、撤离路径等信息实时反馈至辐射工作人员终端设备，实现交互管理。
17、本专利技术的还提供了一种基于上述的实时监测方法对厂房三维辐射剂量场进行实时监测的系统，包括厂房三维辐射剂量场基础数据库、位置与剂量测量系统和人工智能厂房辐射数字孪生系统；所述厂房三维辐射剂量场基础数据库根据厂房设计辐射源项和厂房三维几何模型计算得到；所述位置与剂量测量系统由固定点剂量探测器、移动剂量探测器、定位基站、定位标签构成；所述人工智能厂房辐射数字孪生系统，以位置与剂量测量系统的输出结果、厂房实时辐射源项、厂房三维几何模型、厂房三维辐射剂量场基础数据库数据为输入，输出重构的厂房实时三维本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种厂房三维辐射剂量场的实时监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的实时监测方法，其特征在于，所述厂房设计辐射源项为该厂房预计出现的放射性核素种类、活度以及放射源的几何形状、空间位置数据所构成的数据集。
3.根据权利要求1所述的实时监测方法，其特征在于，根据所述厂房设计源项和所述厂房三维几何模型，采用蒙特卡洛模拟的方法计算出包含全部设计源项的厂房内三维辐射剂量场数据，形成厂房三维辐射剂量场基础数据库。
4.根据权利要求1所述的实时监测方法，其特征在于，所述定位基站和所述定位标签构成人员位置定位系统，所述固定点剂量探测器和所述移动剂量探测器构成剂量测量系统。
5.根据权利要求4所述的实时监测方法，其特征在于，所述定位标签安装于所述移动剂量探测器中；所述固定点剂量探测器安装于厂房空间剂量场的空间特征点位。
6.根据权利要求5所述的实时监测方法，其特征在于，所述空间特征点位由厂房三维辐射剂量场基础数据库中的三维数据提取得到。
7.根据权利要求1所述的实时监测方法，其特征在于，所述位置与剂量
8.根据权利要求1所述的实时监测方法，其特征在于，所述厂房实时三维辐射剂量场数据的重构为：根据厂房内所述固定点剂量探测器、移动剂量探测器的实时剂量测量结果和位置信息，采用特征点匹配的方法对厂房三维辐射剂量场基础数据库内的数据进行匹配，并根据各特征点剂量测量结果与匹配结果的差异对匹配后的厂房三维剂量数据进行修正，得到重构后的厂房实时三维辐射剂量场数据。
9.根据权利要求1所述的实时监测方法，其特征在于，所述厂房三维辐射剂量基础数据优化与补充为：当所述厂房实时辐射源项超出预设辐射源项范围时，调用所述蒙特卡洛模拟模块，计算该辐射源项下的厂房三维辐射剂量场数据；并通过该源项条件下的固定点剂量探测器和移动剂量探测器测量结果对模拟计算结果进行验证，验证通过后，该源项和对应的厂房三维辐射剂量场数据将补充至所述厂房三维辐射剂量基础数据库中。
10.一种基于如权利要求1-9任意一项所述的实时监测方法对厂房三维辐射剂量场进行实时监测的系统，其特征在于，包括厂房三维辐射剂量场基础数据库、位置与剂量测量系统和人工智能厂房辐射数字孪生系统；所述厂房三维辐射剂量场基础数据库根据厂房设计辐射源项和厂房三维几何模型计算得到；所述位置与剂量测量系统由固定点剂量探测器、移动剂量探测器、定位基站、定位标签构成；所述人工智能厂房辐射数字孪生系统，以位置与剂量测量系统的输出结果、厂房实时辐射源项、厂房三维几何模型、厂房三维辐射剂量场基础数据库数据为输入，输出重构的厂房实时三维辐射剂量场，并进行厂房三维辐射剂量基础数据优化与补充、存储分析与优化管理和实时信息反馈。
...【技术特征摘要】
1.一种厂房三维辐射剂量场的实时监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的实时监测方法，其特征在于，所述厂房设计辐射源项为该厂房预计出现的放射性核素种类、活度以及放射源的几何形状、空间位置数据所构成的数据集。
3.根据权利要求1所述的实时监测方法，其特征在于，根据所述厂房设计源项和所述厂房三维几何模型，采用蒙特卡洛模拟的方法计算出包含全部设计源项的厂房内三维辐射剂量场数据，形成厂房三维辐射剂量场基础数据库。
4.根据权利要求1所述的实时监测方法，其特征在于，所述定位基站和所述定位标签构成人员位置定位系统，所述固定点剂量探测器和所述移动剂量探测器构成剂量测量系统。
5.根据权利要求4所述的实时监测方法，其特征在于，所述定位标签安装于所述移动剂量探测器中；所述固定点剂量探测器安装于厂房空间剂量场的空间特征点位。
6.根据权利要求5所述的实时监测方法，其特征在于，所述空间特征点位由厂房三维辐射剂量场基础数据库中的三维数据提取得到。
7.根据权利要求1所述的实时监测方法，其特征在于，所述位置与剂量测量系统的输出结果包括所述固定点剂量探测器的位置和实时剂量测量结果、所述移动剂量探测器的位置和实时剂量测量结果。
8.根据权利要求1所述的实时监测方法，其特征在于，所述厂房实时三维辐射剂量场数据的重构为：根据厂房内所述固定点剂量探测器、移...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙雪峰，赵锋，杨立涛，贺一帆，朱鑫，
申请(专利权)人：苏州热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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