一种用于辐射剂量评价的居民膳食消费估算方法及系统

摘要

本发明涉及一种用于辐射剂量评价的居民膳食消费估算方法及其系统，属于核设施辐射影响评价领域，基于核设施气载流出物环境释放特征及厂址环境特征，经评估确定居民膳食消费调查范围及调查样本数，以规范的电子化调查问卷输入，通过概率论统计方法对核设施厂址周边公众膳食消费情况进行表征，最终达到真实反映核设施周边居民饮食习性，满足核设施公众辐射剂量评价需要的技术效果。采用本发明公开的一种用于辐射剂量评价的居民膳食消费估算方法及其系统，能够合理确定居民膳食调查样本数以及消费量统计准则，对核设施厂址周边公众的膳食消费情况进行表征，可以使得公众辐射剂量评估结果更真实反映核设施运行的辐射影响。

说明书

技术领域

本发明属于核设施辐射影响评价领域，具体涉及一种用于辐射剂量评价的居民膳食消费估算方法及其系统。

背景技术

核设施公众辐射剂量评价是指定量估计放射性核素释放到环境中后对周边公众的辐射影响，包括：源项释放预测、环境输运转移模拟、剂量估算几个步骤。

食入途径是核设施辐射环境影响主要途径之一，估算人类通过食用食物或饮水方式摄入放射性核素所致的辐射影响是核设施辐射环境影响。如何获取核设施周边公众有代表性的膳食消费量是进行核设施周边公众食入途径剂量估算的关键。目前，核设施周边公众膳食消费调查中问卷分发较随性，针对性差、效率低，数据统计依据的也是调查人员工程实践经验，不确定性及人为因素影响大，继而可能影响公众剂量评价结果的准确性和可行性。

为了进一步提升调查的效率和调查数据质量，规范调查数据的统计分析，建立一种用于公众辐射剂量评价的居民膳食消费调查与评价系统是十分必要的，可为我国核设施公众剂量评价提供技术支撑。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于辐射剂量评价的居民膳食消费估算方法及其系统。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

第一方面，一种用于辐射剂量评价的居民膳食消费估算方法，所述方法包括以下步骤：

S1、获取核设施厂址环境特征数据和核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据并将其转化成大气扩散模型可识别的格式；

S2、将获取的所述核设施厂址环境特征数据和所述核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据输入所述大气迁移扩散模型，根据输出的参数值确定核设施厂址居民膳食消费量调查实施范围及样本数；

S3、向确定的调查对象发放居民膳食消费量调查问卷，并获取相应调查数据；

S4、对获取的居民膳食消费量调查数据进行分析，据此计算核设施厂址代表性的居民膳食消费量。

进一步,所述厂址环境特征数据包括厂址人口分布及人口特征数据以及气象数据。

进一步,所述厂址人口分布及人口特征数据包括评价范围内不同方位和距离，不同年龄组的人口分布，以及评价范围内公众的职业、民族以及生活方式特征数据；

所述厂址特征气象数据为代表性气象站近三年连续一年的逐时地面气象数据，所述厂址特征气象数据包括气象数据以及站点信息；

所述气象数据包括风向、风速、降水量的、温度、湿度、总云、低云以及站点压力数据；

所述站点信息包括经纬度、观测高度以及站点编号；

所述气载流出物环境释放特征数据包括污染核素种类及其环境释放速率、年释放总量，排放口烟囱高度、烟囱内径、出口烟气速率、临近建筑物高度和相对位置坐标，所述相对位置为临近建筑物相对于排放口的相对位置。

进一步,骤S2包括子步骤：

S201、将获取的所述核设施厂址环境特征数据和所述核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据输入所述大气迁移扩散模型，以根据输入数据输出放射性核素环境迁移情况；

S202、通过分析所述核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据以及可能的环境影响，确定核设施周边居民膳食消费现场调查的实施范围；为满足居民膳食消费量估算的需要，确定居民膳食消费调查样本数。

进一步,步骤S3中所述调查数据包括被调查对象各类型食品日消费量以及食品的产地来源。

进一步,步骤S3包括统计居民各类型食品消费有效信息条数、各调查分类组别的平均值

进一步,步骤S3包括以调查获取的核设施周边居民膳食消费量调查数据为基础，估算不同组居民的各类型食物消费量M 95％置信度的估值区间。

进一步,通过以下公式估算不同组居民的各类型食物消费量M 95％置信度的估值区间：

进一步,采用区间上限值

第二方面，一种用于辐射剂量评价的居民膳食消费估算系统，用于实施第一方面及其任一可选实施方式中所述的一种用于辐射剂量评价的居民膳食消费估算方法，所述系统包括厂址环境特征数据获取模块、调查实施范围及样本数确定模块、调查数据获取模块、居民膳食消费量数据计算模块以及信息管理模块；

所述厂址环境特征数据获取模块用于获取核设施厂址环境特征数据和核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据并将其转化成大气扩散模型可识别的格式；

所述调查实施范围及样本数确定模块，用于将获取的所述核设施厂址环境特征数据和核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据输入所述大气迁移扩散模型，根据输出的参数确定核设施厂址居民膳食消费量调查实施范围及样本数；

所述调查数据获取模块，用于向确定的调查对象发放居民膳食消费量调查问卷，并获取相应调查数据；

所述居民膳食消费量数据计算模块，用于对获取的居民膳食消费量调查数据进行分析，据此计算核设施厂址代表性的居民膳食消费量；

所述信息管理模块，用于对所述厂址环境特征数据获取模块、所述调查实施范围及样本数确定模块、所述调查数据获取模块以及所述居民膳食消费量数据计算模块中的输入数据、中间数据和输出数据进行管理，包括各种数据的存储、输出和查询。

本发明的效果在于：本发明所公开的一种用于辐射剂量评价的居民膳食消费估算方法及其系统，基于核设施厂址气载流出物环境释放特征及环境特征，经评估确定居民膳食消费调查范围及调查对象，以规范的电子化调查问卷输入以及概率论统计方法，提供该厂址代表性的居民年膳食消费量，提高调查评估效率和准确度，满足核设施公众辐射剂量评价的需要。

附图说明

图1为本发明实施例示出的一种用于辐射剂量评价的居民膳食消费估算系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

实施例一

本发明实施例提供一种用于公众辐射剂量评价的居民膳食消费调查方法，所述方法包括以下步骤：

S1、获取核设施厂址环境特征数据和核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据并将其转化成大气扩散模型可识别的格式。

厂址环境特征数据包括厂址人口分布及人口特征数据(包括年龄、职业等)以及气象数据。

厂址人口分布及人口特征数据包括评价范围内不同方位和距离，不同年龄组的人口分布，以及评价范围内公众的职业、民族、生活方式等特征数据。

厂址特征气象数据为代表性气象站近三年连续一年的逐时地面气象数据，包括风向、风速、降水量的、温度、湿度、总云、低云、站点压力等气象数据和经纬度、观测高度以及站点编号等站点信息。

核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据包括污染核素种类及其环境释放速率、年释放总量，排放口烟囱高度、烟囱内径、出口烟气速率、临近建筑物高度和相对位置坐标，相对位置为临近建筑物相对于排放口的相对位置。

系统模块将获取的核设施厂址环境特征数据和核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据转化成大气扩散模型可识别的格式。

S2、将获取的核设施厂址环境特征数据和核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据输入大气迁移扩散模型，根据输出的参数确定核设施厂址居民膳食消费量调查实施范围及样本数。

将获取的核设施厂址环境特征数据和核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据输入大气迁移扩散模型，大气迁移扩散模型通过输入数据输出放射性核素环境迁移特征。

通过分析核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据以及可能的环境影响，确定核设施周边居民膳食消费现场调查的实施范围；通过分析调查范围内居民的生活习性资料(职业、年龄、行为方式等)，根据环境影响评价的需求，确定居民膳食消费调查的分组及分类原则；为满足居民膳食消费量估算的需要，确定居民膳食消费调查样本数。

S3、向确定的调查对象发放居民膳食消费量调查问卷，并获取相应调查数据。

选择符合要求的调查对象进行居民膳食消费调查，并获取相应调查数据。

调查数据包括被调查对象各类型食品日消费量、食品的产地来源等。

S4、对获取的居民膳食消费量调查数据进行分析，据此计算核设施厂址代表性的居民膳食消费量。

对获取的居民膳食消费量调查数据进行分析，分析内容包括统计不同组居民的年龄、职业、生活方式特征，不同组居民各类型食品消费有效信息条数、各调查分类组别的平均值以及标准差。

国际放射性委员会ICRP101号报告中已明确提出，在确定论评价(我国目前采用)中，由于不确定性的影响，当缺乏具体的当地特征资料时，采用生活习性资料分布范围的95％作为年摄入量是一种谨慎的做法。

采用概率论统计方法，以调查获取的核设施周边居民膳食消费数据为基础，估算不同组居民的各类型食物年消费量95％置信度的估值区间范围，采用区间上限值作为用于核设施公众辐射剂量评价的公众膳食消费量，将依此方式得到的居民各类型膳食消费量结果汇总作为用于核设施公众辐射剂量评价中采用的居民膳食年消费量。

由于核设施周边同类型居民膳食消费量数据M呈正态分布规律，以调查获取的核设施周边居民膳食消费调查数据为基础，估算不同组居民的各类型食物消费量M 95％置信区间的估值区间范围为：

实施例二

如图1所示，本发明实施例公开一种用于辐射剂量评价的居民膳食消费估算系统,用于实现实施例一中公开的一种用于辐射剂量评价的居民膳食消费估算方法。

本实施例提供一种用于公众辐射剂量评价的居民膳食消费调查系统100，所述系统100包括厂址环境特征数据获取模块101、调查实施范围及样本数确定模块102、调查数据获取模块103、居民膳食消费量数据计算模块104以及信息管理模块105。

厂址环境特征数据获取模块101用于获取核设施厂址环境特征数据和核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据并将其转化成大气扩散模型可识别的格式。

厂址环境特征数据包括厂址人口分布及人口特征数据(包括年龄、职业等)以及气象数据。

厂址人口分布及人口特征数据包括评价范围内不同方位和距离，不同年龄组的人口分布，以及评价范围内公众的职业、民族、生活方式等特征数据。

厂址特征气象数据为代表性气象站近三年连续一年的逐时地面气象数据，包括风向、风速、降水量的、温度、湿度、总云、低云、站点压力等气象数据和经纬度、观测高度以及站点编号等站点信息。

气载流出物环境释放特征数据包括污染核素种类及其环境释放速率、年释放总量，排放口烟囱高度、烟囱内径、出口烟气速率、临近建筑物高度和相对位置坐标，相对位置为临近建筑物相对于排放口的相对位置。

调查实施范围及样本数确定模块102，用于将获取的核设施厂址环境特征数据和核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据输入大气迁移扩散模型，根据输出的参数值确定核设施厂址居民膳食消费量调查实施范围及样本数。

调查实施范围及样本数确定模块102包括大气迁移扩散模型，将获取的核设施厂址环境特征数据和核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据输入大气迁移扩散模型，大气迁移扩散模型通过输入数据计算并输出放射性核素环境迁移特征。

通过分析核设施运行工况下的气载流出物环境释放特征数据以及可能的环境影响，确定核设施周边居民膳食消费现场调查的实施范围；通过分析调查范围内居民的生活习性资料(职业、年龄、行为方式等)，根据环境影响评价的需求，确定居民膳食消费调查的分组及分类原则；为满足居民膳食消费量估算的需要，确定居民膳食消费调查样本数。

调查数据获取模块103，用于向确定的调查对象发放居民膳食消费量调查问卷，并获取相应调查数据。

调查数据获取模块103选择符合要求的调查对象进行居民膳食消费调查，并获取相应调查数据。

调查数据包括被调查对象各类型食品日消费量、食品的产地来源等。

调查数据获取模块103包括调查问卷输入模块103a,调查问卷输入模块103a包括客户端软件、硬件环境及配置要求设置单元、问卷管理单元。其中，客户端最低硬件配置要求为CPU，I3/1600；内存，2G；硬盘，100G，网卡，10/100M；客户端软件要求是android系统，版本在6.0以上。

问卷管理单元用于客户端登陆、合格被调查对象信息管理以及调查信息填写规范。

居民膳食消费量数据计算模块104，用于对获取的居民膳食消费量调查数据进行分析，据此计算核设施厂址代表性的居民膳食消费量。

居民膳食消费量数据计算模块104包括居民膳食消费数据库104a以及数据分析单元104b。

居民膳食消费数据库104a用于居民膳食消费膳食调查基础信息、调查数据以及调查数据统计分析结果存储。

其中，居民膳食消费膳食调查基础信息包括采用的膳食消费调查方法、调查时间、调查对象信息、食物构成等。

调查数据包括被调查对象各类型食品日消费量、食品的产地来源等。

调查数据统计分析结果包括居民各类型食品消费有效信息条数，各调查分类组别的平均值

数据分析单元104b用于对获取的居民膳食消费量调查数据进行分析，分析内容包括统计居民各类型食品消费有效信息条数、各调查分类组别的平均值

国际放射性委员会ICRP101号报告中已明确提出，在确定论评价(我国目前采用)中，由于不确定性的影响，当缺乏具体的当地特征资料时，采用生活习性资料分布范围的95％作为年摄入量是一种谨慎的做法。

采用概率论统计方法，以调查获取的核设施周边居民膳食消费数据为基础，估算不同组居民的各类型食物年消费量95％置信度的估值区间范围，采用区间上限值作为用于核设施公众辐射剂量评价的公众膳食消费量，将依此方式得到的居民各类型膳食消费量结果汇总作为用于核设施公众辐射剂量评价中采用的居民膳食年消费量。

由于核设施周边居民膳食消费量数据M呈正态分布规律，以调查获取的核设施周边居民膳食消费调查数据为基础，估算不同组居民的各类型食物消费量M95％置信区间的估值区间范围为：

信息管理模块105用于对厂址环境特征数据获取模块101、调查实施范围及样本数确定模块102、调查数据获取模块103、居民膳食消费量数据计算模块104中的输入数据、中间数据和输出数据的管理，包括各种数据的存储、输出和查询。

通过上述实施例可以看出，本发明公开的一种用于辐射剂量评价的居民膳食消费估算方法及其系统，基于核设施厂址气载流出物环境释放特征及环境特征，经评估确定居民膳食消费调查范围及调查对象，以规范的电子化调查问卷输入以及概率论统计方法，提供该厂址代表性的居民年膳食消费量，满足核设施公众辐射剂量评价的需要。

本发明所述的方法及系统并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。