Sisätilapaikannus säteilylähteiden turvajärjestelyissä

Abstract

Säteilyturvakeskus hyödyntää GPS:ää (Global Positioning System) ympäristön säteilyhavainnointiin. GPS paikannusta ei voida kuitenkaan hyödyntää säteilylähteiden paikantamiseen sisätiloissa, koska näköyhteys satelliitteihin menetetään.

Sisätilapaikannusta käytetään enimmäkseen teollisuudessa ja terveydenhuollossa. Teollisuus hyödyntää paikannusta tavaroiden jäljittämiseen ja terveydenhuolto sairaalalaitteiden ja ihmisten paikantamiseen. Nykyiset kaupalliset sisätilapaikannusjärjestelmät perustuvat sormenjälki menetelmään, jotka hyödyntävät olemassa olevaa langatonta lähiverkkoa. Menetelmässä kohteen paikan laskenta perustuu WLAN-tukiasemien lähettämän radiosignaalin voi-makkuuden mittaamiseen.

Tämän opinnäytetyön tavoitteena on tutkia yleisesti sormenjälki menetelmään perustuvia sisätilapaikannusjärjestelmiä ja erityisesti niiden soveltuvuutta ad hoc tyyppisessä säteilylähteiden paikantamisessa. Sormenjälki menetelmän soveltuvuutta on evaluoitu käytännössä Cisco Systemsin ja Ekahaun ohjelmistoilla ja laitteilla. Työn tarkoituksena on osoittaa, miten sormenjälki menetelmää voidaan hyödyntää säteilylähteiden paikantamisessa.

Tämän tutkimuksen metodiikkana on toiminta- ja suunnittelutieteellinen tutkimus. Tutkimuksen lähtökohdaksi asetettiin yleisesti tunnettu konstruktio STUKin alueelta, koska tämän tutkimuksen kontribuutio ei ole valmistaa uutta sisätilapaikannusjärjestelmää vaan tutkia sen soveltamista säteileylähteiden paikantamiseen. Tässä tutkimuksessa on hyödynnetty sisätilapaikannukseen liittyvää tieteellistä kirjallisuutta ja julkaisuja, jotka toimivat tämän tutkimuksen teoreettisena viitekehyksenä.

Työssä rakennettiin konstruktio säteilylähteiden paikantamiseksi. Työn soveltavan osan pyrkimyksenä oli luoda sovellus paikka- ja säteilymittaustiedon yhdistämiseksi tietokantatasolla ja esittää tulos graafisesti rakennuksen pohjakartalla.

Työssä voitiin osoittaa, että säteilylähteiden paikantaminen on mahdollista perustuen langatonta lähiverkkoa hyödyntävään sormenjälki menetelmään. Työläästä ja aikaa kulutuvasta käyttöönotosta johtuen sormenjälki menetelmään perustuvat sisätilapaikannusjärjestelmät eivät sovellu ad hoc -tyyppiseen paikantamiseen, jossa järjestelmän nopea käyttöönotto vieraassa ympäristössä on perusvaatimus.

The Use of Indoor Positioning System for the Security Arrangement of Radiation Sources

The Radiation and Nuclear Safety Authority of Finland (STUK) takes advantage of Global Positioning System -technology in radiation level measurements. For the indoor positioning of radiation sources, however, the GPS- technology is not applicable due to lost of direct line of-sight to the satellites.

Mainly the indoor positioning is being used in the industry and healthcare. Within the industry it is used i.a. for tracking goods and within the healthcare for locating equipment and people. The indoor positioning systems on the market today are based on the fingerprinting method which utilises the existing wireless LANs. When applying the fingerprinting method the calculation of the location of an item is based on the measurement of the received signal strengths of the wireless LAN actionpoint’s.

The goal of this master’s thesis was to study the positioning systems which are based on the fingerprinting method in general and, especially, their suitability for locating radiation sources in case of ad hoc needs and basis. The applicability of the fingerprinting method was evaluated in practise by using the equipment and software provided by Cisco Systems and Ekahau Inc. The objective of this thesis was to evaluate how the fingerprinting method could be applied to locate radioactive sources.

The methodology followed in this thesis is the one typical to applied sciences. The starting point for the study was to setup a well known construction within the STUK premises, since the contribution of this study was not to prepare any new indoor positioning systems but, in stead of that, to study its applicability for locating radioactive sources. In this master’s thesis, the scientific literature and technical articles dealing with the indoor positioning technology, was taken full advantage and it also forms the theoretical basis of the study.

Within this work the measuring environment with all the constructions needed was established to locate radioactive sources. The applied part of the thesis effort was to set up the application for binding together the radiation measurement data and location data in the database and, to represent the results on the building layout plan.

This study was able to demonstrate that it is possible to track radioactive sources by utilizing indoor positioning systems based on the wireless local area network. Due to the very laborious and time consuming implementation of the indoor positioning systems using the fingerprinting method, however, the conclusion is that they are not well applicable for tracking in case of ad-hoc needs, in which a fast set up of the system in a foreign environment is the very basic requirement.