Семантическая модель хранилища данных по технологическим характеристикам процессов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов низкой и средней активности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Ладин, Евгений Геннадьевич

• Ладин, Евгений Геннадьевич
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ладин, Евгений Геннадьевич

Введение.

Глава 1. Системный анализ технологических процессов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов.

1.1. Основные принципы системного анализа.

1.2. Системный анализ предметной области.;.

1.3. Классификация радиоактивных отходов и химических технологий кондиционирования РАО.

1.4. Выявление системных факторов.

Глава 2. Разработка рубрикаторов хранилища данных.

2.1. Анализ химических технологий подготовки и кондиционирования РАО.

2.1.1. Технологии иммобилизации РАО.

2.1.2. Технологии кондиционирования жидких РАО.

2.1.3. Технологии кондиционирования твердых РАО.

2.1.4. Технологии кондиционирования отработавших источников ионизирующих излучений (ИИИ).

2.2. Выбор и формализация существенных технологических параметров для составления рубрикаторов хранилища данных.

2.3. Базовый вариант рубрикаторов химико-технологических характеристик процессов подготовки и кондиционирования РАО.

Глава 3. Информационно-логическое моделирование хранилища данных.

3.1. Этапы моделирования хранилища данных.

3.1.1. Системные требования к хранилищу данных.

3.1.2. Вербальная модель.

3.1.3. Семантическая модель.

3.2. Многомерная модель данных хранилища.

3.3. Методики заполнения и поиска в хранилище данных.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Семантическая модель хранилища данных по технологическим характеристикам процессов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов низкой и средней активности»

Актуальность темы

В мире накоплено значительное количество радиоактивных отходов (РАО), которые образовались в результате эксплуатации атомных электростанций, переработки отработанного ядерного топлива, использования источников радиоактивного излучения в науке, технике, медицине. РАО представляют большую опасность для человека и других объектов биосферы из-за их радиационного и токсического воздействия. В исходном виде РАО непригодны для хранения из-за малой механической прочности и значительной химической активности. Поэтому они подлежат кондиционированию, которое включает уменьшение объема и перевод в твердую стабильную монолитную форму с последующим долговременным хранением кондиционированных РАО в течение времени, необходимого для снижения их активности до допустимых уровней.

Технологии переработки и кондиционирования РВ и РАО [3, 21, 26, 27, 29, 46, 53, 68] на перерабатывающем комплексе МосНПО «РАДОН», в том числе и на других предприятиях системы «РАДОН», предназначены для того, чтобы обеспечить долговременное технологическое хранение кондиционированных отходов (сотни и тысячи лет). Исключительное значение имеет при этом сохранение полной информации о технологии получения каждого объекта хранения на такую же долговременную перспективу для подготовки технологических и организационных решений при нарушении кондиции отходов (или угрозе нарушения) в отдаленном будущем.

Созданные к настоящему времени информационные технологии на основе хранилищ данных позволяют обеспечить долговременное и надежное хранение информации, обеспечивая преемственность при изменении форм носителей информации.

Однако до настоящего времени практически не были проработаны методические вопросы ввода информации о химико-технологических параметрах используемых процессов кондиционирования. Это не позволяло приступить к созданию информационно-поисковой системы по объектам долговременного хранения радиоактивных отходов.

Цель работы

Целью работы является повышение эффективности поиска объектов долговременного хранения и химико-технологических параметров процессов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов низкой и средней активности для подготовки управленческих решений по обращению с радиоактивными отходами.

Для достижения указанной цели в диссертации ставятся и решаются следующие основные задачи:

• проведен системный анализ технологий переработки и кондиционирования радиоактивных отходов с целью выявления характеристик технологий, используемых в качестве рубрикаторов хранилища данных;

• проведена классификация технологий переработки и кондиционирования радиоактивных отходов и формализованы рубрикаторы хранилища данных;

• выполнено моделирование хранилища данных;

• разработана структура хранилища данных;

• разработаны методики заполнения и поиска в хранилище данных по основным технологиям для технического персонала предприятия.

Научная новизна:

• Впервые выполнен системный анализ технологий переработки и кондиционирования радиоактивных отходов с целью выявления существенных характеристик технологических процессов;

• На основе формализованных параметров основных технологий переработки и кондиционирования радиоактивных отходов разработаны рубрикаторы хранилища данных;

• Разработана многомерная модель данных по объектам долговременного технологического хранения;

• Разработана структура хранилища данных по объектам долговременного хранения и химико-технологическим характеристикам процессов переработки и кондиционирования низко- и среднеактивных радиоактивных отходов;

• Разработаны и реализованы методики заполнения и поиска в хранилище данных для технического персонала предприятия.

Практическая значимость работы заключается в следующих результатах:

• Разработан базовый вариант рубрикаторов химико-технологических характеристик процессов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов низкой и средней активности;

• Разработана методика заполнения хранилища данных для использования технологическим персоналом в МосНПО «Радон»;

• Методика работы информационно-поисковой системы используется в учебном процессе МИТХТ им. М. В. Ломоносова при изучении дисциплины «Теория информационных систем».

Апробация работы: Основные результаты работы были доложены на международных и всероссийских конференциях «Математические методы в технике и технологии (ММТТ-2004)», VIII Международном симпозиуме молодых ученых, аспирантов и студентов «Техника экологически чистых производств в XXI веке: Проблемы и Перспективы», XII Международной студенческой школе-семинаре «Новые информационные технологии».

Публикации: Результаты диссертационной работы опубликованы в 8 печатных трудах, в том числе 4 статьях, 4 публикациях в сборниках трудов и тезисов докладов конференций и семинаров.

Структура и объем диссертации: Работа состоит из введения, трех глав и заключения, изложенных на 92 страницах, включая библиографию из 93 источников, 10 рисунков и 12 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Ладин, Евгений Геннадьевич

Заключение

В работе получены следующие основные результаты.

• проведен системный анализ технологий переработки и кондиционирования радиоактивных отходов;

• выявлены системные факторы и проведена классификация радиоактивных отходов и химических технологий;

• определены и формализованы существенные химико-технологические характеристики процессов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов, которые могут быть использованы в качестве рубрикаторов хранилища данных;

• разработан базовый вариант рубрикаторов основных химико-технологических характеристик процессов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов;

• разработана семантическая модель хранилища данных по технологическим характеристикам процессов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов;

• разработана структура хранилища данных на основе многомерной модели данных;

• разработана методика ввода записей в хранилище данных;

• разработана методика поиска данных для прямой и обратной задач информационно-поисковой системы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ладин, Евгений Геннадьевич, 2006 год

1. Анфилатов B.C., Емельянов А.А., Кукушкин А.А. Системный анализ в управлении. М.: Финансы и статистика, 2003.

2. Артемов Д. В., Погульский Г. В., Альперович М. М„ Microsoft SQL Server 7.0 для профессионалов: установка, управление, эксплуатация, оптимизация. М.: Издательский отдел "Русская редакция". - 1999. - 576 с.

3. Арустамов А.Э., Ожован М.И., Полуэктов П.П. и др. Устройство для захоронения высокоактивных источников ионизирующего излучения. Авторское свидетельство №1350663, Бюлл. откр. и изобр. №41, с. 202.

4. Архипенков С., Голубев Д., Максименко О., Хранилища данных. М.:Диалог-МИФИ, 2002.

5. Ахупов В.Д., Брыкин С.Н., Попова Ю.Н., Серебряков И.С., Якушев С.А. Организация учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных отходов. «Атомная энергия», №2,2001.

6. Бирюков А. Системы принятия решений и Хранилища Данных. Системы управления базами данных № 4,1997

7. Бритов П. А., Липчинский Е.А. Практика построения хранилищ данных: SAS System / Корпоративные системы, № 3,1999

8. Брыкин С.Н., Брыкина Г.В., Якушев С.А. Создание информационной подсистемы для системы государственного учета и контроля РВ и РАО. «Экология и жизнь», №3, 2001.

9. Брыкин С.Н., Серебряков И.С., Якушев С.А Отчет по теме: "Обработка данных первичной инвентаризации РВ и РАО, формирование сводных результатов по отрасли", М., 2001г.

10. Брыкин С.Н., Серебряков И.С., Якушев С.А. Разработка БД по системе учета и контроля РВ и РАО. Материалы международного проекта РАДИНФО «Вопросы разработки базы мета-данных по радиационным объектам Советского ядерного комплекса», Москва, ВНИИХТ, 2003г.

11. Брыкин С.Н., Якушев С.А. Разработка баз данных и системы классификации и кодирования для системы государственного учета и контроля РВ и РАО. «Ученые записки МИТХТ», М„ МИТХТ, №5,2002, с.65-66.

12. Брыкина Г.В., Серебряков И.С. Критерий оценки воздействия выбросов ВХВ и РН на окружающую среду. Тезисы доклада. Второй международный семинар "Радиационное наследие бывшего СССР: современное состояние и проблемы реабилитации", Москва, 22-25 ноября 1999

13. Вендров A.M. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. М.: Финансы и статистика, 1998.

14. Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. СП.: Из-во СПбГТУ, 2001.

15. Вон Ким. Три основных недостатка современных хранилищ данных. Открытые системы, № 2,2003.

16. Гейн К., Сарсон Т. Системный структурный анализ: средства и методы. М.: Эйтекс, 1992.

17. Гершанов И.В., Пелихов В.П. Методы оценки полноты информационного описания предметной области. «Проблемы управления безопасностью сложных систем», №7, 1997.

18. Глушаков С.В., Третьяков Ю.В., Головаш О.А. Администрирование Oracle9i. -Харьков: Фолио, 2003. 695 с.

19. Горев А., Ахаян Р., Макашарипов С. Эффективная работа с СУБД СПб.: Питер Пресс, 1997.

20. Горштейн А. О. Разработка специального математического и программного обеспечения системы анализа и оценки химических и радиационных загрязнений мегаполиса в условиях неполноты исходных данных. Кандид, диссертация. М., МИТХТ, 2001.

21. ГОСТ 17606-81. Переработка и захоронение радиоактивных отходов. Термины и определения. М.:Изд-во стандартов, 1981.

22. ГОСТ 34.602-89 ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы.

23. ГОСТ 34.602-89 ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Термины и определения.

24. Дейт К. Введение в системы баз данных. М., Мир, 1981

25. Дмитриев С.А., Пантелеев В.И, Демкин В.И., Адамович Д.В., Свитцов А.А. Способ переработки жидких радиоактивных отходов Решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2004127180/06 (029548) от 07 октября 2005 г

26. Дмитриев С.А., Стефановский С.В., Обращение с радиоактивными отходами. Издательский центр РХТУ им.Д.И. Менделеева, Москва, 2000. 125 с.

27. Дубова Н. Устройство и назначение хранилищ данных. Открытые системы, № 4, 1998.

28. Дэн Хотка. Oracle9i. Пер. с англ. СПб.: «ДиаСофтЮП», 2002. - 560 с.

29. Ефимов К.М., Гембицкий П.А., Варлаков А.П., Горбунова О.А., Баринов А.С. Биоцидный цементный раствор. Патент РФ № 2197760 С2 , приоритет от 25.04.01 -Комитет РФ по патентам и товарным знакам, 2003, бюл. №3.

30. Иванов И.А., Стефановский С.В., Гулин А.Н. Физика и химия стекла. 1993. Т.19, №5. С. 746-754.

31. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М., Гидрометиздат, 1976. 560с.

32. Карлин Ю.В., Чуйков В.Ю., Адамович Д.В. и др. Переработка жидких радиоактивных отходов с помощью мобильных модульных установок //Атомная энергия, 2001г., т.90, вып.1,с.65

33. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М., Химия, 1971

34. Колыбанов К.Ю., Кузин Р.Е., Марковский В.В., Якушев С.А. Информационно-аналитическая система мониторинга за образованием, перемещением и хранением радиоактивных веществ и радиоактивных отходов. Сборник научных трудов МИФИ, М., 2002.

35. Конноли, Томас, Бегг, Каролин, Страчан, Анна. Базы данных: проектирование, реализация, сопровождение. Теория и практика. М., Издательский дом «Вильяме», 2001.

36. Корб В.Р., Тимофеев Е.М., Адамович Д.В. и др. Переработка жидких радиоактивных отходов, образующихся в результате ремонта и утилизации атомных подводных лодок. Журнал «Экология и промышленность России», август 2003 г. с.4-7

37. Кузнецов С.Д. Введение в системы управления базами данных //СУБД. 1995. -№1,2,3,4,1996.-№1,2,3,4,5.

38. Липаев В.В. Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: СИНТЕГ, 2002.

39. Лифанов Ф.А., Стефановский С.В., Цвешко О.Н., Лащенова Т.Н. Физика и химия стекла. 1991. Т. 17, №5. С. 810-815.

40. Львов В. Создание систем поддержки принятия решений на основе хранилищ данных. Системы управления базами данных, № 3,1997, стр. 30-40.

41. Львов М. Построение информационно-аналитической системы. Открытые системы, №4,2003.

42. Никифоров А.С., Куличенко И.И., Жихарев М.И. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. Энергоатомиздат, Москва, 1985.184 с.

43. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99), Госкомсанэпиднадзор России, М.1999

44. Обращение с радиоактивными отходами. Сб. трудов. IV Международная научно-техническая конференция 26 28 июня 2001 г./ М., 2002.

45. Отчет о НИР по теме 4.03.06 "Разработка и создание интегрального программного комплекса по региональному радиоэкологическому мониторингу на базе локальных баз данных", М., ГУП МосНПО "Радон", 2003.

46. Пржиялковский В. В. Сложный анализ данных большого объема: новые перспективы компьютеризации. Системы управления базами данных № 4,1996, стр. 71-83.

47. Ревунков Г.И. и др. Базы и банки данных и знаний. М.: Высшая школа, 1992 367 с.

48. Рикунов В.А., Польский О.Г., Коренков А.П., Вербов В.В., Соболев А.И., Ивлиев М.В., Коренков И.П., Шахбазов А.Ш., Шишкин Г.В. Уровни контроля за содержанием радионуклидов в окружающей среде г. Москвы. М.: Санитарные правила № 11,1995, 28с.

49. Романов Г.Н., Спирин Д.А., Алексахин P.M. Поведение радиоактивных веществ в окружающей среде. Природа, 1990 г., № 5.

50. Сахаров А. А. Концепции построения и реализации информационных систем, ориентированных на анализ данных. Системы управления базами данных № 4,1996, стр.55-70.

51. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.7.728-99 "Правила сбора, хранения и удаления отходов лечебно-профилактических учреждений". Утв. постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 22 января 1999 г. N 2. ГУП ЦПП,2000 г.

52. Соболев А. И., Вербова Л. Ф. Особенности статистической обработки данных радиоэкологического мониторинга // Гигиена и санитария, 2002, № 3, стр. 76 79.

53. Соболев А.И. Региональный мониторинг радионуклидов в окружающей среде. Докторская диссертация. Санкт-Петербург. Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет). 1996.

54. Соболев А.И., Тихомиров В.А., Вербова Л.Ф., Ефимов К.М. Программно-аппаратный комплекс автоматизированной подсистемы контроля радиационной обстановки // Атомная энергия, 1998, т.84, вып.5, стр. 403-409.

55. Соболев А.И., Тихомиров В.А., Вербова Л.Ф., Зубов В.Ю, Гершанов И.В., Алешин Д.В. Интегральный комплекс радиационных измерений как склад-хранилище данных радиоэкологического мониторинга. «Ядерные измерительно-информационные технологии», №1,2004.

56. Соболев И.А. Ожован М.И., Щербатова Т.Д., Батюхнова О.Г. Стекла для радиоактивных отходов. Энергоатомиздат, Москва, 1999. 240 с.

57. Соболев И.А., Арустамов А.Э., Ожован М.И.и др. Захоронение высокоактивных отработавших источников ионизирующего излучения в металлические матриц. Атомная энергия, 1989, т.66, вып.5, с.340-343.

58. Соболев И.А., Пантелеев В.И., Демкин В.И. и др. Переработка ЖРО низкого уровня активности передвижной установкой ЭКО. Журн. «Атомная энергия» т.73, вып. 6 декабрь 1992 г. с.474.

59. Соболев И.А., Тимофеев Е.М., Ожован М.И. и др. Подземное захоронение высокоактивных источников ионизирующего излучения. Препринт, 1-46. М.: ЦНИИатоминформ, 1988, с. 18.

60. Соболев И.А., Хомчик JI.M. Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах. М.: Энергоатомиздат, 1983,128 с.

61. Спирли Э. Корпоративные хранилища данных. Планирование, разработка, реализация. Том 1.: Пер. с англ. -М.: Издательскмй дом «Вильяме», 2001.

62. Стефановский С.В., Иванов И.А., Гулин А.Н. Физика и химия стекла. 1991. Т. 17, №1. С. 120-125.

63. Стефановский С.В., Лащенова Т.Н., Князев О.А. и др. Вопросы радиационной безопасности. 2003, №3. С. 21-31.

64. Стулов А. Особенности построения информационных хранилищ. Открытые системы, № 4,2003.

65. Тихомиров В.А., Соболев А.И., Вербова Л.Ф. и др. Информационно-аналитическая система радиоэкологического мониторинга. М.: «Прима», серия изданий по радиоэкологической безопасности населения, №3,1995 г.

66. Фосфатные стекла с радиоактивными отходами / Под ред. А.А. Вашмана и А.С. Полякова Москва, ЦНИИатоминформ, 1997. 172 с.

67. Чебышов С.Б., Горн Л.С., Ильин Б.А. и др. «Комплекс технических средств для построения информационно-измерительных систем мониторинга и контроля радиационной обстановки» Экологические системы и приборы № 3,1999.

68. Шумский А.А., Шелупанов А.А. Системный анализ в защите информации. М.: Гелиос АРВ, 2005.

69. Bachman, C.W. Data structure diagrams. Data Base 1,2 (Summer 1969), 4-10.

70. Bachman, C.W. Trends in database management 1975. Proc., AFIPS 1975 NCC, Vol.44, AFIPS Press, Montvale, N.J., pp. 569-576.

71. Barker Richard "CASE*Method. Entity-Relationship Modelling", Copyright Oracle Corporation UK Limited, Addison-Wesley Publishing Co., 1990

72. Barker Richard "CASE*Method. Function and Process Modelling", Copyright Oracle Corporation UK Limited, Addison-Wesley Publishing Co., 1990

73. Clark W.E., Godbee H.W. Treatment and Storage of High Level Radioactive Wastes. IAEA, Vienna, 1963. P. 412-432.

74. Clark W.E., Godbee H.W., Fitzgerald C. Laboratory Development of Processes for Fixation of High Level Radioactive Waste in Glassy Solids. 3. Wastes from the Purex Solvent Extraction Process. ORNL-3640, Oak Ridge, TN, USA. 1967.

75. Codd E. F. Relational Model Of Data for Large Shared Data Banks. Communications of the ACM. Volume 13. Number 6. — New York, London and Amsterdam: ACM, June 1970.

76. Dmitriev S.A., Srefanovsky S.V., Lashchenova T.N. et al. 6th Int. Seminar on Primary and Secondary Side Water Chemistry of Nuclear Power Plants. May 16-19,2005/ Budapest, Hungary. 2005.

77. Godbee H.W., Clark W.E. Conversion of Simulated High Level Radioactive Waste Solutions to Glassy Solids in a Pot by Rising Level Method: The RL Potglass Process. ORNL-3629, Oak Ridge, TO, USA. 1964.

78. Inmon W.H. Building the Data Warehouse, second edition. QED Publishing Group, 1996.

79. Joseph M. Firestone, Data Warehouses, Data Marts and Data Warehouses: New Definitions and New Conceptions, DKMS Brief No Six, 1999

80. Kimball R. The Data Warehouse Lifecycle Toolkit. New York: Wiley Computer Publishing, 1998.

81. S. Yasui, K. Adachi, T. Amakawa. Vaporisation behavior of Cs in plasma melting of simulated low level miscellaneous solid waste. Jpn. J. Appl. Phys, Vol. 36 (1997), pp. 57415746.

82. Shukla B.S., Vaswani G.A., Sunder Rajan N.S. Studies on the Immobilization of Sulphate-Bearing Waste in Pb0-B203-Si02 System. BARC-951, Bombay, India. 1977.

83. E.F. Codd, S.B. Codd, and C.T.Salley, Providing OLAP (on-line analytical processing) to user-analysts: An IT mandate. Technical report, 1993