автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Автоматизированный комплекс сбора и транспортировки особо-опасных грузов (РАО) на территории зоны обслуживания современного пункта захоронения радиоактивных отходов

На правах рукописи

Жунов Игорь Константинович

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС СБОРА И ТРАНСПОРТИРОВКИ ОСОБО-ОПАСНЫХ ГРУЗОВ (РАО) НА ТЕРРИТОРИИ ЗОНЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ СОВРЕМЕННОГО ПУНКТА ЗАХОРОНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ (НА ПРИМЕРЕ ГУП МОСНПО "РАДОН")

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (химическая технология)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЗ15984 1

Москва, 2007 г

003159841

Работа выполнена на кафедре Информационных технологий Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Московская государственная академия тонкой химической технологии им М В Ломоносова" и на Государственном унитарном предприятии города Москвы «Объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды» (МосНПО «Радон»)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Защита состоится " 30 "" октября " 2007 года в 14 час на заседании диссертационного совета Д 212 120 08 в Московской Государственной Академии тонкой химической технологии им М В Ломоносова по адресу 119571, г Москва, пр Вернадского, 86

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИТХТ им М В Ломоносова (119571, г Москва, пр Вернадского, 86) Автореферат диссертации размещен на сайте www mitht ru

Реферат разослан "_28_"" сентября " 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Официальные оппоненты

Соболев Андрей Игоревич доктор технических наук, профессор Ермуратский Петр Васильевич

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Брыкин Сергей Николаевич

Ведущая организация

ФГУП ВНИИХТ

доктор технических наук

Бурляева Е В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы

Начиная с 50-х годов прошлого столетия, в мире возникла новая эра масштабного применения химических элементов - радиоактивных веществ (РВ) для решения самых разнообразных народно-хозяйственных задач Реализация этого нового направления в СССР по многим причинам экономического, организационного и научно-технического характера была организована в городе Москве, где значительное количество научных, промышленных и медицинских учреждений интенсивно применяли и продолжают работать с РВ и различными радионуклидными излучателями в форме закрытых и открытых источников ионизирующего излучения (ИИИ) Любые технологические регламенты, определяющие различные схемы применения радиоактивных элементов для решения научных и производственных задач, постулируют неизбежный перевод как РВ, так и отслуживших назначенный срок годности ИИИ в разряд радиоактивных отходов (РАО) Процесс их накопления и складирования в черте города Москвы представляет потенциальную угрозу, как для населения, так и для окружающей среды

Ежегодно на территории Москвы выявляются десятки локальных участков загрязненных радионуклидами грунтов, попадающих под определение категории радиоактивные отходы Больше половины из них содержали апьфа-излучатели - изотопы 22бЯа, имеющие длительный (десятки тысяч лет) период полураспада и представляющие наибольшую опасность при поступлении в организм человека Общепризнанным способом уменьшения угрозы негативного влияния радиации на биологические организмы является утилизация РАО

Выполнение Федерального закона № 3 от 09 01 1996 «О радиационной безопасности населения» во многом зависит от мероприятий, связанных с функционированием систем, обеспечивающих утилизацию РАО, которая заключается в их переработке, иммобилизации и помещении на долгосрочное хранение в специализированные хранилища, расположенные в местах, отдаленных от населенных пунктов, имеющих определенные геологические и гидрологические характеристики Следовательно, обеспечение радиационной безопасности (РБ) связано с четкой работой цепочки место образования или выявления РАО -транспортировка РАО - прием, переработка, обеспечение безопасного хранения Контроль за соблюдением выполнения требований РБ всеми звеньями этой цепи - прерогатива регулярного химического и радиационного мониторинга

В настоящее время трудно представить себе обеспечение четкого проведения работ с РАО без организации грамотной системы учета всех проходящих с ними процессов с применением новейших компьютерных технологий

ГУП МосНПО «Радон» является головным предприятием РФ, обеспечивающим радиоэкологический мониторинг Москвы, сбор, транспортировку РАО из 10 областей Центрального региона, переработку и длительное их хранение в специальных хранилищах, обеспечивающих минимальный ущерб окружающей среде Предприятие работает с организациями различных форм собственности, имеющими РАО, а также принимает на хранение РАО с локальных участков радиационного загрязнения (УРЗ) на территории Московского региона, выявленных в результате радиационных обследований территорий Ликвидацией выявленных РАО и дезактивацией территорий занимается служба радиационных аварийных работ (PAP) предприятия

Система сбора и транспортировки РАО к месту их технологической переработки и безопасной контролируемой изоляции от человека и окружающей среды является одним из самых важных элементов в составе централизованного хранилища данных, аккумулирующего информацию по всем аспектам деятельности предприятия

Цель работы

Разработка информационной системы обеспечения радиационной безопасности крупного мегаполиса (Москва), в части совершенствования работы с поставщиками особо опасных грузов на стадии сбора и транспортировки РАО с передачей информации в ситуационный центр предприятия

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

• проведение системного анализа информационных потоков от предприятий различных форм собственности до производственного комплекса по утилизации РАО,

• разработка структурной схемы взаимодействия различных служб с позиций обеспечения радиационной безопасности населения при проведении мероприятий, связанных с утилизацией РАО,

• разработка подхода к совершенствованию системы вывода из-под контроля участков с уровнями активности, близкими к нормативным значениям РАО, на основе оценки и анализа погрешностей определения активности радионуклидов,

• разработка системы, обеспечивающей манипулирование информацией по сбору и транспортировке РАО - автоматизацию цепочки учета и обработки заявок на

вывоз РАО - фиксирование договоров - выдача плановых заданий на транспортировку - контроль выполнения задания

Научная новизна:

• проведен системный анализ предметной области, связанной со сбором и транспортировкой РАО на пункт захоронения радиоактивных отходов (ПЗРО), на основе чего разработана вербальная модель информационных потоков указанной предметной области,

• проведен анализ элементов технологической последовательности прохождения информационных потоков от предприятий-поставщиков РАО и мест их локализации до ПЗРО,

• разработан вероятностный подход к корректному отнесению объектов с повышенным уровнем радиационного фона к категории РАО, основанный на учете погрешностей, накапливающихся в результате аналитических измерительных процедур,

• разработана структура комплекса системы сбора и транспортировки РАО на территории зоны обслуживания ПЗРО

Практическая значимость.

• разработана структурная схема взаимодействия служб предприятия с позиций обеспечения радиационной безопасности населения при проведении мероприятий, связанных с утилизацией РАО, определены основные направления, требующие автоматизации,

• внедрена схема интерпретации результатов измерений удельной активности счетных образцов с участков радиационного загрязнения в информационно-аналитическую систему радиационно-экологического мониторинга,

• разработан и внедрен программный комплекс управления системой сбора и транспортировки РАО на территории зоны обслуживания ГУП МосНПО «Радон»

Апробация работы Основные результаты докладывались на научно-методических семинарах ГУП Мое НПО «Радон», II Международном симпозиуме (к юбилею академика Б Ф Мясоедова) «Разделение и концентрирование в аналитической химии и радиохимии», Краснодар, 25-30 сентября 2005, II конференции «Эколого-гигиенические проблемы регионов России и стран СНГ», 2-9 июля 2005 года г Умаг (Хорватия), Международном семинаре «Проблемы обращения с радиационным наследием реабилитация территорий и

институциональный контроль радиационно-опасных объектов» (РАДИНФО-2СЮ6), Москва, Россия, 22-24 ноября, 2006

Публикации Результаты диссертационной работы опубликованы в 7 печатных трудах, в том числе 2 статьях, 5 публикаций тезисов докладов конференций, семинаров, симпозиумов

Структура и объем диссертации Работа состоит из введения, трех глав и заключения, изложенных на 75 страницах, включая библиографию из 49 источников, 30 рисунков и 4 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении на основе анализа литературных данных рассматривается состояние вопроса, обосновывается актуальность темы исследования, определяются основные цели и задачи

Первая глава посвящена системному анализу предметной области системы сбора и транспортировки РАО от источника их возникновения до места переработки и захоронения, являющейся составной частью корпоративного хранилища данных, а также связанных с этим процессом информационных потоков

Все РАО, в зависимости от активности, технологической принадлежности и региона их нахождения, подлежат захоронению на специальных полигонах В настоящей работе рассматриваются вопросы, связанные со сбором из Центрального региона РФ РАО низкой и средней активности и их транспортировкой к месту переработки и захоронения на ПЗРО природоохранного предприятия ГУП МосНПО «Радон»

Показано, что источниками РАО являются предприятия, в технологический цикл которых входит работа с РВ и ИИИ, предприятия, не работающие с РВ, но использующие в работе оборудование, составной частью которого являются ИИИ (рисунок 1), кроме того, под категорию РАО попадают объекты окружающей среды с аномально повышенным содержанием радионуклидов - участки локального радиационного загрязнения (УРЗ), обнаруживаемые в процессе радиоэкологического обследования территорий

В основном стадии взаимодействия между организацией - поставщиком РАО и предприятием, занимающимся переработкой и захоронением РАО, следующие

1 Организация высылает в адрес ГУП МосНПО «Радон» письмо, включающее описание, объем имеющихся у него РАО, их агрегатное состояние и желательный месяц вывоза, с просьбой о заключении договора на вывоз отходов

2 Руководством предприятия принимается принципиальное решение о возможности вывоза РАО и предполагаемых технологиях их переработки, стоимости утилизации данной

партии отходов, о чем организация официально извещается Стоимость услуг, оказываемых предприятием, зависит от формы собственности предприятия-поставщика РАО Для государственных структур, оплата частично компенсируется из Московского и Федерального бюджетов Остальные структуры оплату производят полностью.

Рисунок 1 - Расположение предприятий, с территорий которых вывозились РАО на ПЗРО

3. Подписанный Договор фиксируется, заносятся все необходимые сведения об Организации, о месте временного хранения РАО, необходимом количестве "фан с порт а и предполагаемой дате вывоза

4 Транспортировка РАО к месту переработки происходит в соответствии с правилами перевозки РВ В число мероприятий, обеспечивающих безопасную транспортировку РАО, входит использование специально оборудованного транспорта, выбор оптимальных маршрутов его следования, согласованных с ГИБДД и в сопровождении их же представителей; отслеживание оперативным дежурным диспетчерского пункта с гюмошыо систем ПОИСК или НАВИГАТОР движения спецтранспорта в реальном времени

5 Служба, отвечающая за учет договоров, ежемесячно выдает плаиоеое задание транспортному цеху на вывоз РАО из организаций согласно срокам, зафиксированным в договоре По окончании месяца фиксируются фактические данные о дате вмвоза, типе задействованного транспорта, количестве маши морей сдав, километраже и пр

*

★

6 Руководству предприятия по установленной форме предоставляются регламентированные отчеты о ходе выполнения договоров, периодичность которых строго оговорена Кроме того, в случае оперативных заданий подготавливаются различного вида сводки

Помимо РАО, поступающих от предприятий, транспортировке на переработку подлежат также РАО из УРЗ, которые обнаруживают в ходе радиационных обследований территорий города

Схема взаимодействия производственных структур работе с УРЗ

1 Обнаружив превышение мощности экспозиционной дозы на участке местности отбираются пробы фунта, которые сдаются в аналитический центр для измерения радиационных параметров пробы

2 На основании полученных измерений удельной активности счетного образца, пробу относят или не относят к категории РАО, согласно существующим нормативам

3 В случае отнесения пробы к категории РАО оповещаются вышестоящие организации и служба проведения радиационно-аварийных работ, которые оконтуривают загрязненный участок, РАО с которого направляются наПЗРО

Поступающие на ПЗРО отходы принимаются согласно паспорту на партию РАО, фиксируется их агрегатное состояние, другие атрибуты РАО, входящие в паспорт Из поступившей партии РАО отбираются пробы, которые передаются в аналитическую лабораторию, где определяется физико-химический, радионуклидный состав, удельная активность выделенных нуклидов В зависимости от состава поступивших РАО определяется технология их переработки, способ иммобилизации

Процесс, связанный со сбором РАО, их транспортировкой к ПЗРО, применяемыми к ним технологиями переработки и помещением кондиционированных РАО на долгосрочное хранение в информационном плане - звенья одной цепи Тесно переплетаются с ними вопросы обеспечения радиационной безопасности населения и окружающей среды при перевозке и переработке РАО, вопросы радиоэкологического мониторинга территорий

С позиций системного анализа это - экологическая метасистема, представляющая собой замкнутый цикл из отдельных подсистем выявление РАО (мониторинг) -транспортировка РАО - переработка, кондиционирование - захоронение - и снова радиационный мониторинг С позиций информационных технологий - это связанная между собой на всех этапах информация, которая требует соответствующих способов хранения с соблюдением обеспечения однозначности кодировок однотипных сущностей и целостности данных, с возможностью быстрого доступа к ней и анализа по любому сочетанию

фактологических данных, что в настоящее время могут обеспечить лишь технологии Хранилища Данных

Каждая из указанных подсистем выполняет ряд функциональных задач, результат выполнения которых обеспечивает работу следующей подсистемы Так, например, одной из общих функций МОНИТОРИНГА является сбор сведений о РАО (как о предприятиях-поставщиках РАО, так и о местах радиационного загрязнения) Выполнение этой задачи обеспечивает работу подсистем ТРАНСПОРТИРОВКА, ПЕРЕРАБОТКА, ЗАХОРОНЕНИЕ В свою очередь, функционирование указанных подсистем требует проведения непрерывного мониторинга (радиационного контроля) окружающей среды и населения

Укрупненная структурная схема возникновения РАО и их перемещения на ПЗРО -общее пространство подсистем МОНИТОРИНГ и ТРАНСПОРТИРОВКА представлена на рисунке 2

Рисунок 2 - Структурная схема возникновения РАО и их перемещения на ПЗРО Последовательность выполнения операций (Предприятия, Договор, Транспортировка, ПЗРО) определяет основной объем плановых работ ГУП МосНПО «Радон» Последовательность операций (Радиационные обследования, УРЗ, Аварийные работы) по определению не может планироваться Тем не менее, при составлении перспективного плана на год должен оставляться резерв на такие работы, поэтому целесообразна поддержка архива выполняемой службой PAP транспортировки РАО Кроме того, составной частью этой схемы является механизм принятия решения о проведении аварийных и реабилитационных работ, в основе которого лежит процесс корректного отнесения аномального в радиационном отношении участка к категории УРЗ Недостаточная проработка этого вопроса тесно связана с перспективным планированием возможных объемов работ по дезактивации и переработке РАО, поэтому она подлежит рассмотрению в данной работе наряду с разработкой и

программной реализацией комплекса управления системой сбора и транспортировки РАО (на схеме блоки, подлежащие рассмотрению в данной работе, выделены пунктиром)

Структурная схема информационного взаимодействия различных подразделений предприятия при осуществлении мероприятий по сбору, транспортировке и передаче РАО на утилизацию с позиций обеспечения радиационной безопасности населения при перемещении РАО на ПЗРО представлена на рисунке 3

Фиксация договоров с предприятиями на коммерческой основе происходит дважды Финансовый отдел хранит атрибуты, касающиеся расчетной части стоимости переработки и захоронения партии РАО, в отделе договоров - все атрибуты, касающиеся аспектов сбора и доставки РАО к месту переработки

Показано, что необходимо поддерживать строгое соответствие кодировок поставщиков РАО между системами сбора и транспортировки РАО (Москва) и системой учета поступивших на ПЗРО РАО (Сергиев Посад)

В сферу деятельности отдела, на котором лежит наибольшая информационная нагрузка, входит ведение переписки с организациями-владельцами РАО, участие в составлении плана работ по вывозу РАО на предстоящий год (отбор писем-заявок, разделение их по формам собственности предприятий, передача их руководству), фиксация всех атрибутов организации и конкретного договора, составление плановых месячных заданий транспортному цеху на вывоз РАО из конкретных организаций, фиксирование реальных вывозов (контролирующая функция), составление различных отчетов-сводок для администрации Очевидно, что сведения эти разноплановые и требуют согласования в рамках единой системы управления информацией по сбору и транспортировке РАО

В этой системе выделено нескольких смысловых блоков, подлежащих процедуре автоматизации блок работы с письмами, блок хранения данных о договорах, блок планирования (на предстоящий год и месячных заданий транспортному цеху) и контроля исполнения договоров, блок отображения информации

Вся информация, входящая в вышеописанные смысловые блоки может быть условно разделена на статическую и динамическую К условно статической информации относятся сведения об организации - поставщике РАО со всеми атрибутами, о временном хранилище РАО К условно динамической - сведения о заключенном договоре, о переписке с организацией, о плановых заданиях, графике фактического вывоза РАО Т е каждый блок содержит оба типа информации

Анализ всех стадий взаимодействия различных служб на этапе сбора и транспортировки РАО позволил разработать вербальную модель основных информационных потоков, которая представлена в таблице 1

Отчеты - сводки | » Администрация

1

Рисунок 3 - Структурная схема взаимодействия различных подразделений предприятия при сборе РАО и транспортировки их к месту переработки и захоронения -информационные потоки;-переписка; — —► договор

В модели, помимо источника и характера информации, отражены вопросы ее назначения и принимаемые административные решения в ответ на получаемую информацию

С позиций системного анализа систему управления сбором и транспортировки РАО можно рассматривать как подсистему в рамках общей метасистемы централизованного Хранилища данных, являющегося основой Ситуационного центра предприятия

Таким образом, применение метода декомпозиции к описываемой предметной области позволяет определить основные сущностные единицы, которыми являются ОРГАНИЗАЦИЯ, ВРЕМЕННОЕ ХРАНИЛИЩЕ (место локализации УРЗ), ДОГОВОР, ПИСЬМО, ПЛАН ВЫВОЗА, ФАКТ ВЫВОЗА Каждая из этих сущностей характеризуется своими атрибутами например, тип машины, дата вывоза РАО, объем и др Некоторые атрибуты, в свою очередь, могут быть составными, как, например, адрес (область, район, город, административный округ, муниципальный район (для Москвы), улица, № дома)

Применение метода абстрагирования к анализу позволило определить, что наиболее существенными моментами, относящимися к сбору и транспортировке РАО, является заключение договора на вывоз и сам факт вывоза РАО на ПЗРО из конкретного места его временного нахождения Сколько вывезено, когда, каким транспортом, на основании чего заключался договор - это менее существенные вопросы

Иерархическое упорядочение задач, стоящих перед системой управления сбором и транспортировкой РАО происходит по двум направлениям

При работе с организациями в первую очередь, это работа с письмами, анализ поступающих запросов Далее, идет заключение договора с разнесением по месяцам количества заказываемого транспорта, фиксация фактически проведенных рейсов и, в последнюю очередь, выдача различных сводок

При работе с аварийной ликвидацией РАО из УРЗ это, в первую очередь, решение вопроса о корректности отнесения проб, взятых из аномального в радиационном плане участка, к категории РАО по измеренным радиационным параметрам счетного образца, приготовленного из пробы Далее, проведение комплекса аварийных работ, заканчивающихся определением объемов вывозимых РАО, заказ дежурного спецтранспорта, фиксация фактически проведенных рейсов, выдача различных сводок

Таким образом, в результате проведенного описания и системного анализа предметной области, а также исследования процесса перемещения РАО от источника их возникновения до места переработки и захоронения, разработана вербальная модель информационных потоков

Таблица 1 - Вербальная модель информационных потоков при сборе РАО и транспортировке их на ПЗРО

Источник информации Характер информации Периодичность Назначение информации Принимаемое решение

Письмо входящее Просьба о вывозе РАО, уточнение условий, гарантия оплаты, другое Не регламентируется Формирование перспективных планов Заключить договор или мотивированный отказ

Письмо исходящее условия заключения договора, мотивированный отказ Не регламентируется

Договор С кем, адрес вывоза, предает договора, объем РАО, количество машин Не регламентируется Включение в план предприятия Обеспечение вывоза (спецтранспорт, сопровождение, надзор дозиметриста)

Плановый отдел Годовой план вывоза РАО, ежемесячные планы вывоза РАО Один раз в год, Ежемесячно Задание транспортной службе

УРЗ Структурное состояние РАО (грунт, стройматериалы и др ), ориентировочный объем Не регламентируется Способ ликвидации УРЗ в зависимости от класса РАО (низко-, средне-высокоактивные)

Дежурный спецтранспорт Дата вывоза, откуда вывоз, тип спецтранспорта, количество рейсов, объем, маршрут следования По требованию службы PAP Контроль проведения работ по ликвидации УРЗ, учет работы спецтранспорта

Транспортная служба Дата вывоза, откуда вывоз, по какому договору, тип спецтранспорта, количество рейсов, объем, маршрут следования Согласно плану предприятия Контроль выполнения договора, учет работы спецтранспорта

ПЗРО Физическое состояние РАО, физико-химический состав, общая активность, радионуклидный состав, удельная активность нуклидов По мере поступления Исходные данные для выбора технологий переработки и захоронения, плановой отчетности в системе государственного учета РВ и РАО, контроль сопроводительной документации поставщиков РАО Выбор технологии переработки, определение типа хранилища

Изучены структурные связи между подразделениями, ответственными за перемещение РАО Применение метода декомпозиции позволило выявить основные сущности, описывающие предметную область системы сбора и транспортировки РАО Выделены наиболее существенные моменты, относящиеся к указанной предметной области, произведено иерархическое упорядочение решаемых задач

Во второй главе рассматриваются вопросы, связанные с разработкой подхода к корректному отнесению радиоактивных образцов проб к категории РАО, основанного на вероятностной оценке, учитывающей погрешности измерения радиационных параметров счетного образца

Последнее время во всем мире особое внимание уделяется вопросу достоверности данных, характеризующих состояние окружающей среды В настоящее время в целях обеспечения радиационной безопасности населения в Москве происходит вывод из эксплуатации многих промышленных объектов, в том числе, производивших ранее работы с источниками ионизирующего излучения (ИИИ) и радиоактивными веществами (РВ) При этом зачастую при радиационном обследовании территорий обнаруживаются на местности участки с повышенными уровнями активности, грунт которых, согласно существующим нормативам, относится к той или иной категории РАО и является одним из источников поступления РАО на ПЗРО, вывоз которого обеспечивается службой радиационно-аварийных работ (PAP)

Помимо важности правильного отнесения загрязненных грунтов к категории РАО, имеющего экономическую подоплеку, важна также и проблема, связанная с радиационной безопасностью населения

Для выяснения характера радиационного загрязнения и уточнения уровней активности в пределах участка отбираются пробы объектов окружающей среды, из которых приготавливаются счетные образцы для последующих радиометрических и гамма-спектрометрических измерений Уровни измеренных значений радиационных параметров могут оказаться очень близкими к значениям, превышение которых требует отнесения пробы к РАО, хотя погрешности, накапливающиеся при манипуляциях с пробой, не позволяют считать измеренное значение активности счетного образца надежной радиационной характеристикой природного объекта, из которого была отобрана проба

Подтверждает эгго тот факт, что по данным МАГАТЭ, 42 % лабораторий мира из 100, участвующих в экспериментах по анализу тестовых образцов, приготовленных для определения трансурановых радионуклидов, не справились с поставленной задачей

Измеряемое значение активности А представляет собой математическое ожидание нормального распределения, дисперсия которого зависит от ряда факторов Основными из

них являются тип измерительной аппаратуры, на которой производилось измерение счетного образца, качество подготовки счетного образца, качество отбора проб из объектов окружающей среды, те общая относительная погрешность 5 измеренного значения активности А в пробе складывается из следующих составляющих погрешность измерения, определяемая аппаратурой, погрешность, связанная с неопределенностью качества подготовки счетного образца, погрешность, связанная с негомогенностью среды, из которой отбирается проба Поэтому любой результат измерения, как характеристика среды, является вероятностной оценкой

Для оценки вероятности правильного отнесения пробы к категории РАО применен классический подход обнаружения сигналов на фоне помех

Измеренная удельная активность счетного образца характеризуется двумя несовместными состояниями радиационный фон и радиационное загрязнение Каждое состояние характеризуется нормальным законом распределения

(х-тф)г

/ф(х) е * -для фона (1)

V 2тс<У

)2

г с - 1 г ^ и ^2п<7 - для загрязнения, (2)

где

/ф(х) - плотность распределения параметра радиационного фона,

/с(х) - плотность распределения параметра радиационного загрязнения,

тф, аф - параметры распределения радиационного фона математическое ожидание и

среднеквадратическое отклонение, соответственно,

тс, Ос - параметры распределения радиационного загрязнения математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение, соответственно,

Если установить некоторое граничное значение удельной активности радиационного параметра х„, в двухальтернативной ситуации могут возникать ошибки двух родов Ошибка первого рода принято решение, что измеренный параметр принадлежит радиационному загрязнению, когда он в действительности является фоном (по терминологии распознавания радиосигналов - ложная тревога), второго рода принято решение, что измеренный параметр принадлежит радиационному фону, когда он в действительности является загрязнением (по терминологии распознавания радиосигналов - пропуск сигнала) Вероятность пропуска

х0

сигнала определяется как Р„с - , (3)

—00

тогда вероятность правильного распознавания загрязнения (правильного обнаружения) Рп0 =

В случае отнесения проб к категории РАО мы имеем фиксированное значение порога, определяемое утвержденными нормами радиационной безопасности - ПДУ и при активности радиационного параметра счетного образца > ПДУ, проба относится к РАО Это верно, если измеренное без погрешностей значение радиационного параметра в счетном образце характеризует не только саму пробу, но и участок, на котором отбиралась проба Однако погрешности всегда существуют, и согласно (3), при любых значениях среднеквадратичного отклонения а вероятность пропуска загрязнения будет составлять не менее 50% В условиях повышенного внимания к проблеме радиационной безопасности населения, основополагающим требованием должна быть минимизация ошибки пропуска сигнала (загрязнения) Это требует более гибкого подхода к контролю участков с повышенной активностью

Особое внимание в формулах (1) и (2) следует обратить на значение среднеквадратичного отклонения о В настоящее время ни у кого не остается сомнений, что указываемая при измерении параметра конкретным прибором погрешность, принимаемая исследователем за погрешность параметра в окружающей среде, является заниженной

Общая погрешность оценки параметра в исследуемой среде складывается из нескольких основополагающих погрешностей Обычно операции измерения параметра предшествует отбор проб и подготовка счетных образцов, следовательно, общая погрешность содержит 3 крупных составляющих погрешность пробоотбора, погрешность пробоподготовки и погрешность собственно измерения

Погрешности измерений зависят от применяемого метода исследования, типа прибора, методики проведения измерения

С погрешностями, связанными с подготовкой счетного образца (пробоподготовки) и пробоотбора, оказывающими большое влияние на общую оценку параметра, дело обстоит сложнее, ибо количество факторов, влияющих на эти операции, велико, и оценить величину погрешности этих операций можно только косвенным путем, через измерения параметров

Подготовка счетных образцов для последующих измерений активностей конкретных радионуклидов, как правило, состоит из многих этапов, включая прокаливание пробы для удаления органических веществ, кислотное вскрытие с использованием смесей кислот НЫОз+НС1, НЫОз+НР, НПМОз+НС1+НР, электролитическое осаждение или осаждение на микропористых мембранах Для соосаждения элементов используются оксалат кальция СаСг04, гидроксид железа, дальнейшая операция - экстракция, которая производится с

(4)

X,

участием ди-2-этилгексилфосфорной кислоты, триоктилфосфиноксида Причем, набор реактивов и порядок операций в зависимости от выделяемого для измерения радионуклида, может быть разным Очевидно, что пробоподготовка - сложный процесс, который вносит существенную погрешность в измерения удельной активности

Для оценки влияния качества подготовки счетных образцов проб грунтов, как составляющей общей погрешности измеренного параметра в окружающей среде, был произведен специальный эксперимент, заключающийся в следующем

По стандартной методике в различных районах Москвы производился отбор проб грунтов Всего было отобрано более 40 проб Проводились измерения удельной активности на спектрометрах с разной чувствительностью

Полученные выборки подвергались одинаковой статистической обработке, между ними выявлены статистически значимые различия Установлено, что погрешность, связанная с пробоподготовкой, имеет степенную зависимость от активности исследуемого счетного образца, достигая 200 % для удельных активностей, близких к фоновым значениям, постепенно уменьшаясь по мере роста активности При удельных значениях по 226Яа более 60 Бк/кг погрешность, связанная с пробоподготовкой, составляет для разных спектрометров от 10 до 50%

Предварительные оценки погрешности пробоотбора показывают, что они также достаточно высоки, не меньше, чем погрешность пробоподготовки

Анализ погрешностей измерения 22бЯа, полученный по экспериментальным данным многолетних наблюдений за состоянием радиационной обстановки Москвы показал, что погрешность измерения для удельных активностей более 500 Бк/кг составляет около 6%

Если принимать измеренную активность радиационного параметра счетного образца за оценку активности среды, из которой отбиралась проба, каждая описанная операция увеличивает погрешность этой оценки Учитывая вышеприведенные погрешности, не будет большим преувеличением в качестве нижнего предела общей относительной погрешности 5 определения радиационных параметров в объектах окружающей среды для удельных активностей 226Ка порядка 1000 Бк/кг принимать 50-70% В случае нормального закона распределения активности разброс измеренного значения А ± ЗА составляет бег Следовательно, измеренное значение активности является математическим ожиданием распределения, и величина а зависит от величины математического ожидания

С позиций обеспечения радиационной безопасности населения необходимо минимизировать вероятность пропуска загрязнения Согласно «Санитарным правилам обращения с радиоактивными отходами (СПОРО-2002)» предельное значение удельной активности для 226Яа, выше которого образец следует относить к РАО, равно 1000 Бк/кг

Задаваясь величиной вероятности пропуска загрязнения (сигнала) Р„с, математическим ожиданием распределения m = 1000 Бк/кг, и среднеквадратическим отклонением с, соответствующим общей относительной погрешности 5 удельной активности А в среде, можно получить предельное значение Апор, при котором вероятность пропуска сигнала будет не выше заданной На рисунке 4 приведены зависимости предельной удельной активности в зависимости от общей относительной погрешности и вероятности пропуска сигнала (загрязнения)

Анализ зависимостей показал, что предельные значения удельной активности уменьшаются с увеличением общей относительной погрешности измерения радиационного параметра в счетном образце и уменьшением вероятности пропуска загрязнения Так, при вероятности пропуска загрязнения Рпс = 15% и общей относительной погрешности удельной активности 226Ra 5 = 40% пороговая активность Атр должна быть снижена до 850 Бк/кг Вероятность правильного отнесения пробы к РАО составит при этом, соответственно, Р„о = 85%

Общая относительная погрешность, %

Рисунок 4 - Пороговые значения удельной активности А„0р, обеспечивающие вероятность пропуска сигнала Рпс не меньше заданной в зависимости от общей относительной

погрешности для т = 1000 Бк/кг Поскольку существует вероятность того, что проба относится к РАО в случае, если измеренная активность окажется ниже предельного значения, и, наоборот, не относится к РАО, даже если измеренное значение активности превысит установленное предельное значение, производились несколько иные расчеты Оценивалась вероятность правильного отнесения пробы к РАО Рпо Для измеренной удельной активности счетного образца в диапазоне от 600 до 1800 Бк/кг, которое принималось за математическое ожидание т

Среднеквадратичное отклонение с для каждого ш определялось из соотношения с = (ш5/100)/3 В качестве порогового значения принималось Апор = 1000 Бк/кг

Полученные зависимости (рисунок 5) по форме напоминают интегральную кривую нормального распределения с переменной дисперсией, увеличивающейся по мере роста вероятности Очевидно, что для небольших значений общей относительной погрешности 5 дисперсия полученной кривой будет меньше, с ростом 8 дисперсия кривой будет также увеличиваться

Рисунок 5 - Вероятность правильного отнесения пробы к РАО в зависимости от измеренного значения удельной активности 226Яа Пример для 5 = 30%, 50%, 90%

Задаваясь определенным уровнем вероятности правильного отнесения пробы к РАО, можно получить диапазон значений удельной активности счетного образца 226Яа, в котором, согласно закону нормального распределения, сосредоточено около 70 % правильных решений Это диапазон удельных активностей, соответствующий вероятностям от 0,16 до 0,84 Очевидно, что с увеличением общей относительной погрешности 5 диапазон предельных значений измеренных удельных активностей расширяется Аналогичная картина наблюдается при отнесении пробы к РАО по другим нуклидам, а также по суммарным показателям и с той разницей, что предельная величина удельной активности будет другой Все это позволяет утверждать, что при первичном выявлении участков радиационного загрязнения и после проведения дезактивационных работ под пристальный контроль, заключающийся в более тщательном обследовании, попадают участки, грунты которых при существующем подходе не считаются относящимся к РАО

Таким образом, в результате проведенного исследования разработан подход к совершенствованию системы вывода из-под контроля участков с уровнями активности, близкими к нормативным значениям РАО

Показано, что существенные погрешности измерения удельных активностей счетных образцов, обусловленные неопределенностями, связанными с точностью измерения, качеством пробоподготовки, пробоотбором, вынуждают относить к РАО пробы, удельные активности счетных образцов которых меньше установленных значений предельной активности В зависимости от общей относительной погрешности измерения определены пороговые значения удельной активности счетного образца, соответствующие вероятности пропуска загрязнения не выше заданной, а также определены диапазоны измеренных значений удельных активностей счетного образца, обеспечивающие 70 % вероятность отнесения пробы к РАО

Разработанный подход внедрен в информационно-аналитическую систему радиоэкологического мониторинга, где хранятся результаты измерений радиационных параметров отбираемых проб

Третья глава посвящена разработке программного комплекса системы сбора и транспортировки РАО

Программный комплекс системы сбора и транспортировки РАО к месту их переработки предназначен для автоматизации работы подразделения, обеспечивающего заключение договоров на вывоз РАО от организаций любых форм собственности Комплекс ориентирован на специалистов договорных отделов ГУП МосНПО «Радон» или подобных структур ПЗРО РФ Он состоит из таблиц - базы данных, и пользовательского интерфейса, включающего электронные формы, запросы, электронные отчеты, справочные материалы Разработка велась в среде Access с применением средств VBA в технологии DAO Комплекс работает в операционной среде не ниже Windows 98 Режим работы -многопользовательский В качестве средства защиты от несанкционированного доступа к базе используется пароль базы данных

С помощью программного комплекса решаются следующие задачи

1 Обработка поступающих писем от поставщиков РАО для обеспечения ввода атрибутивных данных о входящих и исходящих реквизитах и гиперссылок на изображение текста, обеспечение просмотра самих писем и их атрибутов, обеспечение селективного отбора писем для формирования перспективных годовых планов

2 Ввод атрибутивной информации о новых организациях, временных хранилищах РАО, заключаемых договорах с синхронным заполнением взаимосвязанных полей в таблице писем и договоров (в договоре указывается № письма, в письме - № заключенного договора)

3 Выдача плановых ежемесячных заданий транспортному цеху на вывоз РАО согласно заключенным договорам, подготовка материалов для формирования перспективных годовых планов

4 Контроль выполнения планов по вывозу РАО путем фиксирования даты вывоза, типа задействованного спецтранспорта, количества рейсов

5 Обеспечение просмотра взаимосвязанных данных из разных таблиц в электронной форме по условиям, задаваемым пользователем, выдача многочисленных регг(ай ентиро ванных сводок-отчетов,

6 Подготовка данных для выгрузки и корпоративное хранилище данных

В пользовательский интерфейс входят электронные формы, отчеты. Программно реализованы функция ввода и корректировки всей необходимой информации по каждому из блоков, а также просмотра данных по определяемым пользователем критериям Пользователю предоставляется большой выбор способов представления данных в виде регламентированных отчетов с учетом критериев, устанавливаемых самим пользователем. Предусмотрена операция подготовки данных для выгрузки их в централизованное хранилище

В качестве примера (рисунок 6) приведен внешний вид одного из видов представления результатов

___ ________________- » СРЗ]" га

Рисунок 6- Внешний вид последовательно открытых, связанных между собой форм

Программа успешно прошла тестирование, больше гола комплекс работает в режиме выполнения производственных задач.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Проведен системный анализ предметной области, связанной со сбором и транспортировкой РАО на ПЗРО Выявлены основные сущностные характеристики данной области как подсистемы, являющейся составной частью метасистемы корпоративного хранилища данных

Проведен анализ элементов технологической последовательности прохождения информационных потоков от предприятий-поставщиков РАО и мест их локализации до ПЗРО Разработана вербальная модель информационных потоков указанной предметной области

Разработана структурная схема взаимодействия различных служб предприятия с позиций обеспечения радиационной безопасности населения и окружающей среды при проведении мероприятий, связанных со сбором и транспортировкой РАО к месту их переработки и захоронения

Разработан вероятностный подход к совершенствованию системы вывода из-под контроля объектов с уровнями активности, близкими к нормативным значениям РАО, основанный на учете погрешностей, накапливающихся в результате аналитических измерительных процедур

Разработана структура комплекса системы сбора и транспортировки РАО на территории зоны обслуживания ПЗРО

Разработан и внедрен программный комплекс системы сбора и транспортировки РАО на территории зоны обслуживания ГУП МосНПО "Радон" Внедрена схема интерпретации результатов измерений удельной активности счетных образцов с участков радиационного загрязнения в информационно-аналитическую систему радиационно-экологического мониторинга

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов диссертационных работ

1 Соболев А И , Вербова Л Ф , Жунов И К и другие Исследование погрешностей измерений в системе радиоэкологического мониторинга // Ядерные измерительно-информационные технологии - 2007 - № 1(21) - с 46-57

2 Соболев А И , Габлин В А, Жунов И К и другие Выработка подхода к выводу из-под контроля участков с повышенным уровнем активности по результатам радиационных измерений // АНРИ - 2007 - № 3 - с 43 - 46

Статьи и тезисы докладов

3 Соболев А И , Тихомиров В А, Жунов И К и другие Обработка массива данных спектрометрических измерений радиоактивности окружающей среды // Материалы II Международного симпозиума "Разделение и концентрирование в аналитической химии и радиохимии" - Краснодар - 2005 - с 480 - 481

4 Соболев А И , Вербова Л Ф, Жунов И К и другие Проблемы радиоэкологического мониторинга воздушной среды // Материалы П Международного симпозиума "Разделение и концентрирование в аналитической химии и радиохимии" - Краснодар -2005 -с481-482

5 Соболев А И , Вербова Л Ф , Митронова Ю Н , Жунов И К Алгоритм снижения погрешности определения параметров статистического распределения активности радионуклидов в окружающей среде // Материалы II Международного симпозиума "Разделение и концентрирование в аналитической химии и радиохимии" - Краснодар -2005-483-484

6 Соболев А И , Вербова Л Ф , Жунов И К и другие Актуальные проблемы анализа результатов радиационно-экологического мониторинга Москвы // II конференция "Эколого-гигиенические проблемы регионов России и стран СНГ" - Умаг (Хорватия) -2005-с74-75

7 Жунов И К "Система управления информацией поставщиков РАО ГУП МосНПО "Радон" // Международный семинар "проблемы обращения с радиационным наследием реабилитация территорий и институциональный контроль радиационно-опасных объектов" (РАДИНФО-2006) - Москва - 2006 -с 51-52

Подписано в печать 24 09 2007 Сдано в производство 26 09 2007 Формат бумаги 60x90 1/16 Объем 1,5 п л Тираж 100 экз Заказ № 585 Отпечатано в ООО "Фирма БЛОК" 107140, г Москва, ул Краснопрудная, вл 13 т 264-3073 Изготовление брошюр, авторефератов, печать и переплет диссертаций

ВВЕДЕНИЕ.

1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ СБОРА И ТРАНСПОРТИРОВКИ РАО К МЕСТУ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ.

1.1. ОПИСАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ.

1.1.1. Общие аспекты предметной области сбора и транспортировки РАО.

1.1.2. Предметная область учета поставщиков РАО.

1.2. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ.

2. РАЗРАБОТКА ВЕРОЯТНОСТНОГО ПОДХОДА К СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ОТНЕСЕНИЯ ОБРАЗЦОВ ПРОБ К КАТЕГОРИИ РАО.

2.1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ТЕОРИИ РАСПОЗНАВАНИЯ СИГНАЛОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РЭМ.

2.2. РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ ОТНЕСЕНИЯ ПРОБЫ К РАО.

3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА УПРАВЛЕНИЯ

СИСТЕМОЙ СБОРА И ТРАНСПОРТИРОВКИ РАО.

3.1. РЕШАЕМЫЕ ЗАДАЧИ, СТРУКТУРА ДАННЫХ.

3.2. ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС.

Начиная с 50-х годов прошлого столетия, помимо развития ядерной топливной энергетики широкое распространение в народном хозяйстве во всем мире получило использование радиоактивных веществ (РВ) в любом агрегатном состоянии. Источники ионизирующего излучения, содержащие радионуклиды или их смесь, могут быть открытого и закрытого типа.

Открытый радионуклидный источник (ОРИ) - источник излучения, при использовании которого возможно поступление содержащихся в нем радионуклидов в окружающую среду. Закрытый радионуклидный источник (ЗРИ) - источник, устройство которого исключает поступление содержащихся в нем радионуклидов в окружающую среду в условиях применения и износа, на которые он рассчитан [12,13].

В настоящее время ОРИ, в основном на основе йода-131, йода-125, технеция-99, используются в науке и медицине. ЗРИ на основе кобальта-60, используются, в основном, в радиологических отделениях онкологических диспансеров. В промышленности используются гамма-дефектоскопы, гамма-уровнемеры, плотномеры, толщиномеры с ЗРИ на основе иридия-192, кобальта-60, стронция-90; цезия-137; плутония-238, америция-241, плутоний-бериллиевые источники. В геофизической аппаратуре используются ЗРИ на основе цезия-137, кобальта-60, америция-241, самария-145, кадмия-109, радия-226. К радиоактивным источникам относятся также радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) [10]. Источниками получения техногенных радиоактивных изотопов во всем мире служат ускорители и реакторы. Практикуется широкий международный обмен радиоизотопами, которые, так или иначе, находят применение в народном хозяйстве. Согласно [48], состав этих радиоизотопов достаточно широк (таблица 1).

Таблица 1 - Основные радиоизотопы, производимые в реакторах и на ускорителях

Радиоизотопы, произведенные в реакторах на ускорителях на ускорителях на высокие энергии

Водород-3 Азот-13 Алюминий-26

Вольфрам-188 Галлий-67 Гадолиний-148

Гадолиний-153 Индий-111 Гафний-172

Гадолиний-159 Йод-123 Кремний-32

Железо-59 Кислород-15 Магний-28

Золото-198 Кобальт-57 Медь-67

Золото-199 Медь-67 Свинец-200

Иридий-192 Натрий-72 Стронций-82

Иттербий-189 Палладий-103

Иод-125 Рений-186

Иод-131 Рубидий-81

Калифорний-252 Таллий-201

Кобальт-58 Углерод-11

Кобальт-60 Фтор-18

Ксенон-133

Лютеций-177

Медь-64

Молибден-99

Мышьяк-77

Рений-186

Самарий-153

Сера-35

Стронций-8 9

Таллий-204

Углерод-14

Фосфор-32

Фосфор-33

Хром-51

Прошедшие определенную технологическую цепочку РВ, или отслужившие свой срок источники ионизирующих излучений переходят в разряд радиоактивных отходов (РАО) [49], которые на объектах хранятся в хранилищах временного хранения. Их накопление, складирование в черте города в связи с широким спектром их химической и радиационной опасности представляет потенциальную угрозу, как для населения, так и для окружающей среды.

Москва является уникальным мегаполисом, в котором в силу исторических причин сосредоточилось большое количество научных, промышленных и медицинских учреждений, работавших и продолжающих работать с РВ и источниками ионизирующего излучения (ИИИ).

В настоящее время в России вследствие применения РВ в народном хозяйстве, согласно [1], накоплено около 200 ООО м3 радиоактивных отходов (РАО) суммарной активностью более 2 млн. Ки.

На международной конференции 2005 года в Обнинске [35], втором всероссийском семинаре-совещании "Система государственного учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных отходов" (Санкт-Петербург, 26 - 30 июня 2006 г.) [11] отмечалось, что ".особое беспокойство вызывают предприятия, которые ранее использовали в своей работе, а в настоящее время не используют радиоактивные вещества и установки, содержащие источники ионизирующего излучения, но из-за финансовых проблем не проводящие работы по демонтажу таких установок и передаче радиоактивных отходов на хранение в специализированные организации".

Ранее, в силу недостаточной осведомленности о возможных последствиях воздействия радиации на человеческий организм и окружающую среду, предприятия часто подходили упрощенно к утилизации таких отходов - их вывозили на импровизированные свалки за пределами городской черты того времени. Теперь это районы интенсивной застройки. Ежегодно на территории Москвы выявляются десятки локальных участков радиационного загрязнения с активностью, попадающей под определение: радиоактивные отходы. С 1995 года с городских территорий изъято свыше 1880 т РАО, причем в 52% случаев они содержали высокоактивный природный радионуклид радий-226 альфа излучатель с длительным периодом полураспада, представляющий опасность при поступлении его в организм человека [1].

Общепризнанным способом уменьшения угрозы негативного влияния радиации на биологические организмы является переработка РАО и помещение их на долгосрочное (до 300 лет) хранение.

Выполнение Федеральных законов и постановлений Правительства РФ [2 - 4, 38] во многом зависит от мероприятий, связанных с функционированием систем, обеспечивающих утилизацию РАО, которая заключается в их переработке, иммобилизации и помещении на долгосрочное хранение в специализированные хранилища. ПЗРО, как правило, расположенны в местах, отдаленных от населенных пунктов, однако в относительной близости к крупным промышленным центрам, чтобы обслуживать возможно большую территорию, кроме того, они должны быть расположены в местах, имеющих определенные геологические и гидрологические характеристики.

Повышенные требования к геологическим и гидрологическим характеристикам ПЗРО связаны с тем, что огромную роль с экологической точки зрения играет растворимость в воде содержащихся в РАО химических соединений, поскольку, находясь в подвижных, легкорастворимых формах, они могут свободно проникают и усваиваться живыми организмами.

Следовательно, обеспечение радиационной безопасности (РБ) связано с четкой работой цепочки: место образования или выявления РАО - транспортировка РАО - прием, переработка, обеспечение безопасного хранения. Контроль соблюдения выполнения требований РБ всеми звеньями этой цепи - прерогатива регулярного радиоэкологического мониторинга.

В настоящее время все чаще ученые приходят к мнению [19], что необходимо объединение программ мониторинга и дезактивации, особенно если это касается загрязненных зон или территорий, занимаемых ранее радиационно-опасными предприятиями. Так, в США Министерство энергетики согласилось проводить на таких территориях активный мониторинг сотни лет и финансирует его.

В современном понимании мониторинг - это система наблюдений за состоянием биосферы, изменяющимся под влиянием деятельности человека, оценки и прогноза состояния природной среды, не включающая управление качеством окружающей среды, но дающая необходимую информацию для такого управления и выработки инженерных методов защиты окружающей среды [17,18]. В той или иной мере такой мониторинг проводится всеми развитыми странами мира [31 - 34].

В настоящее время трудно представить себе обеспечение четкого проведения работ с РАО без организации грамотной системы учета всех проходящих с ними процессов с применением новейших компьютерных технологий.

ГУП МосНПО "Радон" является головным предприятием РФ, обеспечивающим радиационный мониторинг территорий, сбор, транспортировку, переработку и длительное хранение РАО в специальных хранилищах, обеспечивающих минимальный ущерб окружающей среде. В зону его обслуживания входит территория Центрального региона Европейской части РФ, а именно Москва и 10 областей, население которых превышает 45 млн. человек.

Предприятие работает с организациями различных форм собственности, имеющими РАО, а также принимает на хранение РАО с локальных участков радиационного загрязнения (УРЗ) на территории Московского региона, выявленных в результате радиационных обследований территорий. Ликвидацией выявленных РАО и дезактивацией территорий занимается служба радиационных аварийных работ (РАР) предприятия.

В настоящее время на Предприятии идет подготовительная работа по разработке централизованного Хранилища данных (ХД) для хранения информации по всем аспектам деятельности предприятия, на основе которого планируется создание Ситуационного центра. В системном плане Хранилище - это метасистема, состоящая из отдельных блоков-подсистем, функционально связанных между собой, которые поставляют информацию в ХД. Предполагается, что из подсистем, являющихся одновременно хранилищами оперативной информации по тому или иному аспекту деятельности предприятия, производится регулярная выгрузка данных [46]. В связи с этим, разработка подсистем, обеспечивающих наряду с оперативной работой и структурированным хранением информации по каждому из направлений деятельности, его функциональную связь с другими подсистемами и ХД, является для предприятия актуальной.

В работе [20] подробно рассматривались вопросы обработки информации мониторинга на основе технологии хранилища данных, которые являются частью подсистемы, относящейся к радиационно-экологическому мониторингу. Систему сбора и транспортирования РАО также можно рассматривать как подсистему Хранилища данных.

Цель работы

Разработка информационной системы обеспечения радиационной безопасности крупного мегаполиса (Москва), в части совершенствования работы с поставщиками особо опасных грузов на стадии сбора и транспортировки РАО с передачей информации в ситуационный центр предприятия.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

• проведение системного анализа информационных потоков от предприятий различных форм собственности до производственного комплекса по утилизации РАО;

• разработка структурной схемы взаимодействия различных служб с позиций обеспечения радиационной безопасности населения при проведении мероприятий, связанных с утилизацией РАО;

• разработка подхода к совершенствованию системы вывода из-под контроля участков с уровнями активности, близкими к нормативным значениям РАО, на основе оценки и анализа погрешностей определения активности радионуклидов;

• разработка системы, обеспечивающей манипулирование информацией по сбору и транспортировке РАО -автоматизацию цепочки учета и обработки заявок на вывоз РАО - фиксирование договора - выдача плановых заданий на транспортировку - контроль выполнения задания.

Научная новизна:

• проведен системный анализ предметной области, связанной со сбором и транспортировкой РАО на ПЗРО, на основе чего разработана вербальная модель информационных потоков указанной предметной области;

• проведен анализ элементов технологической последовательности прохождения информационных потоков от предприятий-поставщиков РАО и мест их локализации до ПЗРО;

• разработан вероятностный подход к корректному отнесению объектов с повышенным уровнем радиационного фона к категории РАО, основанный на учете погрешностей, накапливающихся в результате аналитических измерительных процедур;

• разработана структура комплекса системы сбора и транспортировки РАО на территории зоны обслуживания ПЗРО.

Практическая значимость:

• разработана структурная схема взаимодействия служб предприятия с позиций обеспечения радиационной безопасности населения при проведении мероприятий, связанных с утилизацией РАО, определены основные направления, требующие автоматизации;

• внедрена схема интерпретации результатов измерений удельной активности счетных образцов с участков радиационного загрязнения в информационно-аналитическую систему радиационно-экологического мониторинга;

• разработан и внедрен программный комплекс управления системой сбора и транспортировки РАО на территории зоны обслуживания ГУПМосНПО "Радон".

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе получены следующие основные результаты.

1. Проведен системный анализ предметной области, связанной со сбором и транспортировкой РАО на ПЗРО. Выявлены основные сущностные характеристики данной области как подсистемы, являющейся составной частью метасистемы корпоративного Хранилища данных.

2. Проведен анализ элементов технологической последовательности прохождения информационных потоков от предприятий-поставщиков РАО и мест их локализации до ПЗРО. Разработана вербальная модель информационных потоков указанной предметной области.

3. Разработана структурная схема взаимодействия различных служб предприятия с позиций обеспечения радиационной безопасности населения и окружающей среды при проведении мероприятий, связанных со сбором и транспортировкой РАО к месту их переработки и захоронения.

4. Разработан вероятностный подход к совершенствованию системы вывода из-под контроля объектов с уровнями активности, близкими к нормативным значениям РАО, основанный на учете погрешностей, накапливающихся в результате аналитических измерительных процедур.

5. Разработана структура комплекса сбора и транспортировки РАО на территории зоны обслуживания ПЗРО.

6. Разработан и внедрен программный комплекс сбора и транспортировки РАО на территории зоны обслуживания ГУП МосНПО "Радон".

7. Внедрена схема интерпретации результатов измерений удельной активности счетных образцов с участков радиационного загрязнения в информационно-аналитическую систему радиационно-экологического мониторинга.

1. Ахунов 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.

2. 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.

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

4. 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.

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

6. Решение Второго всероссийского семинара-совещания "Система государственного учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных отходов" (Санкт-Петербург, 26-30 июня 2006 г.). Интернет-ресурс: http://www.minatom.ru/News/Main/viewPrintVersion

7. Положение о государственном учете и контроле радиоактивных веществ и радиоактивных отходов в Российской Федерации № 1976 от 11.11.1999 г.

8. НП-067-05 "Основные правила учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных отходов в организации" Введены в действие с 1 мая 2006 г. http://docyment.ru/doc/7468.htm

9. Габлин В.А., Беланов С.В., Гонтарь И.Д., Савранская Е.Б. К проблеме фона в радиоэкологических исследованиях // АНРИ, 2000. № 2.

10. Габлин В.А., Ермаков А.И., Каширин И.А., Соболев А.И., Беланов С.В. и др. Сравнительная оценка результатов измерений радиационных параметров грунтов и почв с участков радиационного загрязнения // АНРИ, 2005. № 1.

11. Соболев А.И., Вербова Л.Ф., Митронова Ю.Н., Ефимова Е.К., Жунов И.К. Исследование погрешностей измерений в системе радиоэкологического мониторинга. "Ядерные измерительно-информационные технологии", 2007, №1(21), с. 46-57.

12. П.Афанасьева Н.А., Шантарин В. Д. "Методические указания по курсу "Экологический мониторинг", Тюмень, 2001.

13. Руководство по методам контроля за радиоактивностью окружающей среды. Под редакцией И.А. Соболева, Е.Н. Беляева. М., Медицина, 2002, 431 с.

14. Национальные и международные программы радиационного мониторинга окружающей среды. Аналитический обзор. ЦНИИАТОМИНФОРМ, М., 2005

15. Гершанов И. В. Интегрированная система обработки распределенной информации радиационно-химического мониторинга на основе технологии хранилища данных. Кандидатская диссертация. М., 2004

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

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

18. СП 2.6.6.1168-02. "Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами (СПОРО-2002)"

19. СП 2.6.1.799-99. "Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)"

20. Measurement of Radionuclides in Food and the Environment, a Guidebook, Technical Report Series. N 295. IAS A, Vienna. 1989.

21. Габлин B.A. О требованиях к пробоподготовке в радиолитомониторинге / Труды XI Международнародного экологического симпозиума "Урал атомный, Урал промышленный". ИПЭ УрО РАН. - Екатеринбург. - 2005. -С. 22-24

22. Харкевич А.А. Борьба с помехами. М.: Наука. 1965 г., 275 с.

23. Шестов Н.С. Выделение оптических сигналов на фоне случайных помех. Под редакцией А.А. Лебедева. М.:, Советское радио. 1967 г., 246 с.

24. Барабаш Ю.Л., Варский Б.В. и др. Вопросы статистической теории распознавания. М.: Советское радио. 1967 г., 400 с.

25. Итоговый отчет по теме 22.245.98. М.: МосНПО "Радон", 1998.

26. Dragoviz Snecana, Onjia Antonije. Classification of soil sampling according to their geographic origin using gamma-ray spectrometry and principal component analysis. J.Environ. Radioact. 2006. 89, № 2, p. 150-158.

27. Козлова В.В. Система обеспечения радиационной безопасности территории. Человек и Вселенная. 2006," 6, с. 88-90.

28. Носков А.А., Перевезенцев В.В. Экологические проблемы воздействия атомных электростанций на окружающую среду. Безопасность жизнедеятельности. 2005." 11, с. 8-13.

29. Нормы радиационной безопасности СП 2.6.1.758-99 (НРБ-99).

30. 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.

31. Федеральный закон о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения. Госдума РФ. 12.03.1999.

32. Микляев П.С., Томашев А.В., Охрименко С.Е., Петрова Т.Б. и др. Содержание радионуклидов естественного происхождения в грунтах г. Москвы. АНРИ, № 1(20), 2000, с. 17-23.

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

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

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

36. 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

37. 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

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

39. Элисон Балтер Профессиональное программирование в Microsoft Office Access 2003/Москва,Санкт-Петербург, Киев. 2006, с. 1295.

40. Отчет о НИР по теме 6.03.06 "Разработка концепции ситуационного центра ГУП МосНПО "Радон" по радиоэкологической безопасности", М., ГУП МосНПО "Радон", 2006.

41. Тихонов М.Н., Муратов О.Э., Петров Э.Л. Изотопы и радиационные технологии: постижение реальности и взгляд в будущее. Экологическая экспертиза, № 6/06, с. 38 99.

42. Правила перевода ядерных материалов в категорию радиоактивных отходов НП-072-06. Ядерная и радиационная безопасность, № 1(43) 2007,с.19-24.