автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Информационные системы экологического мониторинга предприятий химического профиля на базе технологий хранилищ данных

На правах рукописи

КОЛЫБАНОВ Кирилл Юрьевич

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПРЕДПРИЯТИЙ ХИМИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ НА БАЗЕ ТЕХНОЛОГИЙ ХРАНИЛИЩ ДАННЫХ

05 13 01 -Системный анализ, управление и обработка информации (химическая промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва -2008

003449459

Работа выполнена на кафедре Информационных технологий в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Московская государственная академия тонкой химической технологии им М В Ломоносова"

Официальные оппоненты Доктор технических наук, профессор

Бахвалов Лев Алексеевич

Доктор технических наук Емец Евгений Павлович

Доктор технических наук, профессор Костров Алексей Владимирович

Ведущая организация ФГУП ВНИИ Химической Технологии

Защита состоится 11 11 2008 г в 14 00 на заседании диссертационного совета Д 212 120 08 в Московской государственной академии тонкой химической технологии им М В Ломоносова по адресу. 119571, Москва, просп Вернадского, 86

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московской государственной академии тонкой химической технологии им М В Ломоносова Автореферат диссертации размещен на сайте vak ed gov ru

Автореферат разослан "_9_"" октября " 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

Бурляева Е В

Общая характеристика работы

Актуальность работы

Среди приоритетов в области экологической политики химической промышленности России поставлена и постоянно решается проблема нормирования антропогенного воздействия на окружающую среду всех перерабатывающих предприятий, включая предприятия химического профиля государственного концерна Росатом Комплекс химических предприятий Росатома на основе тонких химических технологий обеспечивает переработку огромных объемов урановых руд и получение готовой продукции для атомной энергетики и оборонной промышленности на сотни миллиардов рублей

Особое внимание при этом уделяется вновь создаваемым предприятиям, для которых требуется «обеспечение высокоэффективных природоохранных мероприятий еще на стадии исследования и разработки новых технологических решений» Самым перспективным из вновь создаваемых предприятий государственного концерна Росатом является Эльконский горно-металлургический комбинат (ЭГМК) Эльконское рудное поле, расположенное в Алданском горнопромышленном районе южной части республики Саха (Якутия), объединяет ряд урановых месторождений и является самым крупным в мире по запасам урана Общие разведанные запасы Эльконского урановорудного района оцениваются в 346 тысяч тонн, что составляет 7% мировых запасов урана

Для освоения месторождений Эльконского урановорудного района необходима разработка нового подхода к переработке бедных урановых руд на базе самых современных химических технологий, включающего в себя технико-экономические аспекты, обеспечивающие рентабельность и конкурентоспособность готовой продукции, а также экологические аспекты, учитывающие современные жесткие требования по защите окружающей среды. Новое производство, кроме готовой продукции (5 тысяч тонн урана в год), будет сопровождаться появлением больших объемов радиоактивных отходов (РАО) и вредных химических веществ (ВХВ), создающих значительную нагрузку на окружающую среду. Только на ЭГМК будет ежегодно сбрасываться на хвостохранилище более 3 11014 Бк альфа-излучающих радионуклидов, в том числе иоТИ, 226[*а, 222Яп, 210РЬ и 210Ро

В мире к настоящему времени накоплено значительное количество РАО, которые образовались в результате технологических процессов добычи и обогащения урановых руд, эксплуатации атомных электростанций, переработки облученного ядерного топлива, использования источников радиоактивного излучения в науке, технике и 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 переработке и кондиционированию, которые обеспечивают уменьшение объема отходов и их перевод в твердую стабильную монолитную форму И только в кондиционированном виде РАО переводят в стадию длительного технологического хранения

Перерабатывающие предприятия специализированых комбинатов «РАДОН» обеспечивают переработку, кондиционирование и долговременное технологическое хранение кондиционированных отходов в течение сотен лет Ураноперерабатывающие предприятия оставляют после своего закрытия хранилища РАО и ВХВ также на многие сотни лет. В связи с этим исключительное значение приобретает сохранение полной информации о технологии получения каждого объекта хранения РАО и ВХВ на такую же долговременную перспективу для подготовки управляющих решений, технологических и организационных, при нарушении или угрозе нарушения кондиции отходов в отдаленном будущем

Предприятия, различающиеся по характеру и масштабам производства - от научных технологических исследований во ВНИИ химической технологии Росатома (ВНИИХТ), от малотоннажных процессов переработки и кондиционирования низко- и среднеактивных РАО в МосНПО «РАДОН» до гигантских по масштабам переработки урановых руд на ЭГМК, - объединяет возможность опасного антропогенного воздействия на окружающую природную среду Для обеспечения экологической безопасности предприятий химического профиля и территорий, на которых они расположены, разрабатываются и широко внедряются информационные системы радиационного и химического экологического мониторинга (ИСЭМ).

Эффективность систем мониторинга в значительной степени определяется используемыми информационными технологиями для непрерывного сбора, обработки и хранения данных Информационные технологии на основе хранилищ данных позволяют обеспечить долговременное и надежное хранение информации, реализовать высокоэффективные информационно-поисковые системы с целью подготовки управляющих решений, сохраняя преемственность при изменении форм носителей информации

В диссертации на основе обобщения выполненных исследований по разработке и внедрению прикладных информационных систем радиационного и химического мониторинга предприятий химического профиля Росатома развивается научное направление по созданию информационных систем мониторинга на базе технологий хранилищ данных, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны и повышение ее обороноспособности

Объектом исследования являются информационные системы экологического мониторинга предприятий химического профиля.

Предметом исследования является применение технологий хранилищ данных для построения информационных систем мониторинга, охватывающих технологические и экологические аспекты деятельности предприятия химического профиля.

Цель и задачи работы

Целью работы является разработка методологии построения информационных систем экологического мониторинга на основе технологий хранилищ данных, обеспечивающих основу для принятия управленческих решений по повышению эффективности деятельности предприятия химического профиля Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи

• выполнен системный анализ информационных систем экологического мониторинга предприятий химического профиля, —

• исследованы технологии хранилищ данных в качестве основы построения информационных систем экологического мониторинга,

• выполнен системный анализ химических технологий переработки и кондиционирования радиоактивных отходов МосНПО «РАДОН»,

• разработаны основы построения хранилища данных процессов и объектов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов МосНПО «РАДОН»;

• выполнен системный анализ источников эмиссии в окружающую среду хИмико-технологических процессов переработки урановых руд Эльконского рудного поля Южной Якутии,

• проведена оптимизация методик определения содержания тяжелых металлов и радионуклидов при массовом анализе экологических проб образцов окружающей среды;

• разработаны основы геоинформационной системы радиационного и химического экологического мониторинга уранового комбината ЭГМК,

• разработана и внедрена информационная система мониторинга специализированного химического, радиохимического и технологического оборудования на основе технологий хранилищ данных,

• исследованы и решены проблемы оптимизации в информационных системах мониторинга на примере автоматизированной системы экологического мониторинга ВНИИ Химической Технологии

Научная новизна

• разработаны научно-методические основы построения систем радиационного и химического экологического мониторинга предприятий химического профиля Росатома с применением технологий хранилищ данных, позволяющие обеспечивать высокоэффективную защиту окружающей природной среды от вредных эмиссий на всех стадиях научных исследований, получения природного урана ядерной чистоты, переработки, кондиционирования и длительного технологического хранения РАО, что в совокупности представляет собой методологию построения информационных систем мониторинга для предприятий химического профиля Росатома,

• разработаны методика и алгоритмы построения многомерных моделей хранилищ данных информационных систем экологического мониторинга предприятий химического профиля,

• разработаны семантическая и многомерная модели представления информации хранилища данных процессов и объектов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов МосНПО «РАДОН»,

• разработана постановка задачи экологического регулирования как проблема условной оптимизации (минимизация себестоимости урана с учетом соблюдения экологических ограничений) при создании нового производства в Эльконском урановорудном районе,

• разработана методика системного анализа источников эмиссии в окружающую среду химико-технологических процессов переработки урановых руд Эльконского рудного поля Южной Якутии как основы оценки воздействия на окружающую среду,

• поставлена и решена задача оптимизации методик масс-спектрального определения содержания тяжелых металлов и радионуклидов при анализе экологических проб образцов окружающей среды,

• разработаны структура и информационные слои ГИС радиационного и химического экологического мониторинга уранового комбината ЭГМК,

• разработана методика и алгоритмы решения задачи оптимизации состава информационной системы экологического химического и радиационного мониторинга (минимизация стоимости при обеспечении заданной информативности),

• поставлена и решена задача оптимизации размещения элементов измерительной сети в информационной системе экологического мониторинга

Практическое значение

Основными практическими результатами являются разработки прикладных хранилищ данных и их внедрение в проблемно-ориентированных информационных системах мониторинга Разработаны и внедрены

• хранилище данных химико-технологических характеристик процессов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов МосНПО «РАДОН» (пусковой комплекс программных средств и методик);

• региональная геоинформационная система мониторинга по обращению с отходами Эльконского горно-металлургического комбината - крупнейшего уранового комбината, создаваемого в рамках целевой программы «УРАН РОССИИ» (первая очередь),

• информационная система радиационного и химического экологического мониторинга предприятия химического профиля - ФГУП ВНИИХТ Росатома (в объеме проекта);

• информационная система мониторинга специального радиохимического, химического и технологического оборудования на основе хранилища данных материально-технического оснащения профессиональных образовательных учреждений (в объеме проекта)

Методы исследования

В основу решения поставленных задач положены методы системного анализа (декомпозиция, классификация, иерархическое упорядочение, абстрагирование, формализация, композиция, моделирование), методы оптимизации, методология функционального моделирования систем SADT, методология моделирования потоков данных DFD, методология проектирования баз данных IDEF1X, теория реляционных баз данных, структурированный язык запросов SQL, методология многомерного анализа данных OLAP, методология быстрой разработки приложений RAD Публикации

Основное содержание диссертации отражено в 63 научных трудах, в их числе 9 статей в изданиях по перечню ВАК, 3 учебных пособия (рекомендованные Министерством образования и науки РФ и Учебно-методическим объединением вузов РФ по образованию) Апробация работы

Основные положения и результаты работы представлены на-

• XII международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии-2008» (ВолгГТУ, 2008 г ),

• 1-ом отраслевом научно-техническом совещании «Уран России» (Москва, 2007 г ),

• ежегодных международных научно-технических конференциях «Математические методы в технике и технологиях» (1999,2003-2007 гг),

• ежегодных Всероссийских форумах «Образовательная среда» (2004-2007 гг),

• отраслевых научно-практических конференциях «Об организации системы мониторинга материально-технического оснащения учреждений профессионального образования» (2005-2006 гг),

• 1-й научно-технической конференции молодых ученых МИТХТ им М В Ломоносова «Наукоемкие химические технологии» (МИТХТ, 2005 г.),

• 3-й международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления» (Томск, 2005 г.),

• VI Межвузовской конференции «Проблемы качества подготовки специалистов», (РХТУ им Д И Менделеева, 2004 г},

• международной научно-технической конференции «Научно-инновационное сотрудничество» («Научная сессия МИФИ -2002»),

• 111 Всероссийской научно-практической конференции "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности" (Санкт-Петербург, 1998 г.);

• международной специализированной выставке "Мирный атом России" (Токио, 2000 г),

• международной выставке ЮНЕСКО "Edit-96" (Москва, 1996 г);

• международном конгрессе "Экологические проблемы больших городов инженерные решения" (Москва, 1996 г),

• рабочем совещании комитета по обороне Государственной Думы РФ "Автоматизированные системы управления двойного назначения" (Ногинск, 1996 г)

Результаты внедрения разработанных информационных систем, неоднократно представленных на выставках Всероссийского Выставочного Центра, были отмечены Золотой медалью ВВЦ (1999 г.) и почетными дипломами ВВЦ (2003, 2007 гг.) Личный вклад

При непосредственном участии автора выполнены все разработки по постановке задач создания хранилищ данных, задач оптимизации информационных систем мониторинга, разработки программных и методических средств обращения с данными и внедрение конкретных проблемно-ориентированных информационных систем мониторинга

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 292 страницах машинописного текста Состоит из введения, 8 глав, заключения, библиографического списка и приложения Список литературы содержит 248 наименований Таблиц 68, рисунков 59

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована ее цель, указаны научная новизна, практическая ценность и основные положения, выносимые на защиту

В первой главе «Системный анализ информационных систем мониторинга предприятия химического профиля» рассматриваются современные подходы к построению информационных систем мониторинга предприятий химического профиля государственного концерна Росатом

Комплекс химических предприятий Росатома на основе тонких химических технологий обеспечивает переработку огромных объемов урановых руд и получение готовой продукции для атомной энергетики и оборонной промышленности на сотни миллиардов рублей Приаргуньское горнохимическое объединение и Эльконский горнометаллургический комбинат обеспечат получение до 8 тысяч тонн природного урана ядерной чистоты в год, добывая и перерабатывая руду самых крупных по запасам месторождений в мире Горнохимический комбинат, Сибирский химический комбинат, Уральский электрохимический комбинат, ПО "Электрохимический завод" и Ангарский электролизный химический комбинат обеспечивают потребности в обогащенном уране для 40% мировых потребностей в топливе энергетических реакторов.

Научно-исследовательские химико-технологические институты Росатома (ВНИИ неорганических материалов имени академика А.АБочвара, ВНИИ химической технологии, Радиевый институт имени академика В Г Хлопина) обеспечивают разработку новейших химических технологий для предприятий Росатома и многих предприятий химической промышленности России и зарубежных стран

При всем многообразии производственной и исследовательской деятельности химических предприятий Росатома все они характеризуются возможностью радиационных и химических воздействий на окружающую среду Подавляющая часть всех РАО (99,99%), имещихся в РФ находится на предприятиях Росатома В отрасли накоплено 4 41019 Бк жидких РАО - из них 66% - среднеактивные (CAO) и 1 43 1019 Бк твердых РАО (из них 0 27% - CAO)

Обязательным условием защиты окружающей среды от вредных эмиссий является разработка и внедрение высокоэффективных систем радиационного и химического экологического мониторинга Эффективность систем может быть обеспечена при обязательном использовании системного подхода и единой

методологии на основе информационной технологии хранилищ данных, учитывающей особенности радиационно и химически-опасных производств.

В диссертации проведены исследования по разработке информационных систем мониторинга на основе системного анализа и технологии хранилищ данных для трех предприятий ВНИИ химической технологии, Эльконский горнометаллургический комбинат и МосНПО «РАДОН», представляющих собой типичные объекты экологического мониторинга предприятий химического профиля Росатома

Значительный вклад в развитие системного анализа внесли отечественные исследователи Е С Вентцель, В Н Волкова, Ю И Дегтярев, А А Емельянов, А А. Денисов, А В. Костров, Ф.И. Перегудов, ДА Поспелов, Ф Е Темников Теоретические основы структурного системного анализа, проектирования информационных систем и хранилищ данных разрабатывали Р. Баркер (R Barker), П Чен (Р Chen), Ф Кодд (F Codd), К Дейт (С Date), К. Гейн (С Gane), У Инмон (W Inmon), Р Кимбалл (R Kimball), Т. Сарсон (Т Sarson), AM Вендров, Г Н Калянов, СД Кузнецов Применение системного подхода к созданию информационных систем мониторинга предприятий химического профиля было развито в работах Л.А Бахвалова, Л С Гордеева, И Н Дорохова, А.Ф. Егорова, В.В.Кафарова, ВФ Корнюшко, РЕ Кузина, ВП Мешалкина, А В Нетушила, А А Петрулевича, ТВ. Савицкой, П Д Саркисова, Л А Серафимова, А И. Соболева, В С.Тимофеева, Н И Федунец, В В Шаталова, Г А Ярыгина

Основной целью экологического мониторинга является своевременное получение объективной информации о чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера, антропогенном воздействии на окружающую среду с оценкой ее состояния, а также оперативное оповещение органов государственного управления и населения о динамике изменения обстановки (радиационной, химической, пожарной, инженерной, экологической и т д)

Основные задачи экологического мониторинга

• учет потенциальных источников техногенной опасности (радиоактивных, взрывопожароопасных, гидродинамических и др), выявление путей радиоактивного и химического загрязнения окружающей среды,

• слежение за обращением радиоактивных и аварийно химически опасных веществ, контроль за радиоактивными и химическими отходами,

• регистрация текущего уровня радиоактивного и химического загрязнения экосистем, наблюдение и выявление тенденций в его изменениях,

• изучение общих закономерностей поведения радиоактивных веществ и химических поллютантов в экосистемах, обобщение полученной информации в рамках математических моделей,

• выявление комплекса показателей (индикаторов), характеризующих экологическое состояние окружающей среды и потенциально опасных объектов контролируемой территории,

• оценка экологического состояния окружающей среды, прогноз возможных негативных последствий радиоактивных и химических загрязнений,

• разработка рекомендаций по предупреждению и устранению чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера,

• обеспечение исполнительных органов предприятий и местной государственной власти объективной информацией о текущем состоянии контролируемых объектов экономики и окружающей среды для принятия решений по предупреждению чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, защите населения и территорий от них

Принятие обоснованных управленческих решений руководителями разного уровня возможно на основе релевантной, своевременной и достоверной информации об объекте управления Ведущую роль в формировании рекомендаций для принятия управляющих решений в настоящее время играют системы мониторинга, реализованные в качестве надстройки над оперативными информационными системами

Объективно сложилось так, что внедрение информационных технологий в подавляющем большинстве предприятий осуществлялось без стратегического плана развития, отдельными, изолированными друг от друга фрагментами Более того, зачастую отдельные информационные подсистемы разрабатывались различными группами специалистов для решения локальных задач и имели различные операционно-системные платформы, таким образом информационная инфраструктура такого учреждения имела лоскутный, фрагментарный характер, лишь формально объединенный в систему Это оперативные (транзактные) подсистемы, которые обслуживают повседневную деятельность отдельных подразделений

В то же время резко возрос уровень прикладных задач тактического и стратегического планирования и управления В результате появилось понимание того, что для эффективного решения задач управления (мониторинга) необходимо предоставить пользователям единый взгляд на корпоративную информацию независимо от того, где она физически хранится (рис 1) Это стимулировало развитие технологии хранилищ данных Основная цель хранилищ - создание единого логического представления данных, содержащихся в разнотипных базах, или, другими словами, в единой модели корпоративных данных

Системы поддержки принятия . решений

Информационно-поисковые системы

Оперативная аналитическая обработка данных

Интеллектуальный анализ данных

4>

Поиск, обработка, анализ [ и визуализация данных

Тематические , (

витрины Детализированные 1 Агрегированные > ' . Многомерные

данных, данные 1 данные данные

—.................—^

Ж

Ж

Представление

данных

Подсистема

Хранения

данных

ХРАНИЛИЩЕ ДАННЫХ

Извлечение данных, преобразование данных

очистка данных, к единому формату

Ж

Разнородные источники Данных ' .

Рис 1 Типовая структура корпоративной информационной системы Современные информационные технологии хранилищ данных обеспечивают

• непрерывность процесса наблюдений (измерений, сбора данных),

• возможность выдачи оперативных результатов наблюдений;

• выявление тенденций изменения наблюдаемых величин;

• сравнение результатов измерений с прогнозируемыми значениями.

• автоматизацию процесса наблюдений;

• сбор данных из различных источников информации;

• предварительную обработку результатов наблюдений,

• проведение анализа накопленной информации для решения широкого круга задач управления в соответствующих областях

Технологии хранилищ данных рассматриваются автором как основа построения информационных систем мониторинга предприятий химического профиля, позволяющая решать весь комплекс задач экологического монииторинга, На рис 2 приведены основные этапы обработки информации в хранилище данных.

Рис.2. Этапы обработки информации в хранилище данных

При разработке прикладных хранилищ данных в различных областях деятельности предприятия химического профиля необходима разработка методического и алгоритмического обеспечения для реализации каждой из стадий обработки информации.

В последующих главах работы показано применение разработанной методологии построения информационных систем мониторинга для решения широкого круга задач экологического мониторинга предприятий химического профиля государственного концерна Росатом.

Во второй главе «Системный анализ химических технологий переработки и кондиционирования радиоактивных отходов МосНПО «РАДОН» рассматриваются технологические процессы подготовки радиоактивных отходов к долговременному контролируемому хранению.

Технологии переработки и кондиционирования радиоактивных отходов на специальных комбинатах «РАДОН» РФ предназначены обеспечить долговременное контролируемое хранение кондиционированных радиоактивных отходов

Исключительное значение имеет при этом сохранение полной информации о технологии получения каждого объекта хранения для подготовки управленческих решений при нарушении или угрозе нарушения условий хранения. Система, содержащая такую информацию, должна быть рассчитана на долгосрочный период Современные информационные технологии хранилищ данных гарантируют надежную сохранность информации, обеспечивая преемственность при изменении форм носителей информации Однако к настоящему времени не проработаны методические вопросы ввода информации о химико-технологических характеристиках используемых процессов переработки и кондиционирования, что не позволяет в ближайшее время приступить к созданию информационно-поисковой системы по объектам долговременного технологического хранения РАО Поддержка отдельных этапов, таких как радиоэкологический мониторинг, осуществляется уже давно и является более развитой, однако, другие этапы остаются недостаточно разработанными и требуют развития.

На основе системного анализа была синтезирована схема процессов обработки информации об объектах долгосрочного хранения (рис 3), которая позволит решить описанную проблему Одним из главных условий успешного управления в системе является наличие обратной связи в контуре управления (выделена на рис 3).

Рис 3 Структурная схема системного анализа предметной области.

В исходном виде радиоактивные отходы, представляющие большую опасность для человека и других объектов биосферы из-за их радиационного и токсического воздействия, 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. В результате проведенного анализа технологий подготовки и кондиционирования РАО выявлены три основных задачи, на решение которых они направлены, обеспечение механической прочности РАО; перевод отходов в химически неактивную (инертную) форму, сокращение объемов, занимаемых РАО

Среди применяемых в настоящее время технологий переработки и кондиционирования одни обеспечивают решение всех обязательных задач, другие - только их часть Совокупность применяемых технологий определяет методы дальнейшей обработки РАО и состояние конечного объекта, поступающего на долговременное хранение. На рис.4 изображена схема основных технологических процессов переработки и кондиционирования применительно к конкретным типам РАО

Системные критерии

Функциональность (тип решаемых задач)

Обеспечение

- механической прочности Обеспечение

- химической инертности Обеспечение

- сокращения объема

Требования предварительной

подготовки =г-

Тип

перерабатываемых отходов

Температурный режим 1

Стоимость

Обеспечение — химической инертности

Сокращение объема отходов

Нлэкотемпературный " процесс

Среднетемпературный "процесс

Высокотемпературный " процесс

Средняя

Высокая

Твердые радиоактивные отходы (ТРО) Жвдкие радиоактивные отходы (ЖГО) Источники

— ионизирующего излучения (ЙИИ) Иль), грунты, шлаки, зольные сстатхи

— Ионообменные смолы Биологически

— и химически опасные отходы

Рис 4 Системные критерии классификации технологий переработки и кондиционирования РАО.

В результате анализа технологических регламентов и процедурных документов МосНПО «РАДОН» были выявлены существенные параметры технологических процессов переработки и кондиционирования РАО, необходимые для занесения в хранилище данных для решения прямой и обратной задач поиска Рассмотрены технологии цементирования, остекловывания, прессования, концентрирования, сжигания и плазменной переработки радиоактивных отходов Такие параметры, как группа РАО, радионуклидный состав, суммарная активность и ряд других, являются существенными для всех технологий, в отличие от специфических для каждой отдельной технологической установки.

{: сортировка. ■■

Г перегрузка ',

ото'//-' Н

( уменьшение ■ i объеуа

'■/.'До'лгрсРОч'ноЕ:.:'

Ф к п

I г

г жо жн ж и ир ип

и69

ЙШОБИЛИЙАЦИЯ

5Я9

Рис.4. Технологические стадии переработки и кондиционирования различных групп радиоактивных отходов на МосНПО «Радон»,

В третьей главе «Хранилище данных процессов и объектов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов МосНПО «РАДОН» описывается структура хранилища данных, рубрикаторы хранилища данных и модели представления информации.

На первом этапе моделирования хранилища данных была создана вербальная модель предметной области в виде словесного описания. Вербальная модель включает описание компонентов системы, функций этих компонентов, материальные и информационные потоки, образующиеся в результате функционирования системы. Следующим этапом, на котором в предметной области были выявлены основные сущности и их атрибуты, является построение инфологической (концептуальной) модели.

Основными сущностями хранилища данных являются объекты долговременного технологического хранения, места хранения, радиоактивные отходы, технологии переработки и кондиционирования отходов и наборы технологических параметров. Основные сущности связаны между собой посредством связей-ассоциаций типа «один-ко-многим» и «многие-ко-многим». Разные объекты могут содержать различные типы РАО, и наоборот, определенный тип кондиционированных отходов может храниться на разных объектах. Однако, одному месту хранения может соответствовать несколько объектов хранения, но каждый объект хранится в строго определенном месте. Ассоциациям могут быть присвоены имена, характеризующее природу связи или роли каждого класса (рис.В).

16

Рис 5. Семантическая модель хранилища данных.

Таким образом, можно перечислить основные связи между сущностями и их

смысловую нагрузку

1 Каждый тип радиоактивных отходов обрабатывается при помощи многих технологий переработки и кондиционирования

2 3 Каждая технология переработки и кондиционирования применяется к многим типам радиоактивных отходов

Каждая технология переработки и кондиционирования имеет много технологических параметров процессов

4 5 Каждый параметр технологического процесса является существенным для одной или многих технологий переработки и кондиционирования

Каждый параметр технологических процессов используются при кондиционировании многих объектов хранения

6 7 Каждый объект хранения кондиционирован при соответствующем наборе значений параметров технологических процессов

Каждый объект хранения содержит один или несколько типов радиоактивных отходов

8 Каждый тип радиоактивных отходов входит в состав многих объектов хранения

Значительным результатом, полученным в работе, является разработка справочников-рубрикаторов, классифицирующих различные виды объектов

хранения, радиоактивных отходов и технологий их переработки и кондиционирования Рубрикаторы хранилища данных представляют собой плоские реляционные таблицы в первой нормальной форме, примеры которых приведены в таблицах 1-3

Таблица 1 Классификатор статистических категорий РАО

Код Статистическая категория РАО Описание статистической категории РАО

1 иии Источники ионизирующего излучения

2 ТРО среднеактивные Среднеактивные твердые радиоактивные отходы

3 ТРО низкоактивные Низкоактивные твердые радиоактивные отходы

4 ЖРО Жидкие радиоактивные отходы

Таблица 2. Классификатор форм РАО

Код Форма РАО Описание формы РАО

1 Первичные Доставлены на предприятие

2 Промежуточные Находятся в процессе переработки

3 Окончательные Размещены в сооружениях долгосрочного хранения

Таблица 3 Классификатор первичных форм РАО

Код Индекс-идентификатор Краткое наименование группы РАО

1 И69 Источники, выгружаемые из контейнеров

2 И Источники с контейнерами

3 ИР Радиоизотопные приборы

4 ИП Ампулированные препараты

5 Р Реакторные

6 Б Биологические

7 Г Горючие небиологические

8 П Прессуемые

9 К Кондиционируемые

10 Ф Фильтры

11 С Свинец

12 Н Несортированные

13 ЖН Жидкие неорганические

14 ЖО Жидкие органические

15 Ж Жидкие прочие

Каждый рубрикатор обязательно имеет поле КОД, являющееся первичным ключом таблицы, содержащим уникальные неповторяющиеся (в данных случаях -числовые) значения. Были составлены рубрикаторы окончательных форм РАО, форм и типов упаковки первичных и промежуточных форм РАО, технологических стадий, операций и установок по переработке и кондиционированию РАО, существенных технологических параметров, зданий и сооружений полигона длительного технологического хранения кондиционированных отходов, нормативных и методических документов, а также предметный указатель первичных форм РАО.

Помимо справочных таблиц-рубрикаторов, на основе технологических регламентов работы установок по переработке и кондиционированию РАО и процедурных документов МосНПО «РАДОН» были разработаны и составлены таблицы соответствия форм РАО, форм упаковки, технологических операций, установок и существенных параметров переработки и кондиционирования РАО, на основе которых была разработана и приведена к третьей нормальной форме реляционная модель данных (рис.6).

Коп

№_распотра

Суни_А_Бк Дата_приема

Код_сущ_пареи Сут_парвметр Код_сд_иэнер Код_типа_пар«н

Кпя.£Д_>о»*р [«иоясо

Код_парп«

Коя_№_рв£порта Коа_гр>лпа_РАО Код_Тип_Уг»ковка Код .Наименование^ Ко/11чесгво_упаковок

0 |Код_параиларп«

" |Кой_рарти11 «печете

;|Коп_сущ_П8раметра ;|Код_регланента

" Код__т> па_лгрзн |Ти1 параметра

Индекс _Идент Коя_Стат_Категории Краткое .Явни^Группы

Код_Соатв_г Код_Групги_РАО

Индекс_Коент_Группы_РАО

Кол_Стлоия_06рвб

Код_Тех_Оперш1Я

Тю.Очрад«^ ...........

Кяд РгГ/впопа: Код_уст«новки Регламент 1

]Код_Стат_Категория_рАО --1 Кол_На»1в-)ое»*)е_РАО

Наиненозание_РАО

|КвЕ_Группа_рА.О

[1^декс _)<1дент_Группы_РАО

Код_Соотестста1е_1

Код_Гругя»^РАО Индекс_Илент./руплы .РАО; Тип_Упаковка

Коа_Оорна_Уп9Кобка_РАО '

Код _Те*_апсрал»1

Код_Стадии„обр Те*_операи1и

Кад_устаможи

Код_операиш Установка

Кпд_Сгад»1_Обр Стал№_Обр

Код_Т»»1_УЬаковка

Тнп_Угтаковка Описап«е_Фор«а_Упаковка; ч»сг©та_Использ_Улаксв>И:

Код _Тип_Упакоека

Тип_Упако8ка Назначение„Упаковки

Рис.6. Реляционная модель данных. Для дальнейшего поиска, анализа, обработки и визуализации данных на основе реляционной модели и разработанных справочников-рубрикаторов была создана многомерная модель данных типа «снежинка» (рис.7).

Тип технологии Значения параметров Технологические параметры

Рис.7. Многомерная модель данных

Главной таблицей фактов является таблица объектов долговременного технологического хранения кондиционированных отходов Остальные таблицы называются измерениями многомерной модели. Например, по коду объекта можно получить информацию о месте его хранения, а также определить места хранения всех объектов определенного типа или заводы, на которых были кондиционированы отходы данного типа Или по коду объекта узнать, при каких технологических условиях он был кондиционирован, а также найти все объекты, которые были кондиционированы при тех же условиях и с использованием тех же материалов. Такой поиск осуществляется посредством запроса только по интересующим таблицам-измерениям без загрузки промежуточных таблиц, входящих в логическую цепочку, за счет включения внешних ключей в таблицу фактов

Данная структура позволит получать агрегированные данные с различными уровнями обобщения По отношению к операции агрегирования можно выделить три группы фактов-

• аддитивные факты - можно суммировать и группировать вдоль всех размерностей на любых уровнях иерархии. Например, количество объектов хранения можно группировать как по местам хранения, так и по наборам технологических параметров, типам РАО и технологий кондиционирования и т,д;

• Полуаддитивный факт - это факт, который можно суммировать вдоль одних размерностей, и нельзя - вдоль других.

• Неаддитивные факты вообще нельзя суммировать. Пример неаддитивного факта - инвентарный номер объекта. Рекомендуется при моделировании фактов делать их более аддитивными

Значения на осях измерений гиперкуба могут иметь различные уровни детализации. Например, нас могут интересовать объекты хранения, содержащие РАО, иммобилизованные при помощи цементирования, или цементированные РАО, которые предварительно были сожжены при температуре 900°С Естественно, результирующий набор агрегатных данных во втором случае будет более детальным, чем в первом. Возможность получения агрегатных данных с различной степенью детализации соответствует одному из требований, предъявляемых к хранилищам данных, — требованию доступности различных срезов данных для сравнения и анализа В соответствии с уровнями иерархии могут вычисляться агрегатные значения В одном измерении можно реализовать более одной иерархии, например, для времени: {Год, Квартал, Месяц, День} и {Год, Неделя, День}

В четвертой главе «Системный анализ источников эмиссии в окружающую среду химико-технологических процессов переработки урановых руд Эльконского рудного поля Южной Якутии» определены типовые отходы и источники эмиссии перерабатывающего комплекса урановых руд, выполнен системный анализ источников эмиссии в окружающую среду и разработана постановка задачи экологического регулирования при создании нового производства в Эльконском урановорудном районе

Математически такая формулировка сводится к задаче условной оптимизации

вида-

где Б, - себестоимость получаемого урана для векторного критерия экологической безопасности на уровне I;

1С - достигнутое значение критерия экологической безопасности за счет совокупности системных решений;

1Д - допустимое минимальное значение критерия экологической

безопасности, определяемое проектом, VI - варианты технологических и организационных решений по управлению экологической безопасностью, в том числе и на основе системы международных стандартов 150-14000,1=1,2, ;

Э, = пип, .У,€ V,

(1)

V - совокупность ограничений, определяемых экологической политикой Росатома в сфере экологического регулирования хозяйственной деятельности перерабатывающих предприятий и результатами фоновых исследований.

Обеспечение экологической безопасности поддерживается механизмами экологического регулирования - государственными, отраслевыми, региональными, нормативными, экономическими и т.д. По определению, главным информационным ресурсом механизмов экологического регулирования (рис.8.) является экологический мониторинг загрязнений окружающей среды. Тем самым в состав системных факторов включаются все подсистемы экологического мониторинга: от информационно-измерительной сети до организационного обеспечения.

О к Р У Ж

ю Щ,

50 : Я

".О ?

¿¡Ш

е

ийй

ЭкОлогичаёкйЗ . - "монт брййг ■ сйстбйнйя*; окружающей, среды,:.

Эколовадеогая' ■ - 11 » » |11Ч

регистрация

Мё^Щйзллы эколбгмческб^о регулирования

Ж

те;<нимвс!<ив регла^ен-ы,»; :

Эконолчшоасче

Меры

Экологические

ограничения Требования, правиле

ГОСТы, ОСТы, БО

Плота за выбросы и сбр< ..................

. ^""'йрЬ! ¡"¡оохоонй с

1 'л-и! I 1П.П1ПЛЛЛ..",! ."1-41 . (..-.и," . л.1,

исподьзо&Ьиио и воспроизволае^рёсурсва

Меры

Рис.8. Структура экологического регулирования.

Экологическое регулирование опирается на систему ограничительных документов, в число которых входят нормативы на допустимые выбросы и сбросы, как разовые, так и интегральные (годовые). Соблюдение ограничений на выбросы и сбросы поддерживается экономическими стимулами (регламентными платежами и прогрессивными штрафами). Этим определяется важность и актуальность точных и экспрессных расчётов фактических выбросов и сбросов с привязкой к региону в пространстве и во времени.

На рис.9, показана структурная схема системного анализа технологий переработки руд Зльконского района, где технологии рассматриваются в качестве

источников эмиссии в окружающую природную среду. При разработке этой схемы использованы главные принципы системного анализа: формулировка цели и сопутствующих критериев - выделение системных факторов - формирование контуров обратной связи.

Цель - экологическая безопасность - определяются условием (1), составляющим математическую формулировку проблемы создания новой технологической платформы в ЦПВ «Уран России». Контуры обратной связи обеспечивают управление экологической безопасностью, опираясь на экологическую политику Росатома и стандарты 150-14000. Главный контур обратной связи должен использовать результаты производственного экологического мониторинга, а локальные контуры - замыкаются на технологические решения экологического регулирования и природоохранные мероприятия.

К о н т

Система производственного аналогического мониторинге

) Окружающая природная среда

к.*. .....1;

тп Я

сбросы!

Задание критериев и уровней безопасности

^^ Управление

I- экологической Везоласностью

юо 14.000

Цели экологической безопасности

ЦВП У рай России

г

т

н

%

с в я з и

I £

лемия экологической безопасностью

Зноног тесная политика Росатома

зьгёросы

ЭМИССИИ I

ОКруЖЙЮЩуК» среду

Гидрометаллургичеекое перерабатывающее предприятие

исследование технологических процессов

'.Определение источников эмиссий и вида воздействия ,

Исследование качественных характеристик эмиссий

Исследование количественных характеристик эмиссий

Технологические решения экологического регулирования

Природоохранные меры

Л

4

к ¡с I-О Ю га а. ш

о. ф

с

Системные факторы технологий

Рис.9. Структурная схема системного анализа технологий переработки руд резервных месторождений.

Главным системным возмущением в системе экологической безопасности являются эмиссии технологических процессов перерабатывающего предприятия и связанных с ним подразделений в окружающую природную среду. К ним относятся, в первую очередь: выбросы, сбросы, твердые некондиционированные отходы радионуклидов и вредных химических веществ. Кроме того, будут проявляться физические эмиссии в виде тепловых и акустических воздействий на окружающую среду. Физические эмиссии в условиях вечной мерзлоты, возможных на

предприятиях резервных месторождений, также могут оказывать отрицательное воздействие на окружающую природную среду

Предполагаемые к освоению новые урановорудные районы представлены различными типами руд, в том числе упорными бедными комплексными рудами, ранее не вовлекавшимися в переработку, для которых необходима разработка новых технологий, учитывающих современные жесткие экологические требования. Основные технологические процессы перерабатывающего комплекса общего профиля (рис 10) при эксплуатации рудных месторождений и отходы обогащения рассматриваются как факторы, создающие источники воздействия на среду обитания и геологическую среду.

Рис 10. Источники образования и выделения вредных химических и радиоактивных

веществ.

Количество и состав образуемых отходов определяется химико-минералогическим составом перерабатываемых руд, методами их добычи и переработки. В таблице 4 приведены данные по количеству растворенного изотопа Н6Ва в хвостах и в химическом концентрате в зависимости от технологического процесса переработки руды Из изотопов тория наиболее опасным является альфа-излучатель 230ТИ. Довольно высокие концентрации этого изотопа содержатся в жидких отходах заводов, работающих по схеме содового выщелачивания Несколько больше радия растворяется в процессе карбонатного выщелачивания (до 1,5—2,2%)- концентрация 22бКа и 231>ТЪ в сбросных растворах может на порядок превышать максимально-допустимые нормы для сброса в открытые водоемы

Таблица 4. Количество растворенного Н6Яа в зависимости от технологии переработки руды

Количество растворенного радия

Технологическая схема

При выщелачивании, В хвостах, В химическом % общего количества в руде % концентрате, %

Кислотное выщелачивание

0,4-0,7

Жидкостная экстракция в рафинате в песках и шламах

95 80 15

5

Сорбция из пульп Содовое выщелачивание

1,5-2,2

93

7 100

В пятой главе «Оптимизация методик определения содержания тяжелых металлов и радионуклидов при массовом анализе экологических проб образцов окружающей среды» рассмотрены постановка задачи и ее решение при анализе экологических проб методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой в информационно-измерительной подсистеме автоматизированной системы экологического мониторинга (АСЭМ) ВНИИХТ.

В процессе проведения массового элементного анализа проб природных вод, почв и донных отложений водоемов при фоновых экологических исследованиях остро встала задача оптимизации измерительных характеристик масс-спектрометра ICP-MS SOLA фирмы Finnigan МАТ, используемого в исследованиях, с непрерывной коррекцией методик химической пробоподготовки, проведения измерений количественного анализа и численной обработки результатов измерений

Математической моделью задачи оптимизации служат выражения теоретических оценок пределов обнаружения тпотеор и относительного стандартного отклонения амплитуды интенсивности пика mS измеряемого изотопа атомной массы т масс-спектрометра

(2)

п - число сканирований в диапазоне масс измерений, Н - число дискретных каналов измерения в интервале одной атомной массы (о е м ),

Т- время счета числа анализируемых ионов в каждом канале измерения, с,

1=тК(С)- эмпирическая калибровочная кривая чувствительности для изотопа атомной массы т, т1ф, т1с- значение измеренных интенсивностей фона и сигнала для массы изотопа т, соответственно, имп/с,

Тт=2х1хНхТхп, (4)

I - количество анализируемых изотопов

Согласно (2, 3} при увеличении времени измерения Т, числа измерительных каналов Н и числа сканирований п значения погрешности измерения и предела измерения масс-спектрометра уменьшаются, однако, при этом, согласно (4), увеличивается общее время проведения анализа. При увеличении общего времени анализа повышается вероятность значимого дрейфа измерительных параметров масс-спектрометра, в частности, чувствительности, поэтому значения параметров Т, Н, п должны были выбираться из компромиссных соображений1 миниминизации статистической ошибки измерения и ограничения общего времени анализа серии проб, за которое возможны медленные изменения чувствительности масс-спектрометра, чем и вызвана задача оптимизации

Функциональная схема оптимизируемой системы элементного анализа проб природных, сточных вод, почв и донных отложений на основе 1СР-МБ представлена на рис 11

Изобарическое наложение на измеряемый сигнал возникает вследствие совпадения по массам изотопов различных элементов, входящих в состав анализируемого образца В индуктивно связанной плазме, кроме ионизированных атомов анализируемого вещества, присутствуют не до конца распавшиеся на атомы фрагменты молекул - молекулярные ионы, образовавшиеся из вещества растворителя, газа-носителя и вещества пробы. Молекулярные ионы, совпадающие по массе с анализируемым изотопом элемента, могут накладываться на масс-спектр

Структурная схема системного анализа процесса разработки методик элементного состава проб природных вод, почв и донных отложений водоемов представлена на рис.12 Коррекция процесса химической пробоподготовки происходила вследствие воздействия информационных потоков контуров обратной связи, возникающих в процессе измерений на масс-спектрометре.

Проба

ЩЯЩ .................. .......

1 Химическая профподготовка •

Масс-спектрометр ICP-MS

Вводи \ Ш Щ -"-Vi,,—.....

подготовка Ионизатор формирования

( »ичч'м:«

JS

I

I А 1] Ij-X

I

[ п.«[ЯР* f^yjicrr ^JpjfiP ui^Wufff I>y-."i

< . V - '

Система информационного Систем• ™м ^ Система

поиска программ обработки, последовательностью распознавания

баз оанных спектров, баз операций обработки ' спектров данных калибровочных кривых информации ТТ

Обработка рез)>льтатое измерений

Результат измерений

Рис.11. Функциональная схема оптимизируемой системы элементного анализа проб природных вод, почв и донных отложений на основе ICP-MS SOLA,

На масс-спектрометре ICP-MS SOLA, прежде всего, необходимо было оптимально установить напряжения ui на электродах, формирующих ионный пучок (¡=1,2,.../, где /=11 для масс-спектрометра SOLA), отъюстировать положение горелки плазмы в вертикальной плоскости ХОУ(координаты х& уг), отрегулировать скорость потока аргона v, обеспечивающего введение пробы в плазму в виде аэрозоля.

Процесс химической пробоподзотовки

¿лщщ ■

Стакбарп-нш

обрати

Жидкие пробы

Химическая обработка

с целью исключения ^Н

матричных эффектов , •

Иг.. . ПК

шкалы стандартных

мтшшЩг

Твердые пробы

Раашврение и химическая обработки

с целью исключения мыпри чных эффектов'

тщт

Ртбп»¡мне Пров

ИН я

'»■"■" ЯРРМГ...... /Л Ртбавление проб

<Ч> ооращовсля ЧУ Й}0в,по

% построент

_к калибровочной

[—|/

Н Процесс измерений на масс-агектромтхре 1СР-М&

Установка Соощтютие ,и Управление

рабочих. характеристик 'тУ последовательностью

парашютов критерию ^.тирании

а

Результаты измерения (массивы данных)

- Д" ;

мш

Повторение процесса

ппшкь <££> Вычисление

Составление Разработки алгоритмов

протачм п програяЫ и процедуры л. сомания методик анализа

результатов

«

Обновление баз банных спектров

^^Ю^В^ШР' ЙШЙЙ«

Выдача результатов

Рис.12. Структурная схема системного анализа процесса разработки методик.

Настройку прибора осуществляли по величине амплитуды пика 1151п А(иь и2... ит ха уг, V), добиваясь с помощью циклической регулировки вышеуказанных параметров достижения максимального значения сигнала. Амплитуда отрегулированного пика 1151п должна была лежать в пределах 105 + 106 имп/с. Математически условие максимума записывается на основе известных правил дифференциального исчисления.

В итоге получен критерий для регулировки рабочих параметров масс-спектрометра SOLA:

дА(щ,иг, и„ им)

= 0

d2A(u]tu " " )

(0

ди,

и.=и.

1=1,2, 1 + 3

(5)

«|+з) 0 с [ю3,106]ылш/с

(6)

Для удобства записи следующие величины переименованы: Хг-ви,+1,уг-ви|+2,у-ви|+3

В том случае, если не удавалось добиться требуемой амплитуды сигнала от 1151п

или он отсутствовал (критерий оптимизации (5, б) не выполнялся), тогда принималась управляющее решение повторить процессы скорректированной химической пробоподготовки Далее на основании (2), исходя из заданной в методике погрешности измерений, подбирались параметры измерения Г, Н и л,

Затем по калибровочной кривой, полученной при измерении стандартов в начале измерений, определялись значения концентраций стандартных образцов 5?*", (/=1,2, 5, где 5 - количество разбавлений шкалы стандартных образцов) в конце процесса измерений Далее сравнивались в смысле значимого совпадения результаты с известными значениями концентраций стандартных образцов

т5^зб( Таким образом контролировалось постоянство значения чувствительности масс-спектрометра в течение общего времени анализа Т. Описанные выше процессы были формализованы в виде алгоритма оптимизации

С?" с1ПО,тах&"'}] ^

Итоговые результаты измерений сравнивались с данными других лабораторий, и при несовпадении результатов процесс повторяли снова вплоть до исключения систематической ошибки

Благодаря применению оптимизированных методик, удалось избежать матричного влияния на результат измерений. В данном случае была использована имеющаяся база данных спектральных наложений для последующей коррекции методики химической пробоподготовки.

mSsmS,

В шестой главе «Региональная геоинформационная система мониторинга по обращению с отходами Эльконского горно-металлургического комбината»

выполнены исследования фоновых концентраций химических веществ и радионуклидов и разработаны основы построения геоинформационной системы радиационного и химического экологического мониторинга уранового комбината ЭГМК.

Главным критерием оценки загрязнения почвы и природных вод вредными химическими веществами является предельно допустимая концентрация (ПДК) химических веществ ПДК представляет собой комплексный показатель безвредного для человека содержания химических веществ в почве и воде, так как используемые при их научном обосновании критерии отражают все возможные пути воздействия загрязнителя на контактирующие среды, биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения

Лимитирующим фактором концентрации радионуклидов в воде и грунтах являются, соответственно, уровни вмешательства и минимально значимые активности, определяемые нормами радиационной безопасности для каждого радионуклида. Однако главным критерием является радиационный фактор, оцениваемый на основе внешнего облучения от поверхности почвы и внутреннего облучения от вдыхания радионуклидов и их поступления по пищевым цепочкам.

Зона Южная Эльконского ураново-рудного района (рис 13) имеет периметр Пю=98 км Периметр участка месторождения Дружный составляет Пд=27 км. Таким образом, коэффициент изученности фонового состояния месторождения зоны Южная составил1

Киф = Пд / Пю * 100 = 27% (8)

Всего при исследовании фоновых концентраций радионуклидов и вредных химических веществ для оценки текущего состояния окружающей природной среды в Эльконском урановорудном районе было отобрано 78 проб образцов окружающей среды в населенных пунктах и по периметру месторождения Дружное Были разработаны и составлены электронные паспорта проб в качестве исходных данных для геоинформационной системы. Для каждой пробы выполнены определения 6 естественных, 3 техногенных радионуклидов и 31 элементоопределение вредных химических веществ. Общее число элементоопределений превосходит три тысячи.

Масштаб

Рис.13. Участок «Дружный» зоны «Южная» Эльконского урановорудного района.

Выполнены определения содержания естественных радионуклидов (ЕРН - 238и, 23СТЬ, 2261<а, 210РЬ, 210Ро, 40К) и техногенных (шСз, 905г, 239Ри) для всех точек пробоотбора и созданы протоколы испытаний исследованных образцов. С применением атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП - АЭС) определено содержание ВХВ и основных микроэлементов в природных водах Эльконского ураново-рудного района, в снеге, в почвах и растительности. Всего изучено 25 элементов (А1, В, Ве, V, В1, Яе, Сс1, Са, Со, Мп,

Си, Мо, Ав, N1, Бп, РЬ, Ag, Бг, 5Ь, Л, Р, Сг, гп), а также в твердых образцах подвижной формы анионов (СГ, Р", М02~, 1М03~, БО/", РО43"). В некоторых элементоопределениях

I

.установлено превышение содержания элементов относительно ПДК. Выполнены контрольные и дополнительные исследования концентраций ВХВ для случаев, соответствующих порогу чувствительности АЭС.

В итоге установлено, что для подземных вод продуктивного и базальтового горизонта в качестве фоновых могут быть приняты следующие концентрации '¡микроэлементов в мг/л:

А1 < 0,01 Ре = 1,0 N¡ = 0,07 Ва = 0,07 Мп = 0,4 Сг< 0,005

Ве< 0,0002 Мое 0,005 Ил =0,01 V < 0,005 Аз < 0,01

Все количественные характеристики фоновых исследований вводятся в качестве исходных данных в геоинформационную систему (ГИС) Задача создания ГИС была поставлена одновременно с задачей фоновых исследований ввиду огромной размерности формируемого массива данных и их практической необозримости и неуправляемости при развитии технологических исследований

На основе проведенного системного анализа требований к ГИС по управлению экологической безопасностью, и исходя из изученных характеристик программных оболочек, используемых на практике, была выбрана система Maplnfo Professional Был разработан следующий состав тематических слоев ГИС-

1 Расположение водных объектов (реки, ручьи и озера)1 площадные и линейные объекты;

2 Расположение границ месторождений: площадные объекты;

3 Расположение устьев шахт, точечные объекты,

4 Расположение штолен точечные объекты, 5. Расположение отвалов точечные объекты.

6 Расположение точек отбора проб- точечные объекты.

7 Расположение точек отбора проб- точечные объекты (фактический материал) Для каждого слоя была разработана структура атрибутивной таблицы

(таблица 5). Дополнительно создан слой данных "Легенда", описывающий все использованные условные обозначения. По результатам экспедиции и данным GPS-съемки в привязку растровой карты к геогафическим координатам были внесены незначительные изменения (ошибка привязки по градусной сетке составила около 80 м)

Таблица 5 Структура атрибутивной таблицы слоя данных "Расположение точек отбора проб (фактический материал)"

Название поля Тип поля данных

Номер точки Вещественное

Ландшафт Символьное (33)

Дата отбора проб Дата

Площадь отбора проб Символьное (9)

Мощность дозы у-излучения на высоте 3 см, мкР/ч Вещественное

Ошибка измерения Вещественное

Мощность дозы у-излучения на высоте 1 м, мкР/ч Вещественное

Ошибка измерения Вещественное

Координаты точки- широта Вещественное

Координаты точки: долгота Вещественное

На рис.14, приведен пример вывода на экран результатов запроса информации по одной из точек отбора проб. Атрибутивная таблица результатов анализа проб содержит 80 вещественных полей результатов анализов проб, воды, верхнего слоя

В седьмой главе «Информационная система мониторинга специализированного химического, радиохимического и технологического оборудования на основе технологий хранилищ данных» изложены результаты разработки информационной системы мониторинга специализированного оборудования предприятий и организаций химического профиля, разработанная автором на основе технологий хранилищ данных.

Целью создания информационной системы мониторинга является .предоставление релевантной, своевременной и достоверной информации о наличии на предприятии или в организации специализированного оборудования, его основных стоимостных характеристиках, состоянии, возможности использования и необходимости утилизации для принятия управленческих решений по эффективному использованию материально-технического оснащения предприятий различных форм собственности, входящих в интегрированные 'экономические структуры, руководителями разных уровней управления этими ^объединениями.

33

____________________________

В период с 2003 по 2007 гг. в рамках отраслевой системы мониторинга материально-технического оснащения было собрано более полумиллиона записей об объектах инвентарного учета движимого имущества высших образовательных учреждений в части машин и оборудования (рис 15)

Витрина данных

Интерфейс пользователя (СППР руководителя)

Хранилище данных

Процесс»]} загрузки

Визуализация данных дня подготовки управленческих решений

Выборка, аудит и анализ данных по заданным критериям

Накопление, хранение и извлечение информации Формирование агрегированных данных и метаданных

Региональные центры мониторинга

Оперативное хранилище

Интерактивный ___филлр-корректор_

Конвертор

Оперативное промежуточное хранилище данных

Аудит, очистка, исправление а классификация первичных данных в интерактивном режиме

Преобразование данных к единому формату

Предприятия и организации

Данные мониторинга .Фильтр выборки _

База данных системы бухгалтерского учета

Извлеченная информация для системы мониторинга

Методика извлечения первичных данных

Первичная информационная система предприятия на Сазе системы бухгалтерского учета

Рис.15 Этапы обработки информации в хранилище данных системы мониторинга специального химического, радиохимического и технологического оборудования.

Была разработана многоуровневая иерархическая архитектура системы мониторинга с использованием методологий функционального моделирования систем (БАОТ) и моделирования потоков данных (ОРР) Введение иерархической структура позволяет резко сократить число внутренних системообразующих связей между отдельными элементами системы

На первом уровне (предприятия и организации) решается задача извлечения первичных данных из регистрирующих фактографических систем учета основных фондов на основе разработанной методики извлечения данных На втором уровне извлеченная информация аккумулируется в некоторой промежуточной интегральной базе данных системы мониторинга и обрабатывается на основе разработанных методик очистки и классификации объектов учета. На третьем уровне происходит загрузка данных, полученных в едином формате из промежуточных баз, в центральное хранилище

Для сбора, хранения, классификации, поиска и анализа накопленной информации была разработана структура хранилища данных, многомерная модель данных (рис.16), методики извлечения, очистки и загрузки первичных данных, а также классификации объектов учета.

Временной интервал

1 I 1 I

• .4' .

у

Номенклатурная группе _

Стоимостная группа

Рис.16. Трехмерное представление пятимерного куба многомерной модели хранилища данных специализированного оборудования.

Для проведения анализа, визуализации и интерпретации данных о специализированном оборудовании был разработан удобный пользовательский интерфейс (рис.17) для лица, принимающего решения. При разработке программных средств использована методология быстрой разработки приложений (RAD).

irr'-•■•■-"■

.: Вов руеочвг'а ;'

U--------: ^J: А- - - Äli-i,:,?,^;^. ¿^fi-Äiüa

Источи.«; еь«мв —- г _—----3» пврисс —------ F&^iw^eChf-. - Па С-31РССГИ

^ без метеки . • ОгЧ Гот;. ! "

да . д*Г " j^ roiSM"»*« , Hv

вуз., £ Й Д«в WWft*. & EHAO.:'

УГГГА I33ais7 AiicMüüi га wa-cnsMpoMrrp-PCA 00? 01/01/2003 «6000Ä1 4 26S >

СПйГ1И(ТУ) 367015 01ЛПЛ970 S 4 738.00 99 999

aTWWM 133+102 бетатрон cüftctw.hti1 01/ЮЛ 353, 220290.00 47tö4\

УГЫШ 133 'Mi Рвднометр ÖBT» PiÄ-Öl П 01 ЛОЛ 990 Q0ß?7,ÜÖ 4?<Й4

епбпщщ 6630365 Догв*.егрМКЙ-11Ш 01/12/2003 П 500.00

¿ПйГУАП ¿51600021 Радиометр РКБ-4-1 EN ШОЛ8В7 63 330.00

ргпа Пиетете ^»аддар'^ИСйЮ-О&Ч tri W 529.1» W:

ИрГП) 01ЭШ8 1226S Г«*** спячтррипр £ГСП£ 01/01Л383 44 066J32 4511 •>;

гтгмы 1350047 ¿та(*г Ф2П 21 "ИЗОТОП?' 01 ЛОЛ 305 34 735.00 15616 •

6сГУ 13472301 01ЛПЛЙ5, 32505.00 47 200.

вот* Спектром««? Й Й£Р-Й ГАММАМ ошлэбе) 27

ИГЛУ 01350311 Лркбгр УзР Н-? дозьмвгр 01/01Л 27 357,00 17 050 : .

ИрГГУ öl 330578 t IS25A ПовершалньйгаМггалютномвр ПГП-2 СП/ШЛ9& 26381.11 4 511:,

1Й00Ш1 doSHMoro ''АРГУКЬ" ДРГЗ-ОЗ 20286.00

ивгга 133031& Доэичвтр iJP23-02 01 /08Я9» 19235Л0 17 024 •

БШ'ТУ 13500391 Де«ктос*сп ГАММЛРКД-ZI 01/12/1379 "lB 266. IS

митхт 613 Рваисметр-спадиметр 0Ш1Л375 4512 ,•:

323114 Гамт-и цс оехт ост. on Гросся um.oo

ВСГГУ 01340319 РадиоиготолммУСТ 0Х-П0Ж Ш/Ш/1883 M 384.00 99993 ;

СПбГУАЛ «6ЭЙШМ Радиоизотоп иып пыгемео 22/01Л S8< 12512.00

УГТу-УПН Öctohon«! ё«т»-коктрогс1 ¿втраи crt/io/iÄo ' SS51.W

ВгПИ 13300380 Гвлипмкспогсглегр ГЭН-1 ШЛ2ЛЗ/З1 7380,20

ярггу 1332331 Ксмпгвкт дооиютршеекого конг&зля 0(AJ1/1SiO 1132.00

СП0ГУЭ« 1307031501 рмярметр-рвт геном йШ/Ш m.oQ

МТУ й?е Равиоысгтр СПУ1 НИК 01/01Л972 390,00 * 516

МИ1Х1 53Ö80 С£ЙЧ> ДЛЯХРАНЕННИАРАДИОАК.ИЗОГ0ПОО 01/01Л 256.00 ?m e

¡füll'ВИЗ'» ../-;] запрос 1| Г ¿JiipiyesuflMOTÖopa |»у1'1вгерн»гл отбора -1

ШЩШ- v Ц

и

Рис.17. Экранная форма ввода условий отбора данных для поиска :пециализированногохимико-технологического и радиохимического оборудования.

В восьмой главе «Проблемы оптимизации в информационных системах мониторинга (на примере АСЭМ ВНИИХТ)» рассмотрены задачи разработки критериев и программных средств оптимизации выбора состава и размещения измерительной системы экологического химического и радиационного мониторинга

Анализ подсистем экологического мониторинга, их взаимодействия и информационных потоков в системе позволил установить, что 80-90% стоимости АСЭМ приходится на информационно-измерительную часть системы, обеспечивающую всю систему необходимой информацией Учитывая, что стоимость этой части АСЭМ - Бг, как правило, - высока, целесообразно исследовать и поставить задачу минимизации Б, при условии, что информативность системы 1с не будет опускаться ниже допустимого уровня 1Д Информативность 1с характеризует способность системы на основе средств измерения и математической обработки данных решать задачи подготовки управляющих решений

Таким образом, может быть поставлена задача оптимизации в виде

где - сумма затрат на создание и поддержку АСЭМ при информативности I;

1С - достигнутая информативность системы;

1д - допустимое минимальное значение информативности,

определяемое проектом; VI - варианты размещения локальных измерительных элементов

системы (ЛИЭС); 1=1,2, ; V - совокупность неформализуемых ограничений на размещение ЛИЭС Структурная схема решения задачи оптимизации показана на рис 18.

На основе системных требований к техническим и программным средствам (ТПС) АСЭМ проектируется оптимальный состав ЛИЭС, при котором минимизируется Бд - стоимость ЛИЭС при условии достижения допустимой для ЛИЭС информативности - 1д Затем на основе алгоритмов и программ формального расчета информативности 1С проводится оптимизация размещения выбранных ЛИУЦ на территории объекта мониторинга Оптимизация проводится эвристическим методом, так как приходится учитывать множество неформализуемых ограничений V, к числу которых относятся: доступность энергоснабжения, наличие путей сообщения, надежность защиты от вандализма и тд.

(8)

Разработка системных требований к техническим и программным средствам (ТПС)АСЭМ

Формализация критериев информативности 1с

Разработка алгоритмов и программ расчета 10

Выбор ТПС на стадии проектирования ЛИУЦ

Б»—- ГП1П

1г

дл

Эвристическая оптимизация размещения ЛИУЦ в системе Э = гпт

ЯГV л.

Неформализованные ограничения ( Проектирование^ АСЭМ у

Рис.18. Структурная схема решения задачи оптимизации АСЭМ. РД - руководящий документ, ПрД - проектный документ, Бл-стоимость.

Важно отметить адекватность математической постановки задач оптимизации в информационных системах мониторинга (8) и оптимизации в проблеме экологического регулирования (1). В обоих случаях ставится задача условной минимизации стоимости продукции или информационной системы при ограничениях на векторные критерии, что является характерной чертой системного подхода к инженерным решениям.

Далее в седьмой главе диссертации приведены постановка задачи и ! результаты оптимизации информационно-измерительной сети при проектировании АСЭМ. Основным является требование минимизировать эту сеть, разместив, по возможности, минимальное число измерительных звеньев ЛИЭС наилучшим

I

образом. Задача состоит в том, чтобы выбрать места размещения ЛИЭС, диапазоны измерения ими концентраций загрязняющих веществ и алгоритмы обработки информации в АСЭМ, которые позволили бы сделать измерительную сеть дешевле, обеспечить выполнение основных функций АСЭМ, учесть ряд неформальных Требований к местам размещения ЛИЭС, специфику предприятия и территории.

Предлагаемый способ решения задачи состоит в разработке алгоритма пошагового построения размещения ЛИЭС на территории, удовлетворяющего поставленным перед АСЭМ требованиям. Работа по построению размещения должна поддерживаться программными средствами, которые функционируют в режиме диалога с проектировщиком и, оставляя за человеком принятие решений 'по формированию вариантов размещения ЛИЭС, моделируют атмосферный перенос загрязнений на основе гауссовой модели для различных режимов работы

источников выбросов и различных метеоусловий; т.е. выполняют расчет разнообразных критериев оценки заданных проектировщиком размещений и их сопоставление.

Информативность характеризуется с помощью различных критериев, предложенных А А Петрулевичем и адаптированных применительно к задаче оптимизации АСЭМ ВНИИХТ. Эти критерии используются для того, чтобы сравнивать различные варианты размещения между собой, находить «слабые места» в информативности конкретных вариантов размещения. Все введенные критерии являются формальными, т.е. их значение вычисляется по заданному четкому правилу Для расчета критериев введены обозначения.

X — контролируемая территория (область на местности),

хе X — точка на территории,

ЯоХ — зона контроля (область на территории X, в которой должна быть

обеспечена достоверность оценки экологической ситуации),

Уь ,Уп еХ —точки размещения ЛИЭС;

Г — множество возможных технологических наборов,

teT —технологический набор,

РМ — вероятность возникновения данного технологического набора;

М — множество возможных наборов метеопараметров;

теМ — набор метеопараметров,

Р(т} — вероятность возникновения данного набора метеопараметров;

С(х) =С(х,т,У — уровень загазованности (концентрация загрязняющего вещества), имеющий место в точке х при технологическом наборе t и наборе метеопараметров т; С(у,,т,о = с(у,),/ = 1, ,я — уровни загазованности, зафиксированные сетью ЛИЭС В рамках проведенной формализации информативность характеризует взаимосвязь между измерительной информацией, полученной в местах размещения ЛИЭС (т.е. значениями СМ), и значением концентрации С(х) в пределах зоны контроля. Критерий «Максимальный незарегистрированный уровень загазованности» (МНУЗ) характеризует возможность получения оценки "сверху" для значения концентрации в точке х на основе значений концентраций в местах размещения ЛИЭС МНУЗ в точке х - это максимальное значение концентрации П(х), которое может наблюдаться в данной точке, если все ЛИЭС дают значение концентрации ниже заданного "порога выдачи сигнала тревоги" Сп.

П(х) = П(х,М,Т,Сп) = ( г тах при теМ^еТ. (9)

Ц/|С(>'1)<СЛ,,=1, ,"])

Чем ниже критерий МНУЗ, тем выше информативность размещения При построении рационального размещения целесообразно сделать значения критерия МНУЗ как можно меньше в нужных областях территории (в населенных пунктах, например) Критерий МНУЗ можно понижать, перемещая ЛИЭС из одной точки в другую, либо вводя дополнительные ЛИЭС Рассмотренный критерий МНУЗ гарантирует, что ни при каких заданных технологических наборах и метеопараметрах, в точке х превышение концентрацией значения П(х) невозможно без превышения значения Сп в местах размещения ЛИЭС

Ситуацию превышения в точке х концентрацией барьерного значения Се при непревышении концентрацией в местах размещения ЛИЭС некоторого значения Сп, т е. ситуацию, для которой 'С(х,т,1)>С6

тах [С(у,, т,»)] < Сп (10)

называют прорывом уровня С6 в точке х Для точек территории, в которых критерий МНУЗ принимает слишком большие с точки зрения проектировщика значения (те. в них возможны прорывы слишком большого уровня), имеет смысл говорить о значении вероятности (абсолютной или относительной) возникновения прорывов заданного уровня Разработаны критерии, характеризующие вероятностные характеристики возникновения различных прорывов

• вероятность превышения концентрацией барьерного значения Сб,

• абсолютная вероятность возникновения прорыва уровня Св,

• относительная вероятность возникновения прорыва уровня Сб Абсолютная вероятность возникновения в точке х прорыва уровня С6 на

аданном множестве метеопараметров М и заданном множестве технологических наборов Г определяется как вероятность того, что концентрация в точке х превышает значение Сб при максимальном значении концентрации в местах азмещения ЛИЭС меньше Сп

Рпрорыва (х,Сб) = Рпрорыеа(Х/ Сгъ М, Т) =

\ГС(.т,«,/)>Са I

= ^)|тах[сдт,0]<сп( ' притеМ, геТ и заданных Р(т) РЦ) (И)

Относительная вероятность возникновения прорыва уровня Сб на заданном ножестве метеопараметров М и заданном множестве технологических наборов Т пределяется следующим образом

Р (х,С6,С„,м,Т)

Р относит прорыва М = Р относит прорыва (X, С^ Ср, М, Т) = = пР°Рь1ва——- (12)

превыш 6 '

В частности, при С1=СП=1 ПДК критерий относительной вероятности дает вероятность того, что в местах размещения всех ЛИЭС концентрации меньше 1 ПДК на таком подмножестве метеопараметров и технологических наборов из М, Т, на котором в точке х концентрация выше 1 ПДК

Откликом 0(х, т, сети ЛИЭС на возникновение концентрации С(х) в точке хе Я при метеопараметрах т и технологическом наборе I названо отношение значения наибольшей из концентраций, зафиксированных в местах расположения ЛИУЦ, к значению концентрации в этой точке х.

0(х,т, 0 =

тах [?()> ,т,<)] I -1, ,и '

С(х, т,г)

(13)

Данная величина позволяет (для заданных тД) оценивать сверху значение концентрации в данной точке на основе значений концентраций в местах размещения ЛИЭС Минимальная величина отклика 0(х, т, 1) на подмножестве тех метеопараметров и технологических наборов, при которых концентрация С(х) превышает некоторое барьерное значение Сб, называется минимальным откликом системы ЛИУЦ на возникновение высоких уровней загазованности в точке

Ьо^-м)]"

0(х)= 0{Х,М.Т)= ( шю

| ,ш С(м, р,х) >

шах 1 = 1, ,п

С(х,т,1)

, при т еМ teT

(14)

Желательно иметь значения отклика 0(х) как можно большими В случае, если рассчитанное значение отклика О(х) слишком мало и в силу этого не удовлетворяет требованиям проектировщика, можно рассмотреть вероятность того, что отклик будет иметь малое значение

Возможные варианты размещения должен строить человек (проектировщик системы) Предложенные варианты должны оцениваться с помощью используемых формальных и неформальных критериев По результатам оценок варианты размещения сравниваются между собой, и неудачные размещения отбрасываются Сравнительно удачные размещения должны анализироваться с целью выявления своих слабых мест, и на этой основе должны строиться новые размещения, лишенные выявленных недостатков

В результате последовательности шагов построения и отбрасывания неудачных вариантов формируется несколько приемлемых вариантов размещения ЛИЭС на территории. Эти варианты (совместно с результатами их оценки по

спользуемым критериям) оцениваются проектировщиком, и на этой основе роизводится выбор окончательного варианта размещения

Шаги построения рационального размещения выполняются по алгоритму, руктурная схема которого показана на рис 19

Рис.19 Схема алгоритма оптимального размещения ЛИЭС

Рассмотренные выше алгоритмы реализованы в программном комплексе Пост" (рис 20). Программный комплекс "Пост" предназначен для нформационного обеспечения комплекса работ, связанных с построением ационального размещения на территории звеньев информационно-змерительной сети АСЭМ Программный комплекс обеспечивает обработку сходных данных о контролируемой территории и источниках загрязнения тмосферного воздуха, построение, сравнение и улучшение вариантов размещения а основе набора требований к системе мониторинга, свойств контролируемой ерритории и складывающейся на ней экологической обстановки, а также ормирование выходных документов, описывающих построенное размещение

ис 20 Состав элементов программного комплекса «ПОСТ» и схема их взаимодействия

С использованием программного комплекса ПОСТ и специалистов ВНИИХТ, ГСПИ, НПФ «ДИЭМ», а также соискателя была выполнена оптимизация размещения станций мониторинга. В ходе процедуры оптимизации специалисты предлагали различные варианты, включая проектный, а ППП ПОСТ рассчитывал информационные критерии. Варианты размещения станций учитывали различные возможности пробоотбора, энергоснабжения и охраны (защиты от вандализма). По проекту расположение автоматических станций мониторинга атмосферы (АСМА) разработки НПФ «ДИЭМ» - локальных измерительных элементов системы (Пр1, Пр2 и ПрЗ) (рис.21.) должно обеспечить систему мониторинга достаточно полной информацией об экологической обстановке на промплощадке и санитарно-защитной зоне.

В итоге была выбрана в качестве оптимальной схема расположения АСМА, показанная на рис.21. (две станции АСМА, помеченные буквами «Оп» -оптимизированная схема). Информационный критерий (отклик) при переходе от трех станций по проекту к двум станциям не только не снизился, но даже возрос на 4%. Однако затраты на создание и эксплуатацию, согласно расчетам проектной организации, снизились на 38% по сравнению с первоначальным проектом.

В настоящее время комплекс программных средств оптимизации ПОСТ передан для промышленного применения в ГСПИ РосАтома и государственный центр учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных материалов.

ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗМЕЩЕНИЯ АСМА

■ Корпуса^!,?. |§§", Корпус_3 В Корпус За Й Кириус 4 ¡¡§ Карпус_.5 Корпус 6 Ц§ Корпус_7 О Карпус_8 Ц Корпусов Ц Корпус_9й ЩКорпус_9в §§ Каргтус_9г Е корпус. 10

АСМА

Каширское шоссе. 33

Рис.21. Оптимизация расположения автоматических станций мониторинга атмосферы на промплощадке ФГУП ВНИИХТ.

Заключение

В работе получены следующие основные результаты

• выполнен системный анализ информационных систем экологического мониторинга предприятий химического профиля Росатома, что позволило выбрать в качестве основы построения информационных систем экологического ониторинга технологии хранилищ данных;

разработаны научно-методические основы построения систем радиационного и имического экологического мониторинга предприятий химического профиля осатома с применением технологий хранилищ данных, позволяющие обеспечивать ысокоэффективную защиту окружающей природной среды от вредных эмиссий на сех стадиях научных исследований, получения природного урана ядерной чистоты, ереработки, кондиционирования и длительного технологического хранения РАО, то в совокупности представляет собой методологию построения информационных истем мониторинга для предприятий химического профиля Росатома;

разработаны методика и алгоритмы построения многомерных моделей ранилищ данных информационных систем экологического мониторинга редприятий химического профиля;

на основе системного анализа химических технологий переработки и кондициони-ования радиоактивных отходов разработана семантическая и многомерная модели редставления информации, справочники-рубрикаторы и структура хранилища данных имико-технологических характеристик процессов и объектов переработки и ондиционирования радиоактивных отходов МосНПО «РАДОН», чем обеспечено недрение пускового комплекса программ и методик информационной системы,

разработана методика системного анализа источников эмиссии в окружающую реду химико-технологических процессов переработки урановых руд Эльконского удного поля Южной Якутии как основы оценки воздействия на окружающую среду, а основе которого определены типовые отходы и источники эмиссии химико-ехнологических процессов в окружающую среду,

поставлена и решена задача оптимизации методик определения содержания желых металлов и радионуклидов при массовом анализе экологических проб образцов кружающей среды при анализе экологических проб методом масоспектрометрии с ндуктивно-связанной плазмой, что повысило эффективность измерительного комплекса олее, чем на 20%,

в рамках фоновых экологических исследований Эльконского урановорудного айона определены фоновые концентрации ряда вредных химических веществ и адионуклидов естественного и техногенного происхождения,

• разработаны структура и информационные спои ГИС радиационного и химического экологического мониторинга уранового комбината ЭГМК, разработаны и составлены электронные паспорта проб в качестве исходных данных для геоинформационной системы, что составляет объем первой очереди ГИС ЭГМК,

• разработаны алгоритмы извлечения и очистки первичных данных для загрузки в централизованное хранилище данных, с применением которых собрано, преобразовано и обработано более 500 тысяч записей о состоянии материально-технического оснащения государственных образовательных учреждений (в части машин и оборудования),

• на основе разработанной многомерной модели и структуры централизованного хранилища данных разработана и внедрена в объеме проекта информационная система мониторинга специализированного химического, радиохимического и технологического оборудования,

• разработана методика и алгоритмы решения задачи оптимизации состава информационной системы экологического химического и радиационного мониторинга (минимизация стоимости при обеспечении заданной информативности), разработаны критерии информативности информационно-измерительной подсистемы экологического мониторинга на основе гауссовых моделей распространения загрязнений,

• с использованием разработанных алгоритмов и программных средств выполнена оптимизация информационно-измерительной сети автоматизированной системы экологического мониторинга ВНИИХТ, что обеспечило снижение затрат на создание и эксплуатацию АСЭМ на 38% (более 12 млн рублей) при сохранении проектной информативности системы АСЭМ ВНИИХТ внедрена в промышленную эксплуатацию Основные публикации по теме диссертации

Статьи в журналах, рекомендованных ВАН для опубликования результатов диссертационных работ

1 Колыбанов К.Ю Основы построения корпоративных информационных систем экологического мониторинга предприятий химического профиля // Химия и химическая технология, т 51, №9, 2008

2 Глазунов АЛ., Колыбанов К Ю , Кузин Р.Е , Шаталов В В Оптимизация методик определения содержания тяжелых металлов и радионуклидов при массовом анализе экологических проб образцов окружающей среды методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой // Цветные металлы, №9,2008

3 Колыбанов КЮ, Корнюшко ВФ Системный подход к разработке хранилища данных химико-технологических характеристик процессов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов // Химия и химическая технология, т.51, №7,2008

4 Колыбанов К Ю , Кузин Р Е., Соловьев В.Г., Шаталов В В Системный анализ источников эмиссии в окружающую среду химико-технологических процессов переработки урановых руд // Цветные металлы, №6,2008

5 Глазунов АЛ, Грановская НА, Колыбанов КЮ, Кузин РЕ Масс-спектрометрические исследования химического состава образцов окружающей среды Эльконского урановорудного района // Масс-спектрометрия, N92,2008

6 Загвоздкин В К, Колыбанов КЮ, Равикович В.И., Панова С А. Подготовка управляющих решений в автоматизированных системах экологического мониторинга предприятий химической промышленности на основе информационных технологий // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе, №9,2008

Колыбанов К.Ю, Корнюшко В Ф, Ладин Е Г Информационная поддержка технологических процессов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов на основе хранилищ данных // «Системный анализ Теория и практика», Вестник Костромского государственного университета им Н А Некрасова, №2, 2006

Артемьев МА, Колыбанов КЮ, Кулыгина ММ Применение многомерных моделей данных в системе мониторинга материально-технической базы вузов // «Системный анализ Теория и практика», Вестник Костромского государственного университета им.Н А Некрасова, №2, 2006 Кантюков Р Р., Колыбанов К.Ю, Равикович В И Информационные технологии подготовки управляющих решений в автоматизированных системах экологического мониторинга. // «Системный анализ. Теория и практика», Вестник Костромского государственного университета им Н А Некрасова, №2,2006

Статьи и материалы конференций.

0 Системный анализ источников эмиссии в окружающую среду химико-технологических процессов переработки урановых руд Южной Якутии Труды XII международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии-2008», Волгоград, Изд-во ВолгГТУ, 2008

1 Колыбанов КЮ, Панова С А Хранилище данных как основа корпоративной информационной системы //Программные продукты и системы, М , №1, 2007

2 Колыбанов КЮ, Кулыгина ММ, Фролкова А К Первоочередные задачи администрирования баз данных региональных центров мониторинга Сборник трудов научно-практической конференции «Об организации системы мониторинга материально-технического оснащения учреждений профессионального образования» - СПб. Издательство МИТХТ им. М В.Ломоносова, 2006

3 Колыбанов КЮ, Кулыгина ММ Многомерный анализ данных о состоянии материально-технического оснащения государственных образовательных учреждений Сборник трудов научно-практической конференции «Об организации системы мониторинга материально-технического оснащения учреждений профессионального образования» - СПб Издательство МИТХТ им М В Ломоносова, 2006

14 Буравцов АВ, Колыбанов КЮ, Ладин ЕГ Информационная система мониторинга специального радиохимического и химико-технологического оборудования. // «Ученые записки МИТХТ», №14, M , ИПЦ МИТХТ, 2005

15 Дударев В А, Колыбанов КЮ Повышение экономической эффективности разработки полифункциональных материалов на основе интеграции баз данных // «Ученые записки МИТХТ», №14, M , ИПЦ МИТХТ, 2005

16 Камышов В M , Колыбанов К Ю, Костюков H H , Стенина Л Э Системный подход к построению автоматизированной системы мониторинга материально-технического оснащения бюджетных государственных образовательных учреждений // Труды II Всероссийской научно-практической конференции «Образовательная среда сегодня и завтра», Москва, 2005

17 Боридко ВС, Колыбанов К.Ю Извлечение, очистка и загрузка данных из первичных информационных систем в централизованное хранилище данных //Сборник трудов научно-практической конференции «Об организации системы мониторинга материально-технического оснащения учреждений профессионального образования» - СПб Издательство МИТХТ им M В Ломоносова, 2005

18 Колыбанов К.Ю., Костюков H H Специализированная информационно-аналитическая система мониторинга и анализа материально-технических ресурсов государственных образовательных учреждений // Материалы 3 международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления», Томск, 2005

19 Dudarev V А, Kolybanov К Y , V.F Kornyshko Software Development for Dlstrlbuted System of Russian Databases on Electronics Materials. "Information Research, Applications and Education -i.Tech" -Proceedlngs of Thlrd International Conférence Sofia FOI-Commerce, 2005

20 Дударев В A, Колыбанов К Ю Повышение экономической эффективности разработки полифункциональных материалов на основе интеграции баз данных //Труды 1-й научно-технической конференции молодых ученых «Наукоемкие химическиетехнологии», МИТХТ им.М В Ломоносова, М., 2005

21. Буравцов А В, Колыбанов К.Ю., Ладин Е.Г Информационная система мониторинга специального радиохимического и химико-технологического оборудования //Труды 1-й научно-технической конференции молодых ученых «Наукоемкие химические технологии», МИТХТ им M В Ломоносова, М., 2005

22 Брыкина Г В, Колыбанов К Ю., Кузин РЕ, Ладин ЕГ, Марковский В В Информационно-аналитическая система мониторинга за образованием, перемещением и хранением радиоактивных веществ и радиоактивных отходов // Труды международной научно-технической конференции «Научно-инновационное сотрудничество», «Научная сессия МИФИ - 2002», M , МИФИ, 2002

23 Колыбанов К.Ю, Сергеева СО База данных по химическим соединениям // Труды международной конференции "Математические методы в технике и технологии", Новгород, 1999

24 Джебуннахар, Колыбанов К Ю, Морозова О.А Моделирование переноса загрязнений в реке Buriganga (Dhaka city, Bangladesh) на основе интегральных критериев качества воды //Ученые записки МИТХТ, №1, M , ИПЦ МИТХТ, 1999

5 Jebunnahar, Kolybanov К Y Water Quality Modelling of the Buriganga-Lakhya River System, Calibration Report // River Research Institute, Ministry of Water Resources, Government of Bangladesh, 1998

6 Колыбанов К Ю, Корнюшко В Ф Информационно-управляющая система экологического мониторинга предприятия химического профиля // Труды III Всероссийской научно-практической конференции "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности", СПб, 1998

Колыбанов КЮ, Колыбанова ТВ, Корнюшко ВФ, Кузин РЕ Автоматизированная система химического мониторинга - типовое решение для опасных химических производств // Труды III Всероссийской научно-практической конференции "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности", СПб, 1998

Колыбанов КЮ, Корнюшко ВФ, Кузин РЕ, Тимофеев ВС, Шаталов В В Автоматизированная система радиационного и химического мониторинга двойного назначения / Материалы рабочего совещания комитета по обороне Госдумы РФ "Автоматизированные системы управления двойного назначения", Ногинск, 1996

Колыбанов К Ю, Корнюшко В Ф Применение методов искусственного интеллекта в автоматизированной системе экологического мониторинга предприятия химического профиля. // Труды международной конференции "Математические методы в химии", Тула, 1996

Колыбанов КЮ, Корнюшко ВФ, Кузин РЕ, Тимофеев ВС, Шаталов ВВ, Автоматизированная система радиационного и химического мониторинга ВНИИХТ Материалы международного конгресса "Экологические проблемы больших городов инженерные решения", Москва, 1996

Колыбанов К Ю , Корнюшко В.Ф Автоматизированная система экологического мониторинга //Материалы и экспонаты выставки ЮНЕСКО "EDIT-96", М., 1996 Колыбанов К Ю , Корнюшко В Ф , Кузин Р Е Информационное обеспечение автоматизированных систем экологического мониторинга атмосферы //Материалы 4 Международной конференции по экологии и мониторингу "Экология'95", Бургас, издание Межд акад информатизации, 1995 г Колыбанов К Ю , Корнюшко В Ф , Кузин Р Е Методы и программное обеспечение определения зон, загрязненных выбросами токсичных веществ в атмосферу //Материалы 4 Международной конференции по экологии и мониторингу "Экология'95", Бургас, издание Межд акад информатизации, 1995 г

Учебные пособия

Информатика для химиков-технологов Учеб пособие для студентов вузов химико-технологического направления Подред ВФ Корнюшко, М , РАДОН-ПРЕСС, 2001 Информатика для химиков-технологов Учеб пособие для ВУЗов Под ред. Л С Гордеева, ВФ Корнюшко Учебное пособие для ВУЗов М , Высшая школа, 2006 Колыбанов К Ю , Ярощук И В СУБД Oracle Учеб пособие для ВУЗов М , Изд-во МГГУ, 2008

Подписано в печать 20 06 2008 Сдано в производство 26 06 2008 Формат бумаги 60x90 1/16 Объем 2 п л

_Тираж 100 экз Заказ № 317_

Отпечатано в ООО "Фирма БЛОК" 107140, г Москва, ул Краснопрудная, вл 13 т 264-3073 Изготовление брошюр, авторефератов, печать и переплет диссертаций

Введение

Глава 1. Системный анализ информационных систем мониторинга предприятия химического профиля.

1.1. Экологический мониторинг. Основные понятия.

1.2. Технологии хранилищ данных как основа построения систем мониторинга.

1.3. Структурный системный анализ как методология проектирования информационных систем.

1.4. Методическое и алгоритмическое обеспечение корпоративной информационной системы мониторинга.

1.4.1. Извлечение данных.

1.4.2. Повышение качества данных.

1.4.3. Преобразование и загрузка данных.

Глава 2. Системный анализ химических технологий переработки и кондиционирования радиоактивных отходов МосНПО «Радон».

2.1. Структурная схема системного анализа технологий переработки и кондиционирования радиоактивных отходов.

2.2. Низкотемпературные технологии переработки и кондиционирования радиоактивных отходов.

2.2.1. Цементирование радиоактивных отходов.

2.2.2. Концентрирование жидких радиоактивных отходов.

2.2.3. Суперкомпактирование ТРО.

2.3. Высокотемпературные технологии переработки и кондиционирования радиоактивных отходов.

2.3.1. Плазменная переработка твердых РАО.

2.3.2. Сжигание радиоактивных отходов.

Глава 3. Хранилище данных процессов и объектов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов МосНПО «Радон».

3.1. Этапы построения хранилища данных.

3.2. Вербальная модель.63

3.3. Информационно-логическое моделирование.

3.4. Разработка рубрикаторов хранилища данных.

3.4.1. Рубрикаторы форм РАО.

3.4.2. Рубрикаторы первичных форм РАО.

3.4.3. Рубрикатор зданий и сооружений.

3.4.4. Рубрикаторы технологических операций и установок.

3.4.5. Рубрикатор нормативных и методических документов.

3.4.6. Рубрикаторы существенных параметров.

3.5. Разработка реляционной модели данных.I.'.

3.6. Многомерная модель хранилища данных.-.

Глава 4. Системный анализ источников эмиссии в окружающую среду химико-технологических процессов переработки урановых руд Эльконского рудного поля Южной Якутии.

4.1. Структурная схема системного анализа технологий переработки руд резервных месторождений, исследуемых в качестве источников эмиссии в окружающую среду.

4.2. Обобщённая характеристика типовых эмиссий для перерабатывающего предприятия урановой подотрасли

4.2.1. Радиоактивность урановых руд.

4.2.2. Геотехнологические способы отработки урановых месторождений.:.

4.2.3. Государственный мониторинг геологической среды !.

4.2.4. Законы, определяющие природоохранную деятельность горнодобывающих и перерабатывающих предприятий

4.3. Типовые отходы перерабатывающего комплекса урановых руд.

4.4. Определение источников эмиссии (выбросов> сбросов, образования твердых и жидких отходов, вредных физических воздействий) в окружающую среду. 415. Характеристика газовых выбросов, жидких сбросов и твердых отходов.;.:.

4.5:1. Добыча руды (шахтный способ).128'

4.5.2. Рудо подготовка и обогащение.

4:5.3. Пирохимические методы.

4.5.4. Выщелачивание.'.

4.5:5. Сорбция .;.'.-.:.I.

4.5.6. Экстракция.

4.5.7. Получение товарных химконцентратов и оксидов урана.

4.5.8. Комплекс обезвреживания жидких; газообразных и твердых отходов.

4.5.9. Хвостохранилище.

4.5.10. Система водоподготовки

4.5.11. Нетехнологические воды.133;

Глава 5. Оптимизация методик определения содержания тяжелых металлов и радионуклидов при массовом анализе экологических проб образцов окружающей среды.

5.1. Формулирорвка проблемы.;.

5.2. Описание системы элементного анализа проб природных, сточных , вод, почв и донных отложении водоемов. Постановка задач оптимизации.

5.3. Проведение системного анализа разработанных методик контроля элементного состава проб природных, сточных вод, почв и донных отложений водоемов.

5.4. Экспериментальная часть.

5.4.1. Методики пробоподготовки.

5.4.2. Методики измерений на ICP-MS SOLA.

5.5 Оптимальные параметры методики измерения.

5.6. Результаты измерений содержания химических элементов при фоновых экологических исследованиях Эльконского рудного поля.

Глава 6. Региональная геоинформационная система мониторинга процессов обращения с отходами Эльконского горно-металлургического комбината.

6.1 Цель и задачи региональной геоинформационной системы по обращению с отходами Эльконского горно-металлургического комбината (РГИСОО).

6.2. Выбор и обоснование программной оболочки РГИСОО.

6.2.1. Особенности организации данных в ГИС.

6.2.2. Атрибутивные данные.

6.2.3. Графическая среда ГИС.

6.2.4. Программное обеспечение геоинформационных систем.

6.2.5. Разработка и исследование критериев для обоснования выбора оболочки.

6.2.6. Сравнение программных оболочек.

6.2.7. Выбор наилучшей оболочки.

6.3. Исследование фоновых концентраций химических веществ и радионуклидов в Эльконском урановорудном районе южной Якутии.

6.4. Оценка радиационного фактора для тематического слоя РГИСОО.

6.5. Реализация Региональной геоинформационной системы по обращению с отходами Эльконского уранового комбината.

Глава 7. Информационная система мониторинга специального химического, радиохимического и технологического оборудования на основе технологий хранилищ данных.

7.1. Разработка структура информационной системы мониторинга специализированного оборудования.

7.2. Этапы обработки информации при построении данных информационной системы.

7.2.1. Программные средства реализации хранилищ данных.

7.2.2. Анализ информационных потоков в хранилище данных.

7.2.3. Методики извлечения, преобразования и очистки данных.

7.2.4. Методика классификации объектов учета.

7.3. Разработка многомерной модели хранилища данных.

7.3.1. Вербальная модель.

7.3.2. Концептуальная модель.

7.3.3. Логическая модель.

7.3.4. Размерностная модель в виде схемы «звезда».

7.3.5. Размерностная модель в виде схемы «снежинка».

7.4. Разработка графического интерфейса пользователя.

7.5. Применение информационной системы мониторинга специального химического, радиохимического и технологического оборудования.

Глава 8. Проблемы оптимизации в информационных системах мониторинга на примере АСЭМ ВНИИХТ).

8.1. Системный анализ проблемы. Формальная постановка задачи оптимизации АСЭМ.

8.2. Задача формирования информационно-измерительной сети и подходы к ее решению.

8.3. Требования к размещению ЛИУЦ.:.

8.4. Информативность размещения.

8.5. Критерии оценки информативности.

8.5.1. Максимальный незарегистрированный уровень загазованности.

8.5.2. Предельное показание сети.

8.5.3. Минимальный отклик сети ЛИУЦ на возникновение высоких концентраций.

8.5.4. Степень дублирования ЛИУЦ.

8.6. Алгоритм построения оптимального размещения ЛИУЦ.

8.7. Программная реализация алгортима оптимального размещения ЛИУЦ.

8.7.1. Структура программного комплекса ПОСТ.

8.7.2. Применение программного комплекса ПОСТ.

Актуальность работы

Среди приоритетов в области экологической политики химической промышленности России поставлена и постоянно решается проблема нормирования антропогенного воздействия на окружающую среду всех перерабатывающих предприятий, включая предприятия химического профиля государственного концерна Росатом. Комплекс химических предприятий Росатома на основе тонких химических технологий обеспечивает переработку огромных объемов урановых руд и получение готовой продукции для атомной энергетики.и оборонной промышленности на сотни миллиардов рублей.

Приаргуньское горнохимическое объединение и Эльконский горнометаллургический комбинат обеспечат получение до 8 тысяч тонн природного урана ядерной чистоты в год, добывая и перерабатывая руду самых крупных по запасам месторождений в мире. Горнохимический комбинат, Сибирский химический комбинат, Уральский электрохимический комбинат, ПО "Электрохимический завод" и Ангарский электролизный химический комбинат обеспечивают потребности в обогащенном уране для 40% мировых потребностей в топливе энергетических реакторов.

Научно-исследовательские химико-технологические институты Росатома (ВНИИ неорганических материалов имени академика А.А.Бочвара, ВНИИ химической технологии, Радиевый институт имени академика В.Г.Хлопина) обеспечивают разработку новейших химических технологий для предприятий Росатома и многих предприятий химической промышленности России и зарубежных стран.

Особое внимание при этом уделяется вновь создаваемым предприятиям, для которых требуется «обеспечение высокоэффективных природоохранных мероприятий ещё на стадии исследования и разработки новых технологических решений». Самым перспективным из вновь создаваемых предприятий государственного концерна Росатом является Эльконский горно-металлургический-комбинат (ЭГМК). Эльконское рудное поле, расположенное в Алданском горнопромышленном районе южной части республики Саха (Якутия), объединяет ряд урановых месторождений и является самым крупным в мире по запасам урана. Общие разведанные запасы Эльконского урановорудного района оцениваются в 346 тысяч тонн, что составляет 7% мировых запасов урана.

Для освоения месторождений Эльконского урановорудного района необходима разработка нового подхода к переработке бедных урановых руд на базе самых современных химических технологий, включающего в себя технико-экономические аспекты, обеспечивающие рентабельность и конкурентоспособность готовой продукции, а также экологические аспекты, учитывающие современные жесткие требования по защите окружающей среды. Новое производство, кроме готовой продукции (5 тысяч тонн урана в год), будет сопровождаться появлением больших объемов радиоактивных отходов (РАО) и вредных химических веществ (ВХВ), создающих значительную нагрузку на окружающую среду. Только на ЭГМК будет ежегодно сбрасываться на хвостохранилище более 3.1-1014 Бк альфа-излучающих радионуклидов, в том числе 23&ТЬ, 2261*а, 2221*п, 210РЬ и 210Ро.

В мире к настоящему времени накоплено значительное количество РАО, которые образовались в результате технологических процессов добычи и обогащения урановых руд, эксплуатации атомных электростанций, переработки облучённого ядерного топлива, использования источников радиоактивного излучения в науке, технике и 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 переработке и кондиционированию, которые обеспечивают уменьшение объема отходов и их перевод в твердую стабильную монолитную форму. И только в кондиционированном виде РАО переводят в стадию длительного технологического хранения.

Перерабатывающие предприятия специализированых комбинатов «РАДОН» обеспечивают переработку, кондиционирование и долговременное технологическое хранение кондиционированных отходов в течение сотен лет. Ураноперерабатывающие предприятия оставляют после своего закрытия хранилища РАО и ВХВ также на многие сотни лет. В связи с этим исключительное значение приобретает сохранение полной информации о технологии получения каждого объекта хранения РАО и ВХВ на такую же долговременную перспективу для подготовки управляющих решений, технологических и организационных, при нарушении или угрозе нарушения кондиции отходов в отдаленном будущем.

Предприятия, различающиеся по характеру и масштабам производства - от научных технологических исследований во ВНИИ химической технологии Росатома (ВНИИХТ), от малотоннажных процессов переработки и кондиционирования низко-и среднеактивных РАО в МосНПО «РАДОН» до гигантских по масштабам переработки урановых руд на ЭГМК, - объединяет возможность опасного антропогенного воздействия на окружающую природную среду. Обязательным условием защиты окружающей среды от вредных эмиссий является разработка и 7 внедрение высокоэффективных систем радиационного и химического экологического мониторинга. Для обеспечения экологической безопасности предприятий химического профиля и территорий, на которых они расположены, разрабатываются и широко внедряются информационные системы радиационного и химического экологического мониторинга (ИСЭМ).

Эффективность систем мониторинга в значительной степени определяется используемыми информационными технологиями для непрерывного сбора, обработки и хранения данных. Информационные технологии на основе хранилищ данных позволяют обеспечить долговременное и надежное хранение информации, реализовать высокоэффективные информационно-поисковые системы с целью подготовки управляющих решений, сохраняя преемственность при изменении форм носителей информации.

В диссертации на основе обобщения выполненных исследований по разработке и внедрению прикладных информационных систем радиационного и химического мониторинга предприятий химического профиля Росатома развивается научное направление по созданию информационных систем мониторинга на базе технологий хранилищ данных, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны и повышение ее обороноспособности.

Объектом исследования являются информационные системы экологического мониторинга предприятий химического профиля.

Предметом исследования является применение технологий хранилищ данных для построения информационных систем мониторинга, охватывающих технологические и экологические аспекты деятельности предприятия химического профиля.

Цель и задачи работы

Целью работы является разработка методологии построения информационных систем экологического мониторинга на основе технологий хранилищ данных, обеспечивающих основу для принятия управленческих решений по повышению эффективности деятельности предприятия химического профиля.

Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

• выполнен системный анализ информационных систем экологического мониторинга предприятий химического профиля;

• исследованы технологии хранилищ данных в качестве основы построения информационных систем экологического мониторинга;

• выполнен системный анализ химических технологий переработки и кондиционирования радиоактивных отходов МосНПО «РАДОН»;

• разработаны основы построения хранилища данных процессов и объектов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов МосНПО «РАДОН»;

• выполнен системный анализ источников эмиссии в окружающую среду химикоч технологических процессов переработки урановых руд Эльконского рудного поля Южной Якутии;

• проведена оптимизация методик определения содержания тяжелых металлов и радионуклидов при массовом анализе экологических проб образцов окружающей среды;

• разработаны основы геоинформационной системы радиационного и химического экологического мониторинга уранового комбината ЭГМК;

• разработана и внедрена информационная система мониторинга специализированного химического, радиохимического и технологического оборудования на основе технологий хранилищ данных;

• исследованы и решены проблемы оптимизации в информационных системах мониторинга на примере автоматизированной системы экологического мониторинга ВНИИ Химической Технологии.

Научная новизна

• разработаны научно-методические основы построения систем радиационного и химического экологического мониторинга предприятий химического профиля Росатома с применением технологий хранилищ данных, позволяющие обеспечивать высокоэффективную защиту окружающей природной среды от вредных эмиссий на всех стадиях научных исследований, получения природного урана ядерной чистоты, переработки, кондиционирования и длительного технологического хранения РАО, что в совокупности представляет собой методологию построения информационных систем мониторинга для предприятий химического профиля Росатома;

• разработаны методика и алгоритмы построения многомерных моделей хранилищ данных информационных систем экологического мониторинга предприятий химического профиля;

• разработаны семантическая и многомерная модели представления информации хранилища данных процессов и объектов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов МосНПО «РАДОН»;

• разработана постановка задачи экологического регулирования хозяйственной деятельности предприятия как проблема условной оптимизации (минимизация N себестоимости урана с учетом соблюдения экологических ограничений) при создании нового производства в Эльконском урановорудном районе;

• разработана методика системного анализа источников эмиссии в окружающую среду химико-технологических процессов переработки урановых руд Эльконского рудного поля Южной Якутии как основы оценки воздействия на окружающую среду;

• поставлена и решена задача оптимизации методик масс-спектрального определения содержания тяжелых металлов и радионуклидов при анализе экологических проб образцов окружающей среды;

• разработаны структура и информационные слои ГИС радиационного и химического экологического мониторинга уранового комбината ЭГМК;

• разработана методика и алгоритмы решения задачи оптимизации состава информационной системы экологического химического и радиационного мониторинга (минимизация стоимости при обеспечении заданной информативности);

• поставлена и решена задача оптимизации размещения элементов измерительной сети в информационной системе экологического мониторинга;

• разработан комплекс моделей представления информации, включающий семантическую, реляционную и многомерную модели, на основе которых реализовано хранилище данных информационной системы мониторинга специализированного химического, радиохимического и технологического оборудования.

Практическое значение

Основными практическими результатами являются разработки прикладных хранилищ данных и их внедрение в проблемно-ориентированных информационных системах мониторинга. Разработаны и внедрены:

• хранилище данных химико-технологических характеристик процессов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов МосНПО «РАДОН» (пусковой комплекс программных средств и методик);

• региональная геоинформационная система мониторинга по обращению с отходами Эльконского горно-металлургического комбината - крупнейшего уранового комбината, создаваемого в рамках целевой программы «УРАН РОССИИ» (первая очередь);

• информационная система радиационного и химического экологического мониторинга предприятия химического профиля - ФГУП ВНИИХТ Росатома (в объеме проекта);

• информационная система мониторинга специального радиохимического, химического и технологического оборудования на основе хранилища данных материально-технического оснащения профессиональных образовательных учреждений (в объеме проекта).

Методы исследования

В основу решения поставленных задач положены методы системного анализа (декомпозиция, классификация, иерархическое упорядочение, абстрагирование, формализация, композиция, моделирование), методы оптимизации, методология функционального моделирования систем SADT, методология моделирования потоков данных DFD, методология проектирования баз данных IDEF1X, теория реляционных баз данных, структурированный язык запросов SQL, методология многомерного .анализа данных OLAP, методология быстрой разработки приложений RAD. Публикации

Основное содержание диссертации отражено в 63 научных трудах, в их числе 9 статей в изданиях по перечню ВАК, 3 учебных пособия (рекомендованные Министерством образования и науки РФ и Учебно-методическим объединением вузов РФ по образованию).

Апробация работы

Основные положения и результаты работы представлены на:

• XII международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии-2008» (ВолгГТУ, 2008 г.);

• 1-ом отраслевом научно-техническом совещании «Уран России» (Москва, 2007 г.);

• ежегодных международных научно-технических конференциях

Математические методы в технике и технологиях» (1999, 2003-2007 гг.); i

• ежегодных Всероссийских форумах «Образовательная среда» (2004-2007 гг.);

• отраслевых научно-практических конференциях «Об организации системы мониторинга материально-технического оснащения учреждений профессионального образования» (2005-2006 гг.);

• 1-й научно-технической конференции молодых ученых МИТХТ им.М.В.Ломоносова «Наукоемкие химические технологии» (МИТХТ, 2005 г.);

• 3-й международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления» (Томск, 2005 г.);

• VI Межвузовской конференции «Проблемы качества подготовки специалистов», (РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2004 г.);

• международной научно-технической конференции «Научно-инновационное сотрудничество» («Научная сессия МИФИ-2002»); il

• III Всероссийской научно-практической конференции "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности" (Санкт-Петербург, 1998 г.);

• международной специализированной выставке "Мирный атом России" (Токио, 2000 г.);

• международной выставке ЮНЕСКО "Edit-96" (Москва, 1996 г.);

• международном конгрессе "Экологические проблемы больших городов: инженерные решения" (Москва, 1996 г.);

• рабочем совещании комитета по обороне Государственной Думы РФ "Автоматизированные системы управления двойного назначения" (Ногинск, 1996 г.).

Результаты внедрения разработанных информационных систем, неоднократно представленных на выставках Всероссийского Выставочного Центра, были отмечены Золотой медалью ВВЦ (1999 г.) и почетными дипломами ВВЦ (2003, 2007 гг.).

Личный вклад

Основным результатом, полученным лично автором, является разработка научно-методических основ построения систем радиационного и химического экологического мониторинга предприятий химического профиля Росатома с применением технологий хранилищ данных, позволяющих обеспечить высокоэффективную защиту окружающей природной среды от вредных эмиссий на всех стадиях научных исследований: получения природного урана ядерной чистоты, переработки, кондиционирования и длительного технологического хранения РАО, что в совокупности представляет собой методологию построения информационных систем мониторинга для предприятий химического профиля Росатома.

При непосредственном участии автора выполнены:

• Разработка комплекса моделей представления информации (семантические, реляционные и многомерные модели) и практическая реализация на их основе хранилищ данных процессов и объектов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов МосНПО «РАДОН» и информационной системы мониторинга специализированного химического, радиохимического и технологического оборудования.

• Разработка комплекса программных и методических средств извлечения, очистки, повышения качества, преобразования и загрузки данных в хранилища данных, а также рубрикаторов хранилищ данных.

• Разработки по постановке и решению задач оптимизации информационных систем мониторинга.

• Внедрение конкретных проблемно-ориентированных информационных систем мониторинга.

Заводы

Код завода

Адрес Описание

Рис. 3.6. Многомерная модель данных Диаграмма построена с использованием нотации ЮЕПХ, являющейся стандартной для проектирования реляционных баз данных. Главной таблицей фактов является таблица объектов долговременного технологического хранения кондиционированных отходов. Остальные таблицы называются измерениями многомерной модели. Справочники-рубрикаторы хранилища показаны прямоугольниками, остальные зависимые сущности - скругленными прямоугольниками.

Связи, показанные сплошными линиями, являются идентифицирующими, то есть однозначно определяют наличие связи между двумя классами. Например, любой объект долговременного хранения обязательно хранится в определенном месте, код и тип которого известен. Связи, показанные пунктирными линиями, не являются идентифицирующими и отражают тот факт, что экземпляр одного класса соответствует не полностью экземпляру другого класса, а только его части.

Например, в хранилище данных одним из справочников является классификатор РАО и ОЯТ. При классификации отходов, поступающих на переработку, из этого справочника берется только часть информации (1, 2 и 4 фасеты). В то же время для объектов хранения из того же справочника берется только фасет 5. При этом остается однозначность связи между экземпляром класса объектов хранения и справочником-классификатором.

Модель содержит атрибуты всех основных сущностей, а также указание того, какие атрибуты являются внешними ключами к другим отношениям. Представленная модель является слегка денормализованной, так как содержит некоторую избыточную информацию в виде внешних ключей. Такая денормализация вполне допустима для хранилищ данных.

Данная структура позволит получать агрегированные данные с различными уровнями обобщения. Например, по коду объекта можно получить информацию о месте его хранения, а также определить места хранения всех объектов определенного типа или заводы, на которых были кондиционированы отходы данного типа. Или по коду объекта узнать, при каких технологических условиях он был кондиционирован, а также найти все объекты, которые были кондиционированы при тех же условиях и с использованием тех же материалов.

Такой поиск осуществляется посредством запроса только по интересующим

Заключение5

В работе получены следующие основные результаты:

• выполнен системный анализ информационных систем экологического мониторинга предприятий химического профиля Росатома, что позволило выбрать в качестве основы построения информационных систем экологического мониторинга технологии хранилищ данных; разработаны научно-методические основы построения?систем радиационного и химического экологического мониторинга предприятий химического профиля Росатома с применением- технологий хранилищ, данных, позволяющие обеспечивать высокоэффективную защиту, окружающей; природной! среды от вредных эмиссий1 на всех стадиях научных исследований; получения природного урана ядерной? чистоты, переработки; кондиционирования и длительного технологического хранения; РАО, что в совокупности; представляет собой методологию;построения; информационных систем мониторинга для предприятий' химического1 профиля Росатома;

• разработаны методика^ и алгоритмы; построения; многомерных .моделей хранилищ, данных информационных систем экологического мониторинга предприятий химического профиля; на;основе:системного:анализа^химическихтехнологий:переработки и кондиционирования-радиоактивных отходов разработана семантическая и-многомерная модели? представления информации, справочники-рубрикаторы и структура хранилища данных химико-технологических характеристик процессов и объектов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов? МосНПО «РАДОН», чем обеспечено: внедрение пускового комплекса; программ иРметодик информационной системы;:

•■ разработана методика системного анализа источников эмиссии? в; окружающую среду химико-технологических процессов переработки урановых? руд Эльконского рудного поля Южной Якутии как основы оценки воздействия на окружающую среду, на основе которого определены типовые отходы и источники эмиссии химико-технологических процессов в окружающую среду; поставлена и решена; задача оптимизации методик определения содержания тяжелых металлов и радионуклидов при массовом анализе экологических проб образцов окружающей среды при анализе экологических проб методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, что повысило эффективность измерительного комплекса более, чем на 20%;

• .в рамках фоновых экологических исследований Эльконского урановорудного района определены фоновые концентрации ряда вредных химических веществ и радионуклидов естественного и техногенного происхождения;

• разработаны структура и информационные слои ГИС радиационного и химического экологического мониторинга уранового комбината ЭГМК, разработаны и составлены электронные паспорта проб в качестве исходных данных для геоинформационной системы, что составляет объем первой очереди ГИС ЭГМК;

• разработаны алгоритмы извлечения и очистки первичных данных для загрузки в централизованное хранилище данных, с применением которых собрано, преобразовано и обработано более 500 тысяч записей о состоянии материально-технического оснащения государственных образовательных учреждении (в части машин и оборудования);

• на основе • разработанной многомерной модели и структуры централизованного хранилища данных разработана и внедрена в объеме проекта информационная система мониторинга специализированного химического, радиохимического и технологического оборудования;

• разработана методика и алгоритмы решения задачи оптимизации состава информационной системы экологического химического и радиационного мониторинга (минимизация стоимости при обеспечении заданной информативности), разработаны критерии информативности информационно-измерительной подсистемы экологического мониторинга на основе гауссовых моделей распространения загрязнений;

• с использованием разработанных алгоритмов и программных средств выполнена оптимизация информационно-измерительной сети автоматизированной системы экологического мониторинга ВНИИХТ, что обеспечило снижение затрат на создание и эксплуатацию АСЭМ на 38% (более 12 млн.рублей) при сохранении проектной информативности системы. АСЭМ ВНИИХТ внедрена в промышленную эксплуатацию.

1. Агапов А.М., Макухин Д.В., Новиков Г.А., Радаев H.H. Актуальные вопросы экологической безопасности МИНАТОМА России.-М.:ЦНИИАИ, 2003.

2. Анфилатов B.C., Емельянов A.A., Кукушкин A.A. Системный анализ в управлении.-М.:Финансы и статистика, 2002-368 с.

3. 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

4. Арустамов A3., Ожован М.И., Полуэктов П.П. Устройство для захоронения высокоактивных источников ионизирующего излучения. Авторское свидетельство N91350663, Бюлл. откр. и изобр. №41.

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

6. 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», N92,2001.

7. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Словарь терминов и определений. М.:МГФ "Знание", 1999-368 с.

8. Безуглая Э.Ю. Мониторинг загрязнения атмосферы в городах./ Л.: Гидрометеоиздат, 1986,87с.

9. Беляев М.П. Справочник предельно допустимых концентраций вредных веществ в пищевых продуктах и среде обитания. — М.: Госсанэпиднадзор, 1993. — 141 с.

10. Беспамятное Т.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. — Л.: Химия, 1985. — 528 с.

11. Бирюков А. Системы принятия решений и Хранилища Данных. // СУБД, № 4,1997.

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

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

14. 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, 2003.

15. Брыкин C.H., 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.

16. Бурдин АА., Буянов ПС., Залманзон Ю.Е. Измерения техногенной составляющей радиации на местности // Вопр. атомной науки и техники. Сер. «Ядерное приборостроение». 1991. Вып. 1-2.

17. Бызова Н.Л. "Рассеяние примеси в пограничном слое атмосферы". М., Гидрометеоиздат, 1974.

18. Вахрушев В.И., Заболотских В.И., Хохряков A.B. Система автоматического контроля, прогноза и оповещения о газовой опасности на химически опасном объекте //Приборы и системы управления. 3/1999.

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

20. Вендров A.M. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем. М., Финансы и статистика, 2000.

21. Вентцель Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология. М.: Наука, 1980.

22. Волкова B.H., Денисов A.A. Основы теории систем и системного анализа. СП.: СПбГТУ, 2001.

23. Вон Ким. Три основных недостатка современных хранилищ данных. Открытые системы, 2/2003.

24. Воробьев A.B., Коровкин В.И., Падалкин В.П. Общие подходы к определению экологической опасности антропогенных факторов окружающей среды. Гигиена и санитария № 9,1991.

25. Воробьев A.B., Коровкин В.И., Падалкин В.П. Общие подходы к определению экологической опасности антропогенных факторов окружающей среды. Гигиена и санитария № 9,1991.

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

27. Гейн К., Сарсон Т. Структурный системный анализ: средства и методы/Лер.с англ.: под ред.А.В.Козлинского М.Зйтекс, 1993.-360 с.

28. Гершанов И.В. Интегрированная система обработки распределенной информации радиационно-химического мониторинга на основе технологии хранилища данных. Канд. Дисс. М., 2004.

29. Гершанов И.В., Пелихов В.П. Методы оценки полноты информационного описания предметной области. «Проблемы управления безопасностью сложных систем», N97,1997.

30. Глушаков C.B., Третьяков Ю.В., Головаш O.A. Администрирование Oracle9¡.-Харьков: Фолио, 2003.

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

32. 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.

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

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

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

36. Грабовников В.А. Геотехнологические исследования при разведке металлов. 2-е издание, перераб и доп. -М.: Недра, 1995. 155с.

37. Грабовников В.А. Геотехнологические исследования при разведке металлов. М.: Недра, 1983.

38. Григорьев В.П. Урановые ресурсы Якутии. Сб. Радиационная безопасность Республики Саха (Якутия): материалы 2 республиканской научно-практической конференции. Якутск: ЯФ ГУ «Изд. СО РАН», 2004, стр.316-322.

39. ГУП МосНПО «Радон». ТП Рад К-02.01/2004. Технологический регламент. Суперкомпактирование ТРО. Установка "Суперкомпактор".

40. ГУП МосНПО «Радон». ТП Рад 0-11.01/2004. Технологический регламент. Концентрирование жидких радиоактивных отходов. Установка УРБ-8.

41. ГУП МосНПО «Радон». ТП Рад Х-12.02/2005. Технологический регламент. Цементирование радиоактивных отходов. Миниблочная растворосмесительная установка.

42. Дегтярев Ю.И. Системный анализ и исследование операций. Учебник для ВУЗов. М.: Высшая школа, 1996

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

44. Делятицкий С., Зайонц И., Чертков Л., Экзарьян В. Экологический словарь. М.: Конкорд Лтд. Экопром, 1993.-239с.

45. Дмитриев Е.С. Руководящие принципы экологического мониторинга. // Экологические системы и приборы № 3,1999. -43-49 с.

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

47. Дмитриев С.А., Стефановский C.B., Обращение с радиоактивными отходами. Издательский центр РХТУ им.Д.И. Менделеева, Москва, 2000.125 с.

48. Дорохов И.Н., Меньшиков В.В. Системный анализ процессов химческой технологии. М.: Наука, 2005.

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

50. Дударев В.А., Киселева H.H., Земсков B.C. Интегрированная система баз данных по свойствам материалов для электроники // Перспективные материалы, N5,2006.

51. Дударев В.А., Киселева H.H., Столяренко A.B. Компьютерное конструирование неорганических соединений, перспективных для поиска новых материалов для электроники // Изв.ВУЗов. Материалы электронной техники, N3,2006.

52. Дэн Хотка. Oracle9¡. Пер. с англ. СПб.: «ДиаСофтЮП», 2002.

53. Журавлев В.Ф. Токсикология радиоактивных веществ. М: Энергоатомиздат, 1990. - 336 с.

54. Ибрагимов X.P., Рачков В.И. Теория опасных систем. -М.: Изд. Моск. Откр. Универ., 1994

55. Измалков В.И. Экологическая безопасность, методология прогнозирования антропогенных загрязнений и основы построения химического мониторинга. — СПб, 1994. — 131 с.

56. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. — М.: Гидрометеоиздат, 1984.

57. Израэль Ю.А., Назаров И.М., Филиппов А.М. Экологический подход к оценке состояния и регулирования качества окружающей природной среды // Докл. АН СССР. 1987. Т. 241. № 3.

58. Инструкция о порядке рассмотрения, согласования и экспертизы воздухоохранных мероприятий и выдачи разрешения на выброс загрязняющих веществ в атмосферу по проектным решениям. ОНД-1-84 Л.: Гидрометеоиздат, 1985.

59. Информатика для химиков-технологов. Учеб. пособие для ВУЗов. Под ред. Л.С. Гордеева, В.Ф. Корнюшко. Учебное пособие для ВУЗов. М., Высшая школа, 2006.

60. Информатика для химиков-технологов. Учеб. пособие для студентов вузов химико-технологического направления. Под ред. В.Ф. Корнюшко, М., РАДОН-ПРЕСС, 2001.

61. ИРБ-1-11-99. Инструкция по радиационной безопасности при приеме, погрузке и транспортировании радиоактивных отходов для водителей-дозиметристов специального транспорта. 1999.

62. ИРК-3-37-03. Инструкция радиационного контроля. Радиационный контроль при разгрузке радиоактивных отходов среднего и низкого уровня активности. 2003.

63. Исследование погрешностей измерений в системе радиоэкологического мониторинга/ Ядерные измерительно-информационные технологии// Соболев А.И., Вербова Л.Ф., Митронова Ю.Н., Ефимова Е.К., Жунов И.К. № 1,2007

64. 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.

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

66. Клименко E.T., Максимов В.М. Критерий оптимизации размещения низовой сети промышленного мониторинга атмосферы. Газовая промышленность №6,1997.

67. Клименко Е.Т., Максимов В.М., Дедиков Е.В. Оптимальное размещение ПКЗ атмосферы. Газовая промышленность N2 4,1999 г.

68. Клименко Е.Т., Максимов В.М., Дедиков Е.В. Эффективность системы ПЭМ при контроле за выбросами нескольких вредных веществ. Газовая промышленность №1,1998.

69. Колыбанов К.Ю. Основы построения корпоративных информационных систем экологического мониторинга предприятий химического профиля. // Химия и химическая технология, т.51, №9,2008.

70. Колыбанов К.Ю., Аникина И.Н., Боридко B.C. «Химический эксперимент» (электронное издание). Депонировано в Депозитарии электронных изданий ФГУП НТЦ ИНФОРМРЕГИСТР, Per. №12612,2008.

71. Колыбанов К.Ю., Брыкина М.С., Корнюшко В.Ф., Кулыгина М.М. Выполнение работ и оказание услуг по развитию и поддержке информационной подсистемы управления материально-техническими ресурсами образования. Отчето НИР2Б-48-323, М., МИТХТ, 2005.

72. Колыбанов К.Ю., Буравцов A.B., Ладин Е.Г. Информационная система мониторинга специального радиохимического и химико-технологического оборудования. // «Ученые записки МИТХТ», вып.14, М., ИПЦ МИТХТ, 2005.

73. Колыбанов К.Ю., Бурляев В.В., Бурляева Е.В., Брыкина Г.В., Морозова O.A. «Электронные таблицы Excel: Методическое пособие» (электронное издание). Депонировано в Депозитарии электронных изданий ФГУП НТЦ ИНФОРМРЕГИСТР, 0320100295,2001.

74. Колыбанов К.Ю., Глазунов АЛ., Грановская H.A., Кузин P.E. Масс-спектрометрические исследования химического состава образцов окружающей среды Эльконского урановорудного района. // «Масс-спектрометрия», №2,2008.

75. Колыбанов К.Ю., Джебуннахар, Морозова O.A. Моделирование переноса загрязнений в реке Buriganga (Dhaka city, Bangladesh) на основе интегральных критериев качества воды // Ученые записки МИТХТ, вып. N91, М., ИПЦ МИТХТ, 1999.

76. Колыбанов К.Ю., Дударев В.А. Повышение экономической эффективности разработки полифункциональных материалов на основе интеграции баз данных. // «Ученые записки МИТХТ», вып.14, М„ ИПЦ МИТХТ, 2005.

77. Колыбанов К.Ю., Корнюшко В.Ф. Автоматизированная система экологического мониторинга. // Материалы и экспонаты выставки ЮНЕСКО "EDIT-96", M., 1996.

78. Колыбанов К.Ю., Корнюшко В.Ф. Информационно-управляющая система экологического мониторинга предприятия химического профиля. // Труды III Всероссийской научно-практической конференции "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности", СПб., 1998.

79. Колыбанов К.Ю., Корнюшко В.Ф. Применение методов искусственного интеллекта в автоматизированной системе экологического мониторинга предприятия химического профиля. // Труды международной конференции "Математические методы в химии", Тула, 1996.

80. Колыбанов К.Ю., Корнюшко В.Ф. Системный подход к разработке хранилища данных химико-технологических характеристик процессов переработки и кондиционирования радиоактивных отходов. // Химия и химическая технология, Т.51, №7,2008.

81. Колыбанов К.Ю., Корнюшко В.Ф., Кузин P.E. «Разработка хранилища данных химико-технологических характеристик процессов переработки и кондиционирования РАО». Отчет о НИР 2Б-21-323, М., МИТХТ, 2007.

82. Колыбанов К.Ю., Кузин P.E., Соловьёв В.Г., Шаталов В.В. Системный анализ источников эмиссии в окружающую среду химико-технологических процессов переработки урановых руд. // «Цветные металлы», №6,2008.

83. Колыбанов К.Ю., Панова С.А. Хранилище данных как основа корпоративной информационной системы. // Программные продукты и системы, М., №1,2007.

84. Колыбанов К.Ю., Сергеева С.О. База данных по химическим соединениям. // Труды международной конференции "Математические методы в технике и технологии", Новгород, 1999.

85. Колыбанов К.Ю., Стольникова Т.В., Арбенина В.В. База данных по свойствам и технологическим характеристикам полупроводниковых материалов. Ученые записки МИТХТ, М.: МИТХТ им.М.ВЛомоносова, 2008

86. Колыбанов К.Ю., Тимофеев B.C., Шаталов В.В., Ярыгин Г.А. Автоматизированная система радиационного и химического мониторинга ВНИИХТ. // Материалы международного конгресса "Экологические проблемы больших городов: инженерные решения", М., 1996.

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

88. 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», 2003.

89. Коренков И.П., Кириллов В.Ф. Методы определения радиоактивных веществ в воздухе. / М.: Медицина, 1978,160с.

90. Костров A.B. Системный анализ и принятие решений. Владимир: ВлГТУ, 1995. - 68 с.

91. Котов C.B., Попов A.A., Сергеев С.К. Алгоритмическое и информационное обеспечение автоматизированной системы химического анализа. В кн. "Математические методы и ЭВМ в аналитической химии". М.: Наука, 1989

92. Кротков В.В., Лобанов Д.П., Нестеров Ю.В., Абдульманов И.Г. Горно-Химическая добыча урана /под редакцией Кроткова В.В./ М.: ГЕОС, 2001. - 368с.

93. Крышев И.И., Сазыкина Т.Г. Имитационные модели динамики экосистем в условиях антропогенного воздействия ТЭС и АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1990.

94. Кузин P.E., Комаров A.B., Ткачук Ю.Г., Шаталов В.В. Автоматизированная система радиационного и химического мониторинга ВНИИХТ как типовое решение для опасных химических производств. // Экологические системы и приборы № 1,1999. -11-13 с.

95. Кузин P.E., Комаров A.B., Ткачук Ю.Г., Шаталов В.В. Автоматизированная система радиационного и химического мониторинга ВНИИХТ как типовое решение для опасных химических производств. // Экологические системы и приборы № 1,1999. -11-13 с.

96. Кузин P.E., Шестернёв Н.Р. Системный анализ промышленного экологического мониторинга газопроводов "Заполярное-Уренгой".-Сб. статей "Оптимизация и обработка информации", вып. 3, Изд. Вл.ГУ, 2003-C.27-36.

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

98. Кузькин В.И., Самсонов Б.Г., Россман Г.И., Петрова Н.В. Инженерно-геологические, гидрогеологические и геоэкологические исследования при разведке и эксплуатации рудных месторождений. М.: ВИМС, 2002. -120с.

99. Лаверов Н.П. Экологические проблемы добычи урана в СНГ. /сб.трудов «Экология ядерной отрасли» (2-ая научно-техническая конференция, 6 июня 2001 г.)-М.: изд.ЦНИИАИ, 2001,132 с.

100. Лаверов Н.П., Величкин В.И., Омельяненко Б.И. и др. Новые подходы к подземному захоронению высокорадиоактивных отходов в России. // Геоэкология. 2000, - №1, - С. 3 -12.

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

102. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. — М.: Химия, 1984.

103. Львов В. Создание систем поддержки принятия решений на основе хранилищ данных. Системы управления базами данных, № 3,1997.

104. МАКР-011-96. Уран. Определение в почвенных и водных пробах методом альфа-спектрометрии. 1996.

105. МАКР-012-96. Плутоний. Определение в пробах почв и водных пробах методом альфа-спектрометрии. 1996.

106. МАКР-021-98. Торий. Определение в пробах почв и в водных растворах методом альфа-спектрометрии. 1998.

107. Матвеев В.В., Поленов Б.В., Стась К.Н. Современное состояние и тенденции развития радиоэкологического приборостроения.//Экологические системы и приборы № 1,1999.-17-21 с.

108. Матвеев В.В., Поленов Б.В., Стась К.Н. Современное состояние и тенденции развития радиоэкологического приборостроения.//Экологические системы и приборы № 1,1999

109. Маханько К.П., Силантьев А.Н., Шкуратова И.Г. Контроль за радиоактивным загрязнением природной среды в окрестности АЭС. Л.: Гидрометеоиздат, 1985

110. МВИ-53-99. Радионуклиды. Определение удельной (объемной) активности гамма-излучающих нуклидов в пробах на автоматизированном 4-х канальном гамме-спектрометре. 1999.

111. Метеорология и атомная энергия. Пер. под ред. Бызовой H.A. и Махонько К.П. Л. 1971.

112. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД 86 - Л.: Гидрометеоиздат, 1987.

113. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86, Л. Гидрометеоиздат, 1987.

114. Методика расчета расстановки датчиков системы контроля загрязнения атмосферы в районе прохождения трубопроводов сернистого газа. Отчет ВНИИГАЗ, М.: ВНИИГАЗ, 1992.

115. Методические и нормативно-аналитические основы экологического аудирования в Российский Федерации. Учебное пособие по экологическому аудированию. Часть 1. М.: Тройка, 1999,533 с.

116. Методические и нормативно-аналитические основы экологического аудирования в Российский Федерации. Учебное пособие по экологическому аудированию. Часть 2. М.: Тройка, 1999,776 с.

117. Методические и нормативно-аналитические основы экологического аудирования в Российский Федерации. Учебное пособие по экологическому аудированию. Часть 3. М.: Тройка, 1999,431 с.

118. Методы расчета распространения радиоактивных веществ в окружающей среде и доз облучения населения. M: МХО ИНТЕРАТОМЭНЕРГО, 1992.

119. Мжанжубухоро Эммануэль Оргемин. Оптимальное размещение сети станций контроля загрязнения атмосферы в поле многих источников. Метеорологические прогнозы. Вып. 11. Рос. Гос. Гидрометеорологический институт, СПб. 1992.

120. МП-07-00. Технологические водные среды. Площадки временного хранения РАО. Отбор и подготовка проб к радиометрическому, радиохимическому, химическому и спектральному анализам. 2000.

121. Муравьева С.Н., Казнина H.H., Прохорова Е.К. Справочник по контролю вредных веществ в воздухе. М.: Химия, 1989. - 320 с.

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

123. Никифоров A.C., Куличенко И.И., Жихарев М.И. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. Энергоатомиздат, Москва, 1985.

124. Никольский М.А., Беседина Н.Т. Моделирование для прогнозирования загрязнений поверхностного слоя территории в районе АЭС. / Исследования по химии, технологии и применению радиоактивных веществ. Л.: Изд. ЛТИ, 1985

125. Новиков Ю.Ю., Ласточкина К.С., Болдина 3.H. Методы исследования качества воды водоемов. — М.: Медицина, 1990.

126. Новицкий М.А. Модель долгосрочного переноса радионуклидов в речном русле // Метеорология и гидрология 1993.-№1.

127. Нормы радиационной безопасности НРБ-99.- М.: Минздрав России,1999.-115с.

128. Носков A.A., Перевезенцев В.В. Экологические проблемы воздействия атомных электростанций на окружающую среду. Безопасность жизнедеятельности. 2005.

129. НП-019-2000. Сбор, переработка, хранение и кондиционирование жидких радиоактивных отходов. Требования безопасности. 2000.

130. НП-020-2000. Сбор, переработка, хранение и кондиционирование твердых радиоактивных отходов. Требования безопасности. 2000.

131. Отраслевая методика расчета количества отходящих, уловленных и выбрасываемых в атмосферу вредных веществ предприятиями по добыче и переработке угля. ВНИИОСуголь, Пермь, 1988 г.

132. Отраслевая методика расчета предельно-допустимых сбросов радиоактивных веществ в речные системы1. ПДС-83).

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

134. ПДТО-1-2004. Процедурный документ. Правила передачи радиоактивных отходов от предприятий и учреждений в МосНПО "Радон".

135. ПД-ТО-1-99. Правила передачи радиоактивных отходов от предприятий и учреждений в МосНПО "Радон".

136. ПД-ТО-2-2001. МосНПО "Радон". Процедурный документ. Внутрипроизводственная передача радиоактивных отходов.

137. ПДТО-2-2006. Процедурный документ. Внутрипроизводственная передача радиоактивных отходов в ГУП МосНПО "Радон"

138. ПД-ТО-3-2001. Процедурный документ. Эксплуатация полигона для размещения радиоактивных отходов

139. ПД-ТО-4-2001. Процедурный документ. Контроль характеристик радиоактивных отходов

140. ПД-ТО-5-2002. Порядок транспортирования радиоактивных отходов.

141. Пененко B.B., Алоян А.Е. Модели и методы для задач охраны окружающей среды / Новосибирск: Наука, 1985

142. Пененко В.Ф., Рапута В.Ф., Быков A.B. Планирование эксперимента в задаче оценки мощности источника примеси. Известия АН СССР, ФАО, 1985, N 6

143. Перегуд Е.А. Санитарно-химический контроль воздушной среды. — Л.: Химия, 1978.

144. Перегуд Е.А., Горелик Д.О. Инструментальные методы контроля загрязнения атмосферы. — Л.: Химия, 1981.

145. Перегудов Ф.И.,Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ-M.: Высш.школа, 1989-256.

146. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. Изд.Офиц.Минисгерсгва экологии и природных ресурсов РФ. Утв. 18.11.92.

147. ПК Рад 01-00. Программа обеспечения качества при обращении с радиоактивными отходами в МосНПО "Радон". 2000.

148. Польский О.Г., Гришмановский В.И., Коренков И.П. Радиационная безопасность при эксплуатации радиоизотопных приборов. М.: Энергоатомиздат, 19ВЗ, 86с.

149. Польский О.Г., Соболев А.И. Информационно-аналитическая система радиоэкологического мониторинга г. Москвы. / Проблемы управления качеством окружающей среды городов. Научно-практическая конференция при РАН 11-14 апреля 1995

150. Прозоров Л.Л., Экзарьян В.Н. Введение в геоэкологию. М.: изд-во «Пробел», 2000.-208с.

151. Протасов В.Ф., Матвеев A.C. Экология: термины и понятия, стандарты, сертификация, нормативы и показатели. М.: Финансы и статистика, 2001. - 208с.

152. Пути миграции радионуклидов в окружающей среде. Радиоэкология после Чернобыля / Под ред. Ф. Уорнера и Р. Харрисона. М. Мир, 1999.

153. Ревунков Г.И. и др. Базы и банки данных и знаний. 'М.: Высшая школа, 1992.

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

155. Россман Г.И., Петрова Н.В., Самсонов Б.Г. Экологическая оценка рудных месторождений. М.: ВИМС, 2000. -150с.

156. Рудные месторождения СССР. M.: изд-во Недра,1974 - Т. 2. - 392с.

157. С.Д. Кузнецов, В. Артемьев. Обзор возможностей применения ведущих СУБД для построения хранилищ данных (DataWarehouse). Материалы 3-ей ежегодной конференции "Корпоративные базы данных'98".

158. Самсонов Б.Г. Оценка последствий отработки месторождений методом ПВ, как основа экологической экспертизы / Геоэкологические исследования и охрана недр. Научно-технический информационный сборник/. -М.: АО «Геоинформмарк». 1993. Вып. 2. - с. 12-17.

159. Самсонов Б.Г. Россман Г.И. «Оценка экологических последствий объектов хозяйственной деятельности». Материалы по геологии месторождений урана, редких и редкоземельных металлов. М.: ВИМС, 1991. Вып.132.-с. 93-96

160. Самсонов Б.Г., Самсонова Л.М. Миграция вещества и решение гидрогеологических задач. М.: Изд-во «Недра». 1987г.-121с.

161. Самсонов Б.Г., Шумилин М.В. Уранодобывающая промышленность и экология. М.: // Журнал «Разведка и охрана недр» -1996. - № 3.

162. Сахаров А. А. Концепции построения и реализации информационных систем, ориентированных на анализ данных. Системы управления базами данных № 4,1996.

163. Седнев М.В. Объектный мониторинг на горнодобывающих предприятиях общего профиля и предприятиях по добыче урана (методический аспект) // Геология и разведка 2007. - Вып. 3.

164. Седнев М.В. Основные понятия объектного мониторинга на горнодобывающих предприятиях // VIII Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле». М.: ФГУП ГНЦ РФ - ВНИИгеосистем, 2007. -С. 352-354.

165. Смирнов С.Н. Радиационная экология.-М.: МНЭПУ, 2000.-334с.

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

167. Соболев А.И., Малиновский С.В., Ермаков А.И., Каширин И.А., Тихомиров В.А. Обработка сложных альфа-спектров. Пятая Российская конференция по радиохимии. Радиохимия-2006: Тезисы докладов. Дубна, 2327 октября 2006г.-Озерск: ФГУП "ПО "Маяк", 2006.

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

169. СТП Рад 23-99. Стандарт предприятия. Задание на проектирование зданий и сооружений, реконструкцию существующих зданий и сооружений. МосНПО "Радон", 1999.

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

171. СУБД Oracle. Учеб. пособие для ВУЗов. Колыбанов К.Ю., Ярощук И.В. М., Изд-во МГГУ, 2008.

172. Сухова Т.И., Соболев А.И. Оценка комбинированного воздействия радиационных и химических факторов на основе изучения заболеваемости персонала радиационно-химического производства./ Медицина труда и промышленная экология, № 9,1994, c.li -14.

173. Таиров Т.Н. Современные требования по обеспечению безопасности в области использования атомной энергии (электронное учебное пособие на CD). ГОУ «ГРОЦ». С Пб, 2005.680 Мб.

174. Теверовский E.H., Карпов В.И., Терновский И.А. и др. Допустимые выбросы радиоактивных и вредных химических веществ в приземный слой атмосферы. М.: Атомиздат, 1980. -144 с

175. ТП Рад Х-01.00/97. Технологический регламент. Цементирование радиоактивных отходов. Установка стационарная.

176. ТП Рад Х-07.00/97. Технологический регламент. Цементирование радиоактивных отходов. Установка УС-6-30.

177. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере /Под ред. ВЭ.Фигурнова. М.: Финансы и статистика, 1995.

178. Унифицированные методы анализа вод. / Под ред.Ю.ЮЛурье. Изд.второе исп. М.: Химия, 1973.

179. 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.

180. Чен П.П. Модель "сущность-связь" шаг к единому представлению данных. СУБД, N3,1995 г.

181. ШишицИ.Ю. «Основы инженерной георадиоэкологии».-М.: МГГУ, 1998г.-718с.

182. Шумилин М.В., Муромцев Н.Н., Бровин К.Г. и др. Разведка месторождений урана для отработки методом подземного выщелачивания. М.: Недра, 1985. - с. 208.

183. Шустов В., Шмельков С., Малышев С. Система контроля радиационной безопасности. // Современные технологии автоматизации. 1997. № 3.

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

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

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

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

188. 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/

189. Jebunnahar, Kolybanov K.Y. Water Quality Modelling of the Buriganga-Lakhya River System, Calibration Report // River Research Institute, Ministry of Water Resources, Government of Bangladesh, 1998.

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

191. Kimball R. The Data Warehouse Llfecycle Toolkit. New York: Wiley Computer Publishing, 1998.

192. Langstaff J., Seigneur C., Lui M.K., Behar J., McElroy J.L. Design of an optimal air monitoring network for exposure assessments. Atmospheric Environment, 1987, Vol. 21

193. Lui M.K., Avrin J., Pollack R.I., Behar J.V., McElroy J.L. Methodology for designing air quality monitoring networks. Theoretical aspects. Envir.Monitor.Assess., 1986, Vol. 6

194. Measurement of Radionuclides in Food and the Environment, a Guidebook, Technical Report Series. N 295. IASA, Vienna. 1989.

195. V. Kornyshko, V. Dydarev. Software Development for Distributed System of Russian Databases on Elektronics Materials// Int. Journal "Information Theories & Applications", vol. 13, number 2,20061. Oi