核設(shè)施退役去污拆除工藝檢索系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

王雙宇，劉永闊，李夢堃，晁楠

哈爾濱工程大學(xué)核安全與仿真技術(shù)國防重點學(xué)科實驗室，黑龍江哈爾濱 150001

核設(shè)施退役去污拆除工藝檢索系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

王雙宇，劉永闊，李夢堃，晁楠

哈爾濱工程大學(xué)核安全與仿真技術(shù)國防重點學(xué)科實驗室，黑龍江哈爾濱 150001

核設(shè)施退役工程實施過程主要包括去污、切割和拆除。去污、切割和拆除又包含了多種不同的技術(shù)方法，這些技術(shù)原理不同，效果不同，代價也不同。因此，有必要開發(fā)一個針對核設(shè)施退役工程實施技術(shù)的檢索系統(tǒng)。在此開發(fā)了一個核設(shè)施退役去污拆除工藝檢索系統(tǒng)，通過對數(shù)據(jù)庫中的信息進行簡單的檢索，根據(jù)輸入的檢索條件得到滿足檢索要求的檢索信息，從而使使用者了解退役去污、切割和拆除技術(shù)等的相關(guān)信息。開發(fā)的工藝檢索系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對去污技術(shù)、拆除技術(shù)、拆除工具和防護工具的添加、管理和檢索操作以及法律規(guī)程瀏覽和數(shù)據(jù)管理等。該系統(tǒng)能夠為核設(shè)施退役工程決策和實施過程中提供理論依據(jù)和輔助決策，以便更好地輔助核設(shè)施退役工程的實施。

退役；去污工藝；拆除工藝；信息檢索；數(shù)據(jù)庫

核設(shè)施退役工程主要包括退役核設(shè)施特性與放射性源項調(diào)查、去污、拆除與拆毀及廢物管理等活動。對于去污與拆除有著大量的技術(shù)工藝可供選擇，通過對退役設(shè)施實際情況進行對比分析，最終選擇具有最佳退役效果的相應(yīng)技術(shù)工藝［1-2］。去污是從物項上除去或減少不希望其存在的放射性物質(zhì)的活動。去污的目的是為了降低放射性照射量，回收利用舊設(shè)備和材料，減少需要埋藏處置的設(shè)備和材料的體積，為了公眾的健康和安全或縮短監(jiān)護封存期而降低監(jiān)護封存中的殘余放射源數(shù)量。在核電站中，有大型設(shè)備如壓力容器、穩(wěn)壓器、還有1 m多厚的混凝土安全殼等，切割拆除任務(wù)量很大；同時切割拆除反應(yīng)堆壓力容器及其內(nèi)部部件會帶來很強的放射性［3-4］，工作人員容易受到輻照損傷。去污、切割和拆除又包含了多種不同的技術(shù)方法，這些技術(shù)原理不同，效果不同，代價也不同。因此，有必要開發(fā)一個針對核設(shè)施退役工程實施技術(shù)檢索系統(tǒng)，來更好地輔助核設(shè)施退役工程的實施。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

核設(shè)施退役工藝檢索系統(tǒng)采用的是基于客戶端／服務(wù)器（C／S）的3層結(jié)構(gòu)：第1層為數(shù)據(jù)層；第2層為應(yīng)用層；第3層為表示層。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意

數(shù)據(jù)層主要完成數(shù)據(jù)的存儲和管理，分析核設(shè)施退役過程中所需要的各個工藝數(shù)據(jù)，并將工藝數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)劃分為去污技術(shù)數(shù)據(jù)庫、拆除技術(shù)數(shù)據(jù)庫、拆除工具數(shù)據(jù)庫及防護工具數(shù)據(jù)庫。

應(yīng)用層根據(jù)退役工藝的不同及檢索要求的需要將整個檢索系統(tǒng)分為10個子系統(tǒng)：去污技術(shù)管理子系統(tǒng)、去污技術(shù)檢索子系統(tǒng)、拆除技術(shù)管理子系統(tǒng)、拆除技術(shù)檢索子系統(tǒng)、拆除工具管理子系統(tǒng)、拆除工具檢索子系統(tǒng)、防護工具管理子系統(tǒng)、防護工具檢索子系統(tǒng)、法律規(guī)程子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)［5］。表示層提供數(shù)據(jù)的導(dǎo)出，完成數(shù)據(jù)操作與各種工藝的顯示。

2 數(shù)據(jù)庫與檢索模塊的設(shè)計與實現(xiàn)

2．1 數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具

對于常用的數(shù)據(jù)庫有3種，分別為SQL server數(shù)據(jù)庫、access數(shù)據(jù)庫及Oracle數(shù)據(jù)庫。3種數(shù)據(jù)庫不盡相同，都有各自的優(yōu)缺點。SQL server數(shù)據(jù)庫與access數(shù)據(jù)庫相比，SQL server的安全性、并發(fā)控制能力、數(shù)據(jù)挖掘、聯(lián)機等方面都是access數(shù)據(jù)庫無法比擬的。此外，access數(shù)據(jù)庫只能建立小型數(shù)據(jù)庫，不適合海量數(shù)據(jù)的存儲，而SQL server既可以建立大型數(shù)據(jù)庫，也可以建立中性數(shù)據(jù)庫。與Ora-cle數(shù)據(jù)庫相比，雖然SQL server的兼容性的諸多性能都不如Oracle，但是SQL server的易用性要比Or-acle強得多。通過對多種數(shù)據(jù)庫進行比對分析，研究中最終選擇SQL server 2005作為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫軟件，來建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。

2．2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立

數(shù)據(jù)是系統(tǒng)加工處理的對象，要設(shè)計好一個軟件系統(tǒng)，需要仔細分析數(shù)據(jù)，弄清數(shù)據(jù)的內(nèi)容和特點。經(jīng)過大量的查閱、分析和匯總將退役工藝的數(shù)據(jù)分為4大類：去污技術(shù)信息、拆除技術(shù)信息、拆除工具信息及防護工具信息，如圖2所示。

圖2 退役工藝數(shù)據(jù)分類

在設(shè)計數(shù)據(jù)庫時必須先確定數(shù)據(jù)庫所需的“表”、每個“表”中數(shù)據(jù)的類型以及可以訪問每個“表”的用戶。在創(chuàng)建“表”及其對象之前，應(yīng)先規(guī)劃并確定以下特征［6］：

1）“表”要包含的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)類型；

2）“表”中的列數(shù)，每一列中數(shù)據(jù)的類型和長度（如果必要）；

3）哪些列的數(shù)據(jù)允許空值；

4）是否要使用以及何處使用約束、默認(rèn)設(shè)置和規(guī)則；

5）所需索引的類型，哪些列是主鍵。

所設(shè)計的數(shù)據(jù)庫名稱是db＿retirement（核設(shè)施退役去污拆除工藝信息數(shù)據(jù)庫），該數(shù)據(jù)庫包含4個數(shù)據(jù)庫表，分別是：tb＿decon（去污技術(shù)信息表）、tb＿remove（拆除技術(shù)信息表）、tb＿re-movetool（拆除工具信息表）、tb＿protecttool（防護工具信息表）。每一個信息表都有他相應(yīng)信息與屬性，其主要信息列于表1。

2．3 檢索模塊的建立

本系統(tǒng)利用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的like“%關(guān)鍵字%”的辦法，對輸入的條件通過后臺的編程語言將關(guān)鍵字傳遞給數(shù)據(jù)庫，來得到與關(guān)鍵字有關(guān)的數(shù)據(jù)信息。多個檢索詞之間可用and、or等連接詞鏈接，來提高檢索查詢信息的準(zhǔn)確定性［7］。

檢索模塊分為簡單檢索與高級檢索，二者之間的區(qū)別在于檢索條件的數(shù)目不同，高級檢索的檢索條件是通過and來進行連接。其中檢索條件包括：工藝的名稱、工藝的原理、機理、使用對象、使用條件和參考文獻。選擇相應(yīng)的檢索條件輸入需要檢索的關(guān)鍵字就可以得到滿足要求的數(shù)據(jù)信息。

表1 各信息表的主要信息

3 系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

3．1 系統(tǒng)功能的設(shè)計

本系統(tǒng)對去污技術(shù)、拆除技術(shù)、拆除工具以及防護工具設(shè)計了添加、管理、檢索和顯示這4個功能。此外，還可對法律規(guī)程進行瀏覽。系統(tǒng)框圖如圖3所示。系統(tǒng)框圖中主要顯示的是應(yīng)用菜單中的主要功能。首先是可以對數(shù)據(jù)庫中的各種技術(shù)工藝數(shù)據(jù)進行添加、修改、刪除、檢索和導(dǎo)出等基本操作，以實現(xiàn)整個系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的檢索功能以及管理功能；其次，實現(xiàn)對已收集法律規(guī)程進行瀏覽，并可以在瀏覽時對法律規(guī)程進行打印和標(biāo)記等操作；最后，對已經(jīng)建立好的數(shù)據(jù)庫進行管理，以保證數(shù)據(jù)的完整性。管理者應(yīng)該經(jīng)常備份檢索系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)庫。這樣一旦發(fā)生故障，管理者可以利用恢復(fù)功能將備份好的數(shù)據(jù)庫進行恢復(fù)，從而減少故障給使用者帶來的損失。

圖3 系統(tǒng)框圖

3．2 系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

對于檢索界面的設(shè)計與實現(xiàn)，是利用visual stu-dio 2010中的WPF組件來開發(fā)的。本系統(tǒng)采用主窗口嵌套選項卡的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)中去污技術(shù)、拆除技術(shù)、拆除工具和防護工具的添加、管理、檢索和顯示以及法律規(guī)程顯示等都以選項卡的形式嵌入在主窗口內(nèi)；數(shù)據(jù)備份和還原是從主窗口中獨立出來的窗口。

3．2．1 主系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

系統(tǒng)主窗口（見圖4）由導(dǎo)航菜單、應(yīng)用菜單以及選項卡顯示區(qū)3部分組成。導(dǎo)航菜單以樹形結(jié)構(gòu)形式位于主窗口的左側(cè)，詳細地顯示各個菜單項，包括去污技術(shù)、拆除技術(shù)、拆除工具、防護工具、法律規(guī)程以及數(shù)據(jù)管理等功能。由于去污技術(shù)的種類比較繁多，所以本研究在去污工藝匯總時將去污技術(shù)分為物理去污技術(shù)、化學(xué)去污技術(shù)、電化學(xué)去污技術(shù)以及其他去污技術(shù)。導(dǎo)航菜單使得各個功能選項的顯示更直觀，用戶操作更快捷。應(yīng)用菜單以下拉式結(jié)構(gòu)形式位于主窗口的頂部，清晰地顯示各個菜單項。在圖片區(qū)中顯示以選項卡的形式出現(xiàn)的“子窗口”。在導(dǎo)航菜單下的3個按鈕分別執(zhí)行：關(guān)閉所有選項卡并顯示主窗口的圖片；將導(dǎo)航菜單的所有節(jié)點展開和折疊。

圖4 核設(shè)施退役去污拆除檢索系統(tǒng)主窗體

3．2．2 子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

1）管理系統(tǒng)。

本研究在查閱大量相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，總結(jié)出115項工藝技術(shù)，其中包括：51項去污技術(shù)、25項拆除技術(shù)、19項拆除工具、6項防護工具以及14項法律規(guī)程（見表2）。所以有必要建立一個管理窗體對以上工藝技術(shù)進行修改與刪除操作。窗口整體分為3個部分：位于頂部的工具欄對信息進行操作，位于左側(cè)的是可以顯示和隱藏技術(shù)目錄，位于右側(cè)的是需要進行管理操作的技術(shù)信息［8-11］。

具體操作如下：

a）選擇【去污技術(shù)】／【技術(shù)管理】菜單命令，進入去污技術(shù)管理窗體，如圖5所示；

b）在左側(cè)的目錄中選擇需要修改的技術(shù)工藝；

c）將需要修改的內(nèi)容添加到文本框中，點擊工具欄中的【修改】／【刪除】。

圖5 去污技術(shù)管理窗口

表2 匯總工藝詳細信息

2）檢索系統(tǒng)與瀏覽系統(tǒng)。

本系統(tǒng)的檢索功能分為簡單檢索與高級檢索2種，其中窗體如圖6所示。窗口整體分為2個部分：位于上部的檢索區(qū)以及位于下部的顯示區(qū)。檢索區(qū)分初級檢索和高級檢索兩部分，但二者不能同時存在，可以相互切換。本系統(tǒng)的檢索條件包含：名稱、原理、機理、適用對象、使用條件以及參考文獻。初級檢索中選擇檢索條件，文本框中添加檢索信息，檢索后就可以將符合條件的技術(shù)及其信息顯示在下方的表格中。與初級檢索不同的是高級檢索還可以對多個檢索條件同時進行檢索，使得檢索出來的信息更加精準(zhǔn)。由于顯示區(qū)的空間有限，難以詳細的瀏覽某一特定技術(shù)的信息，因此可以通過相應(yīng)操作來調(diào)出顯示詳細技術(shù)信息的窗體。

圖6 去污技術(shù)檢索界面和去污技術(shù)顯示界面

技術(shù)瀏覽窗口的出現(xiàn)是通過主窗口導(dǎo)航菜單的各種技術(shù)的點擊和檢索窗口顯示區(qū)的查看來實現(xiàn)的，如圖6所示。整個窗口分為2個部分：位于左側(cè)的以網(wǎng)格形式顯示的技術(shù)工具文本信息；位于右側(cè)的顯示技術(shù)的圖片和視頻信息。

3）數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)是整個檢索系統(tǒng)的主體，只有當(dāng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)完整性得以保證，檢索系統(tǒng)的其他操作才有意義。但是在PC系統(tǒng)運行時，可能由于系統(tǒng)軟件的錯誤、環(huán)境因素等多種原因而造成相應(yīng)的故障或操作人員的錯誤操作，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的破損，給使用者帶來不必要的損失。因此為整個系統(tǒng)開發(fā)一個數(shù)據(jù)管理功能變得非常必要，用以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫進行備份與還原。管理者在更新數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)后應(yīng)該對其進行備份，這樣一旦發(fā)生故障，管理者可以利用恢復(fù)功能將備份好的數(shù)據(jù)庫進行恢復(fù)，從而避免故障或錯誤操作給使用者帶來的損失。

4 結(jié)論

核設(shè)施退役去污拆除實施是一個種類繁多、工作量龐大的退役工程。其實施過程前技術(shù)和工具的選擇對整個退役工作的經(jīng)濟性和效率產(chǎn)生重要影響。本研究在查閱大量相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，匯總和整理了核設(shè)施退役去污拆除工藝的大量信息，并根據(jù)這些整理后的信息建立了相應(yīng)的退役工藝數(shù)據(jù)庫，在此基礎(chǔ)上，利用WPF組件開發(fā)核設(shè)施退役去污拆除工藝檢索系統(tǒng)，并通過ADO．NET將二者相連接，最終實現(xiàn)了對核設(shè)施退役去污拆除工藝的有效檢索。

開發(fā)的核設(shè)施退役去污拆除工藝檢索系統(tǒng)具有以下特點：

1）所包含的信息量比較多。系統(tǒng)中設(shè)計了六大功能模塊，分別是添加模塊、管理模塊、檢索模塊、瀏覽模塊、法律規(guī)程模塊和數(shù)據(jù)管理模塊。

2）視覺良好的界面設(shè)置、較多的檢索方式。在系統(tǒng)中，針對不同技術(shù)工具，使用者可以通過多個條件進行檢索。

3）整個檢索系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，操作簡單，便于用戶的使用。

4）對每一項技術(shù)工藝除了有詳細的文字描述外，還有更加具體形象的圖片和視頻介紹，從而讓使用者更加深入具體的了解退役工藝。

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［2］International Atomic Energy Agency．Decommissioning of Nu-clear Power Plants and Research Reactors：Safety Standards Series No．WS-G-2．1［S］．Vienna：IAEA，1999：15-20．

［3］王俊峰．核設(shè)施退役工程［M］．北京：中國原子能出版社，2013：35-37，63-65．

［4］羅上庚，張振濤．核設(shè)施與輻射設(shè)施的退役［M］．北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2010：12-17，105-107．

［5］劉永闊，宋冶．核設(shè)施退役信息數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計［J］．原子能科學(xué)技術(shù)，2014，48（7）：1256-1263．

［6］宋怡．101堆退役數(shù)據(jù)庫建立及實現(xiàn)技術(shù)研究［D］．哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2013：39-41．

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Design and imp lementation of the decontam ination and dismantling technology retrieval system for decomm issioned nuclear facilities

WANG Shuangyu，LIU Yongkuo，LIMengkun，CHAO Nan
Fundamental Science on Nuclear Safety and Simulation Technology Laboratory，Harbin Engineering University，Harbin 150001，China

The implementation process of a nuclear facility decommissioning projectmainly includes decontamina-tion，cutting and removal．These processes also contain a variety of technicalmethods and principles，which have different effects and costs．Therefore，it is necessary to develop a retrieval system for the nuclear facility decommis-sioning project．This study developed a retrieval system for the process of decommissioning，decontamination，and demolition ofnuclear facilities．The system can simply retrieve the database and get the information thatsatisfies the retrieval requirement according to the input retrieval condition，so that users can learn the relevant information a-bout the decommissioning decontamination，cutting and removal technology，etc．This system can realize the adding，management and retrieval operations of the decontamination technology，demolition technology，demolition tools and protection tools，and browse of laws and regulations，and data management，etc．This system is able to provide a theoretical basis and make auxiliary decisions for nuclear facility decommissioning project and implemen-tation processes，which can better assist the implementation of the nuclear facility decommissioning project．

decommissioned nuclear facilities；decontamination；dismantling technology；retrieval system；database

TL36

A

1009-671X（2015）03-077-05

10．3969／j．issn．1009-671X．201410009

2014-10-24．

日期：2015-05-11．

黑龍江省博士后科研啟動金資助項目（LBH-Q12119）．作者簡介：王雙宇（1993-），男，碩士研究生；劉永闊（1977-），男，副教授，博士．

劉永闊，E-mail：liuyongkuo＠hrbeu．edu．cn．

http：／／www．cnki．net／kcms／detail／23．1191．U．20150511．1634．002．htm l