高放廢物地質(zhì)處置安全評價信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

向霞　萬亞平　何志爽　高潔

摘要：對高放廢物地質(zhì)處置流程和處置庫安全評價技術(shù)進行分析與調(diào)研后確定了系統(tǒng)的功能模塊，結(jié)合struts2框架Ja-vaWeb開發(fā)技術(shù)、Oracle數(shù)據(jù)庫設(shè)計并開發(fā)了滿足高放廢物地質(zhì)處置安全評價需求的數(shù)據(jù)庫信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)對數(shù)據(jù)記錄具有增刪查改等功能，對高放廢物地質(zhì)處置及安全評價的信息化管理具有重要意義。

關(guān)鍵詞：高放廢物；地質(zhì)處置；安全評價；信息管理系統(tǒng)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）14-0009-02

1概述

核行業(yè)發(fā)展的同時帶來了很多高放射性的源項廢物（簡稱高放廢物，HLW），高放廢物的地質(zhì)處置及安全評價會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。當前對這些數(shù)據(jù)信息的管理大多處于人工階段，數(shù)據(jù)共享性差，使用不便，不利長久保存。隨處置時間的推移，處置數(shù)據(jù)必會增加。互聯(lián)網(wǎng)信息時代，用數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，實現(xiàn)對高放廢物各階段數(shù)據(jù)信息的長久管理、共享化應(yīng)用，是信息化的趨勢。

國內(nèi)外相關(guān)的信息管理系統(tǒng)要么是商業(yè)軟件（使用費用高、維護難、功能浪費），要么針對審批流程，要么是特定處置階段的管理系統(tǒng)，要么是PEFs清單系統(tǒng)等。利用JavaWeb開發(fā)技術(shù)，結(jié)合oracle數(shù)據(jù)庫等開發(fā)基于B/S模式下關(guān)于地質(zhì)處置安全評價流程的信息管理系統(tǒng)，能綜合管理數(shù)據(jù)、提高工作效率、為其他地質(zhì)處置提供參考。

2系統(tǒng)架構(gòu)與基本功能

該系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)采用3層體系結(jié)構(gòu)，即Model層、View層、Controller層。其中，View層是展示給用戶，由HTML元素組成的界面，是對數(shù)據(jù)信息進行處理后的顯示，依據(jù)模型數(shù)據(jù)創(chuàng)建。Controller層處理用戶交互，從視圖中讀取數(shù)據(jù)或請求，根據(jù)要調(diào)用的模型構(gòu)件去處理請求，最后用視圖來顯示返回的數(shù)據(jù)記錄。Model層用于處理數(shù)據(jù)邏輯，負責(zé)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存取。

該系統(tǒng)各個功能模塊都具備增加、刪除、查找、修改、條件檢索、批量刪除功能。所有使用人員都必須登錄才能進入系統(tǒng)，沒有賬戶的需要系統(tǒng)管理員創(chuàng)建并授權(quán)。

3系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

根據(jù)地質(zhì)處置流程、用戶需求，該系統(tǒng)分為七大功能模塊：源項數(shù)據(jù)模塊、包裝容器層模塊、緩沖/回填材料層模塊、圍巖層模塊、生物圈模塊、其他數(shù)據(jù)模塊、系統(tǒng)管理模塊。每個功能模塊設(shè)計如下：

1）源項數(shù)據(jù)模塊包含源項廢物的分類、工程設(shè)計相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，如處置庫設(shè)計尺寸。地質(zhì)處置主要考慮的廢物類型是高放廢物玻璃固化體，還有僅廢物、CANDU反應(yīng)堆廢物、乏燃料以及其他高放固體廢物。

2）包裝容器層模塊對源項廢物所使用的包裝容器相關(guān)的數(shù)據(jù)進行管理。隨著時間推移，由于腐蝕等將導(dǎo)致外包裝材料機械破損，這導(dǎo)致某些性質(zhì)發(fā)生變化，核素信息隨之改變。

3）緩沖/回填材料層模塊是對緩沖/回填材料相關(guān)數(shù)據(jù)進行存取。長期的水飽和狀態(tài)下玻璃固化體有一定的腐蝕膨脹而導(dǎo)致包裝容器破損，此時緩沖材料層中的孔隙水與玻璃固化體接觸后引起玻璃材料的化學(xué)分解。玻璃基質(zhì)一旦溶解，核素會從玻璃固化體中釋放出來，即核素擴散。核素擴散的釋放速率取決于玻璃基質(zhì)的分解速率。

4）圍巖層模塊是對圍巖層相關(guān)的數(shù)據(jù)進行管理。該模塊記錄了預(yù)選區(qū)圍巖的巖性、圍巖裂隙發(fā)育情況、巖石的物理學(xué)性質(zhì)、水理學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)以及區(qū)域地應(yīng)力情況進行了初步研究后取得的相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料。

5）生物圈模塊記錄生物圈中測試的物種信息，核素在生物圈含量等。高放廢物地質(zhì)處置最終目的是不能影響到人類的生存，地質(zhì)處置中關(guān)鍵的是核素衰變。在生物圈中使用測試后得到的核素輻射劑量作為主要評價指標，以此來確定高放廢物的處置是否影響人類可持續(xù)發(fā)展。

6）其他數(shù)據(jù)管理模塊則記錄NEA的特征參數(shù)，國外一些代表性國家的Feps，可作為我國處置評價的參考依據(jù)。

7）系統(tǒng)管理模塊記錄了基本的系統(tǒng)管理功能，如用戶管理、部門管理、授權(quán)等。

在對系統(tǒng)進行功能模塊的確定后，利用JDK7、My-Eclipse10、oracle11gR2、Tomcat7這一系列開發(fā)軟件，結(jié)合Ja-vaWeb開發(fā)技術(shù)、struts2技術(shù)框架、JQueryEasyUI前端框架完成了高放廢物地質(zhì)處置安全評價信息管理系統(tǒng)。具體實現(xiàn)技術(shù)如下：

1）數(shù)據(jù)庫連接：與oracle數(shù)據(jù)庫的連接使用JDBC驅(qū)動方式，采用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器連接名、數(shù)據(jù)庫端口號1521、數(shù)據(jù)實例名、實例對應(yīng)的用戶名與密碼來進行連接。連接成功后方可對Oracle數(shù)據(jù)庫里的記錄進行操作。

2）數(shù)據(jù)的增刪查修：用戶通過web頁面發(fā)出請求操作，反饋到數(shù)據(jù)模型進行處理，對數(shù)據(jù)庫里的記錄進行操作，利用對應(yīng)的SQL語句根據(jù)關(guān)鍵詞對該請求進行處理，處理好之后反饋給json，json傳給前端界面顯示出來。

3）權(quán)限管理控制：用戶只能賬號密碼驗證碼三者符合才能登錄系統(tǒng)。驗證碼可對惡意攻擊網(wǎng)站的行為進行攔截。當非法輸入系統(tǒng)某個網(wǎng)址時將強制跳到登錄界面。該方法使用ses-sion緩存，當直接輸入網(wǎng)址且緩存中沒有當前用戶，直接跳回登錄界面。

4）用戶友好界面設(shè)計：對已輸入數(shù)據(jù)進行緩存。對于增加、刪除、修改操作會彈出確認對話框，提示用戶是否繼續(xù)該操作。

5）封裝操作：重復(fù)用到的操作進行單獨封裝。如json格式轉(zhuǎn)換，string類型字符轉(zhuǎn)換，日期格式轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一文本格式設(shè)置等，都單獨封裝在類中，需要用到的時候直接調(diào)用，避免代碼重復(fù)。

6）數(shù)據(jù)庫的設(shè)計：使用Oracle數(shù)據(jù)庫，采用SQL語句。但oracle主鍵不能直接自增時，需要先建立表，再建立序列，序列中關(guān)聯(lián)自增的主鍵、自增量，最后設(shè)計觸發(fā)器，一旦有新數(shù)據(jù)插入，觸發(fā)器觸動，主鍵自增。

7）struts2框架

Struts框架由表示層、控制層和模型層組成。本系統(tǒng)中通過ActionServlet接收表示層的HTTP請求，根據(jù)請求參數(shù)以及Struts配置文件中Action Mapping的配置信息，將請求反饋給對應(yīng)的Action對象來處理。處理結(jié)果再反饋給表示層。

4結(jié)論

該系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方便了相關(guān)專業(yè)人員的使用，對處置過程數(shù)據(jù)的保存與提取等。該系統(tǒng)的實現(xiàn)滿足了高放廢物地質(zhì)處置安全評價過程的信息管理需求，提升了對其數(shù)據(jù)信息管理的效率，對高放廢物地質(zhì)處置安全評價信息化建設(shè)有重要意義，對其他處置庫的建設(shè)與安全評價具有數(shù)據(jù)上參考意義。