Создание базы данных для оценки радиационной обстановки в зоне расположения АЭС

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Актуальность. Проблема охраны окружающей среды и рационального использования природных  ресурсов  рассматривается  во  всем мире  как  одна  из важнейших. Научные и практические разработки по этой глобальной проблеме в виду ее комплексности и междисциплинарного характера требуют привлечения огромного числа различных данных, передового отечественного  и  зарубежного  опыта,   широкого  международного сотрудничества, использования мировых информационных ресурсов.

В настоящее  время как в нашей стране, так и за рубежом широко развертываются   работы   по   комплексному   изучению   процессов, происходящих в биосфере, в том числе и под влиянием антропогенных факторов.   Исследования  по  охране  окружающей  среды  ведутся практически  во  всех  областях  науки  и  техники.  Однако  практическое  использование  результатов  этих исследований  для  решения  экологических  проблем  сдерживается недостаточным развитием теории и практики построения экологических информационных систем,  представляющих собой один из новых видов автоматизированных  информационных  систем(АИС)  и  предназначенных для сбора и анализа разнородной информации о состоянии биосистемы для   задач   рационального   природопользования.   Понятие   АИС используется обычно как обобщающее для всех систем,  выполняющих функции сбора, обработки и выдачи информации в автоматизированном режиме. Говоря  о  функции  сбора  информации  надо  упомянуть  о экологическом мониторинге,  который играет большую роль в сборе информации. Мониторинг представляет собой постоянное наблюдение за действиями и событиями в определенных местах в рамках конкретного временного интервала.  Мониторинг можно  определить  как «процесс постоянно повторяющихся замеров одного или более элементов или характеристик  окружающей  среды».  Замеры  производятся  с  точно определенными целями и в точно определенные моменты времени с использованием  сравнимых  и  воспроизводимых  приемов,   которые характеризуют  элементы окружающей  среды или индикаторы.  И для решения   таких   многоцелевых   экологических   задач   и   нужны экологические  информационные  системы,  которые  могут  быть  как глобального,  так и регионального масштаба.

Цель и задачи. Основной задачей данной расчетно-графической работы является создание логической схемы базы данных, а также создание на основе логической схемы физической базы данных для оценки радиационной обстановки в зоне расположения АЭС.

Структура работы. Работа состоит из введения, трех заданий и вывода.

 

 

 

 

 

 

РАЗДЕЛ 1. 
ХАРАКТЕРИСТИКА ЭИС.

1.1. Описание предметной  области.  

Атомная электростанция (АЭС) – электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. АЭС работает на ядерном горючем (в основном 233U, 235U. 239Pu).

Радиоактивные отходы появляются на АЭС из двух источников: главным является основной технологический контур АЭС, другим источником являются вспомогательные установки, такие как газовый контур, контур охлаждения. Источники радиоактивных отходов активационного происхождения, например, радиоактивные продукты коррозии или образующийся в процессах деления тритий (сверхтяжелый изотоп водорода), имеют активность, строго меняющуюся во времени по известному закону. Случайным источником являются продукты деления, попадающие в теплоноситель.

Технологический процесс на атомной станции предусматривает  постоянное удаление из теплоносителя присутствующих и образующихся в нем газов. Газообразные отходы образуются и при дегазации различных протечек теплоносителя, в бассейнах выдержки отработанного топлива, при дегазации растворов в баках выдержки. Захватывая микрочастицы жидкости и твердые микрочастицы, газы переходят в аэрозольную форму.

Отводимые из контура и технологического оборудования газы состоят обычно из азота и  водорода, содержат примеси водяного пара и содержат газообразные продукты деления - радионуклиды Kr, Xe, Ar. Перед выбросом в атмосферу газы вначале подвергают выдержке, в течение которой их активность уменьшается за счет распада радиоактивных нуклидов.

Сам технологический  процесс на атомной станции таков, что всегда сопровождается образованием жидких радиоактивных отходов. Это и понятно – сам теплоноситель представляет собой жидкость, системы охлаждения заполнены жидкостью, выполнение требований радиационной защиты (уборка помещений, стирка одежды, мытье в душевых и т.д.) также приводит к образованию жидких радиоактивных отходов.

Основное  воздействие АЭС на живые организмы сказывается через канцерогенное влияние возникших и распространяемых от нее радионуклидов. Общее свойство радионуклидов – мощное мутагенное действие. Они могут вызывать мутации, т.е. изменять генетическое строение клетки, нарушать течение биохимических процессов и инициировать раковые заболевания.

Исходя из вышесказанного, необходим непрерывный контроль радиационной и метеорологической обстановки в районе промышленных площадок, санитарно защитной зоне и зоне наблюдения АЭС

1.2. Актуальность  создания ЭиС для исследование организации внешнего радиационного контроля состояния окружающей среды. 

Конечная  цель любого вида мониторинга заключается  в выдаче прогноза последствий воздействия контролируемых показателей, что уже само по себе предполагает учет комплекса условий и факторов. При мониторинге объектов с потенциальной опасностью поступления радионуклидов комплексный подход необходим иногда как единственно возможный методический прием. Так, при работе АЭС в нормальном технологическом режиме выбросы радионуклидов настолько малы, что существующие методы измерения не позволяют обнаружить или количественно определить содержание «станционных» радионуклидов в объектах окружающей среды, а значит, и получить конкретную информацию о закономерностях их миграции. Прогноз распределения и дальнейшего поведения радионуклидов может быть составлен в этих случаях на основе данных мониторинга за содержанием микроэлементов, многие из которых играют роль изотопных или неизотопных носителей радиоактивных нуклидов.

Воздействие источников техногенного загрязнения  природной среды имеет, как правило, первоначально локальный характер, и изменения в среде происходят на определенных участках земной поверхности, конкретные ландшафтно-геохимические и экологические особенности которых должны быть положены в основу мониторинга и системы защитных мероприятий. Очевидно, на первом этапе мониторинга должны быть проведены экологические изыскания, в том числе районирование территории по комплексу физико-географических, ландшафтных и других признаков, влияющих на контролируемые процессы.

1.3. Моделирование  данных.

Для проектирования концептуальной схемы (информационной структуры программного обеспечения информационной системы) можно использовать различные модели, в частности  модель «сущность – связь».

Из моделей  типа «сущность – связь» наиболее известна модель П.Чена,  или ER – модель (Entity–Relationship). Общим для всех моделей этого типа является использование трех основных конструкций: сущность, связь  и атрибут.

Сущность (Entity)  – собирательное понятие, некоторая абстракция реально существующего объекта, процесса или явления, о котором необходимо хранить информацию.

Атрибут – поименованная характеристика сущности, которая принимает значение из некоторого множества значений. В модели атрибут выступает в  качестве средства, с помощью которого моделируются свойства сущностей.

Связь (Relationship) – средство представления отношения между сущностями.

На первом этапе  моделирования необходимо из описания предметной области извлечь  информацию и выделить сущности.

1.3.1. Описание сущностей.

Для оценки радиационной обстановки в зоне расположения АЭС можно выделить следующие сущности:

• населенный пункт – служит для определения места, из которого при превышении допустимой дозы облучения необходима эвакуация населения;
• точка контроля – определяет месторасположение поста контроля радиационной обстановки и расстояние от источника выброса;
• регламент контроля – определяет суточную и месячную дозы излучения, а также вид контроля;
• фактическое измерение – определяет дату, время и метод контроля;
• радионуклид – сохраняет название, объем и суммарную бетаактивность  радионуклидов;
• допустимая доза – служит для определения и сохранения фактического и допустимого выбросов, а также для определения референтного значения.

1.3.2. Атрибуты, ключевые поля и связи.

Атрибут – любая характеристика сущности, значимая для рассматриваемой предметной области и предназначенная для квалификации, идентификации, классификации, количественной характеристики или выражения состояния сущности. В ER-модели атрибуты ассоциируются с конкретными сущностями. Таким образом, экземпляр сущности должен обладать единственным определенным значением для ассоциированного атрибута.

• значение атрибута «Точка контроля» в сущности «Населенный пункт» обеспечивает связь сущности «Населенный пункт» с сущностью «Точка контроля» в отношении «один ко многим», т.к. в одном населенном пункте может быть несколько постов контроля.
• значение атрибута «Регламент контроля» в сущности «Точка контроля» обеспечивает связь сущности «Точка контроля» с сущностью «Регламент контроля» в отношении «один ко многим», т.к. постами контроля проводиться множество измерений, и некоторое количество измерений должно принадлежать строго выделенному посту.
• значение атрибута «Регламент контроля» в сущности «Радионуклид» обеспечивает связь сущности «Регламент контроля» с сущностью «Радионуклид» в отношении «один ко многим», т.к. один и тоже регламент может применятся к нескольким типам загрязняющего вещества.
• значение атрибутов «Точка контроля», «Регламент контроля» и «Радионуклид» в сущности «Допустимая доза» обеспечивает связь вышеуказанных сущностей  с сущностью «Допустимая доз» в отношении «многие ко многим», т.к. для каждого поста контроля, регламента и загрязняющего вещества ПДУ может быть как одинаковым, так и разным, в зависимости от рельефа местности, населенности площади и иных характеристик.

 

 

 

 

 

 

Раздел 2.

создание логической схемы базы данных

2.1. Отображение созданной логической схемы на уровне  
сущностей.  

Логический  уровень означает прямое отображение  фактов сущностей реальной жизни. В нашем случае сущностями будут: «Населенный пункт», «Точка контроля», «Регламент контроля», «Фактическое измерение», «Радионуклид» и «Допустимая доза».

Для внесения сущности в модель необходимо щелкнуть по кнопке сущности на панели инструментов (Erwin Toolbox) , затем - по тому месту на диаграмме, где необходимо расположить новую сущность. Щелкнув правой кнопкой мыши по сущности и выбрав из всплывающего меню пункт Entity Editor, можно вызвать диалог Entity Editor, в котором определяются имя, описание и комментарии сущности.

 Каждая  сущность должна быть полностью  определена с помощью текстового описания в закладке Definition. Эти определения полезны как на логическом уровне, поскольку позволяют понять, что это за объект, так и на физическом уровне, поскольку их можно экспортировать как часть схемы и использовать в реальной БД (CREATE COMMENT on entity_name). Закладки Note, Note2, Note3, UDP (User Defined Properties - Свойства, определенные пользователем) служат для внесения дополнительных комментариев и определений к сущности.

 В  закладке Icon каждой сущности можно поставить в соответствие изображение, которое будет отображаться в режиме просмотра модели на уровне иконок и изображение, которое будет отображаться на всех других уровнях.

 Закладка UDP диалога Entity Editor служит для определения свойств, определяемых пользователем (User - Defined Properties). При нажатии на кнопку  этой закладки вызывается диалог User - Defined Property Editor (также вызывается из меню Edit/UDPs). В нем необходимо указать вид объекта, для которого заводится UDP (диаграмма в целом, сущность, атрибут и т.д.) и тип данных. Для внесения нового свойства следует щелкнуть в таблице по кнопке и внести имя, тип данных, значение по умолчанию и определение.

Результат работы показан на рисунке 2.1.

Рис.2.1. Логическая схема на уровне сущностей.

2.2. Отображение созданной логической схемы на уровне  
атрибутов.

Для описания атрибутов следует, щелкнув правой кнопкой по сущности, выбрать в появившемся меню пункт Attribute Editor. Появится диалог Attribute Editor.

 Если  щелкнуть по кнопке New, то в появившемся диалоге New Attribute можно указать имя атрибута, имя соответствующей ему в физической модели колонки и домен. Домен атрибута будет использоваться при определении типа колонки на уровне физической модели.