核設施退役去污拆除工藝檢索系統設計與實現

王雙宇，劉永闊，李夢堃，晁楠

哈爾濱工程大學核安全與仿真技術國防重點學科實驗室，黑龍江哈爾濱 150001

核設施退役去污拆除工藝檢索系統設計與實現

王雙宇，劉永闊，李夢堃，晁楠

哈爾濱工程大學核安全與仿真技術國防重點學科實驗室，黑龍江哈爾濱 150001

核設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方法，這些技術原理不同，效果不同，代價也不同。因此，有必要開發一個針對核設施退役工程實施技術的檢索系統。在此開發了一個核設施退役去污拆除工藝檢索系統，通過對數據庫中的信息進行簡單的檢索，根據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、切割和拆除技術等的相關信息。開發的工藝檢索系統能夠實現對去污技術、拆除技術、拆除工具和防護工具的添加、管理和檢索操作以及法律規程瀏覽和數據管理等。該系統能夠為核設施退役工程決策和實施過程中提供理論依據和輔助決策，以便更好地輔助核設施退役工程的實施。

退役；去污工藝；拆除工藝；信息檢索；數據庫

核設施退役工程主要包括退役核設施特性與放射性源項調查、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工藝可供選擇，通過對退役設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技術工藝［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，回收利用舊設備和材料，減少需要埋藏處置的設備和材料的體積，為了公眾的健康和安全或縮短監護封存期而降低監護封存中的殘余放射源數量。在核電站中，有大型設備如壓力容器、穩壓器、還有1 m多厚的混凝土安全殼等，切割拆除任務量很大；同時切割拆除反應堆壓力容器及其內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方法，這些技術原理不同，效果不同，代價也不同。因此，有必要開發一個針對核設施退役工程實施技術檢索系統，來更好地輔助核設施退役工程的實施。

1 系統結構設計

核設施退役工藝檢索系統采用的是基于客戶端／服務器（C／S）的3層結構：第1層為數據層；第2層為應用層；第3層為表示層。系統的總體結構模型如圖1所示。

圖1 系統總體結構示意

數據層主要完成數據的存儲和管理，分析核設施退役過程中所需要的各個工藝數據，并將工藝數據庫的數據劃分為去污技術數據庫、拆除技術數據庫、拆除工具數據庫及防護工具數據庫。

應用層根據退役工藝的不同及檢索要求的需要將整個檢索系統分為10個子系統：去污技術管理子系統、去污技術檢索子系統、拆除技術管理子系統、拆除技術檢索子系統、拆除工具管理子系統、拆除工具檢索子系統、防護工具管理子系統、防護工具檢索子系統、法律規程子系統及數據庫管理子系統［5］。表示層提供數據的導出，完成數據操作與各種工藝的顯示。

2 數據庫與檢索模塊的設計與實現

2．1 數據庫開發工具

對于常用的數據庫有3種，分別為SQL server數據庫、access數據庫及Oracle數據庫。3種數據庫不盡相同，都有各自的優缺點。SQL server數據庫與access數據庫相比，SQL server的安全性、并發控制能力、數據挖掘、聯機等方面都是access數據庫無法比擬的。此外，access數據庫只能建立小型數據庫，不適合海量數據的存儲，而SQL server既可以建立大型數據庫，也可以建立中性數據庫。與Ora-cle數據庫相比，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。通過對多種數據庫進行比對分析，研究中最終選擇SQL server 2005作為本系統的數據庫軟件，來建立相應的數據庫。

2．2 系統數據庫的建立

數據是系統加工處理的對象，要設計好一個軟件系統，需要仔細分析數據，弄清數據的內容和特點。經過大量的查閱、分析和匯總將退役工藝的數據分為4大類：去污技術信息、拆除技術信息、拆除工具信息及防護工具信息，如圖2所示。

圖2 退役工藝數據分類

在設計數據庫時必須先確定數據庫所需的“表”、每個“表”中數據的類型以及可以訪問每個“表”的用戶。在創建“表”及其對象之前，應先規劃并確定以下特征［6］：

1）“表”要包含的數據和數據類型；

2）“表”中的列數，每一列中數據的類型和長度（如果必要）；

3）哪些列的數據允許空值；

4）是否要使用以及何處使用約束、默認設置和規則；

5）所需索引的類型，哪些列是主鍵。

所設計的數據庫名稱是db＿retirement（核設施退役去污拆除工藝信息數據庫），該數據庫包含4個數據庫表，分別是：tb＿decon（去污技術信息表）、tb＿remove（拆除技術信息表）、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

本系統利用傳統數據庫的like“%關鍵字%”的辦法，對輸入的條件通過后臺的編程語言將關鍵字傳遞給數據庫，來得到與關鍵字有關的數據信息。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，二者之間的區別在于檢索條件的數目不同，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。選擇相應的檢索條件輸入需要檢索的關鍵字就可以得到滿足要求的數據信息。

表1 各信息表的主要信息

3 系統的設計與實現

3．1 系統功能的設計

本系統對去污技術、拆除技術、拆除工具以及防護工具設計了添加、管理、檢索和顯示這4個功能。此外，還可對法律規程進行瀏覽。系統框圖如圖3所示。系統框圖中主要顯示的是應用菜單中的主要功能。首先是可以對數據庫中的各種技術工藝數據進行添加、修改、刪除、檢索和導出等基本操作，以實現整個系統對數據的檢索功能以及管理功能；其次，實現對已收集法律規程進行瀏覽，并可以在瀏覽時對法律規程進行打印和標記等操作；最后，對已經建立好的數據庫進行管理，以保證數據的完整性。管理者應該經常備份檢索系統內的數據庫。這樣一旦發生故障，管理者可以利用恢復功能將備份好的數據庫進行恢復，從而減少故障給使用者帶來的損失。

圖3 系統框圖

3．2 系統功能的實現

對于檢索界面的設計與實現，是利用visual stu-dio 2010中的WPF組件來開發的。本系統采用主窗口嵌套選項卡的結構，系統中去污技術、拆除技術、拆除工具和防護工具的添加、管理、檢索和顯示以及法律規程顯示等都以選項卡的形式嵌入在主窗口內；數據備份和還原是從主窗口中獨立出來的窗口。

3．2．1 主系統的設計與實現

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

圖4 核設施退役去污拆除檢索系統主窗體

3．2．2 子系統的設計與實現

1）管理系統。

本研究在查閱大量相關文獻的基礎上，總結出115項工藝技術，其中包括：51項去污技術、25項拆除技術、19項拆除工具、6項防護工具以及14項法律規程（見表2）。所以有必要建立一個管理窗體對以上工藝技術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，位于左側的是可以顯示和隱藏技術目錄，位于右側的是需要進行管理操作的技術信息［8-11］。

具體操作如下：

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

b）在左側的目錄中選擇需要修改的技術工藝；

c）將需要修改的內容添加到文本框中，點擊工具欄中的【修改】／【刪除】。

圖5 去污技術管理窗口

表2 匯總工藝詳細信息

2）檢索系統與瀏覽系統。

本系統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：位于上部的檢索區以及位于下部的顯示區。檢索區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。由于顯示區的空間有限，難以詳細的瀏覽某一特定技術的信息，因此可以通過相應操作來調出顯示詳細技術信息的窗體。

圖6 去污技術檢索界面和去污技術顯示界面

技術瀏覽窗口的出現是通過主窗口導航菜單的各種技術的點擊和檢索窗口顯示區的查看來實現的，如圖6所示。整個窗口分為2個部分：位于左側的以網格形式顯示的技術工具文本信息；位于右側的顯示技術的圖片和視頻信息。

3）數據管理系統。

數據是整個檢索系統的主體，只有當數據庫中的數據完整性得以保證，檢索系統的其他操作才有意義。但是在PC系統運行時，可能由于系統軟件的錯誤、環境因素等多種原因而造成相應的故障或操作人員的錯誤操作，導致數據庫數據的破損，給使用者帶來不必要的損失。因此為整個系統開發一個數據管理功能變得非常必要，用以實現對數據庫進行備份與還原。管理者在更新數據庫數據后應該對其進行備份，這樣一旦發生故障，管理者可以利用恢復功能將備份好的數據庫進行恢復，從而避免故障或錯誤操作給使用者帶來的損失。

4 結論

核設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。其實施過程前技術和工具的選擇對整個退役工作的經濟性和效率產生重要影響。本研究在查閱大量相關文獻的基礎上，匯總和整理了核設施退役去污拆除工藝的大量信息，并根據這些整理后的信息建立了相應的退役工藝數據庫，在此基礎上，利用WPF組件開發核設施退役去污拆除工藝檢索系統，并通過ADO．NET將二者相連接，最終實現了對核設施退役去污拆除工藝的有效檢索。

開發的核設施退役去污拆除工藝檢索系統具有以下特點：

1）所包含的信息量比較多。系統中設計了六大功能模塊，分別是添加模塊、管理模塊、檢索模塊、瀏覽模塊、法律規程模塊和數據管理模塊。

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

3）整個檢索系統結構清晰，操作簡單，便于用戶的使用。

4）對每一項技術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。

［1］劉揚，韓譯．核設施退役方法學和工藝學［M］．北京：中國原子能出版社，1996：45-51．

［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．核設施與輻射設施的退役［M］．北京：中國環境科學出版社，2010：12-17，105-107．

［5］劉永闊，宋冶．核設施退役信息數據庫的結構與功能設計［J］．原子能科學技術，2014，48（7）：1256-1263．

［6］宋怡．101堆退役數據庫建立及實現技術研究［D］．哈爾濱：哈爾濱工程大學，2013：39-41．

［7］王紅．高校圖書館檢索平臺的設計與實現［D］．上海：華東師范大學，2011：22-61．

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［10］王東海．PIG清洗技術在反應推退役管道中的應用研究［J］．清洗世界，2005，21（1）：8-10．

［11］黃劍文，楊力強，張冬利．國內核污染清洗技術進展［J］．廣州化工，2010，38（10）：63-65．

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