Применение аппаратно-программного комплекса ИАС для ввода

Применение аппаратно-программного комплекса ИАС для ввода и
обработки данных комплексного инженерного и радиационного
обследования пункта временного хранения ОЯТ и РАО в п. Гремиха
Н.М. Беляева, С.В. Максимов, Д.Б. Степеннов, ФГУ РНЦ «Курчатовский институт»
Н.А. Долгов, Д.А. Метейко, С.В. Орсик, ООО Центр прикладной геоинформатики «Терра
Спейс»
С 2003 г. в рамках Программы экологической реабилитации бывших береговых
технических баз Северного региона России РНЦ «Курчатовский институт» проводит
работы по экологической реабилитации пункта временного хранения ОЯТ и РАО в пос.
Гремиха (ПВХГ). Объект расположен на Кольском полуострове в 300 км. восточнее
Мурманска (рис. 1).
Рис. 1 Кольский полуостров РФ
Пункт временного хранения ОЯТ и РАО в п. Гремиха спроектирован и построен в
начале 60-х годов. За время эксплуатации в нем накоплены значительное количество
облученного ядерного топлива и радиоактивных отходов.
В процессе эксплуатации ПВХГ защитные барьеры некоторых хранилищ
деградировали и частично утратили свои функции, в результате чего произошло
проникновение радионуклидов в почву и акваторию, произошло загрязнение конструкций
зданий и сооружений, сформировались источники радиоактивного загрязнения,
требующие их локализации и устранения.
В 2006г. завершено комплексное инженерное и радиационное обследование и
начались проектные работы по реабилитации (Рис. 2).
1
Причал : МЭД - фон
Здание 9-10 : МЭД - фон .
Временное хранение ТРО
Здание 218 : МЭД - фон .
Первоочередной проект : раздевалка .
Эксплуатация
Док СД -10 : Первоочередной проект :
ремонт и модернизация оборудования ,
эксплуатация
Приямки 1 и 2 : СУЗы , термопары .
МЭД до 165 Зв/ч.
Первоочередной проект : вывоз СУЗов .
Реабилитация приямков
Здание 1 А : ОВЧ - 1 шт. МЭД - фон ,
вне по периметру до 0,5 мЗв /ч, рядом
со зданием до 35 мЗв /ч.
Модернизация систем контроля Х-1,
продление эксплуатации до 2015г.
Здание 1 : МЭД до 5 мЗв /ч над
гнездами , в трюме , на дне бассейнов .
Дезактивация в помещении приемных
гнезд
Зд . 19 : ТРО.
МЭД внутри у контейнера с СУЗ
до 0,5 Зв/ч, рядом со зд. до 35мЗв /ч.
Два первоочередных проекта : ремонт и
"саркофаг ".
Эксплуатация
Дополнительный
санпропускник
№ 2 и КДП
ПВХТРО : ОЯТ, ТРО.
МЭД до 1000 мЗв /ч.
Конечная цель : ликвидация ПВХТРО
Зд . 17 : МЭД в помещении до 70 мЗв /ч,
грунт до 2 мЗв /ч. Будет использовано
Площадка под скалой :
МЭД до 1000 мЗв /ч.
Первоочередной проект : реабилитация
Хранилища
ЖРО : 11 емкостей ,
3
3
вода 270 м , ЖРО 60м с активностью
6
6
3х10 Бк/кг , грунт до 10 Бк/кг .
16б, 18а, 18б - эксплуатация
Здание 1 Б : ОВЧ 7 шт. МЭД: внутри фон , над хранилищем ОВЧ до 32 мЗв /ч.
Модернизация систем контроля Х-2,
продление эксплуатации до 2015г.
Дополнительный
Зд . 32 : МЭД до 160 мЗв /ч, рядом со
зд. до 35мЗв /ч. Оборудование в
работоспособном состоянии .
Эксплуатация
санпропускник
№1
Рис. 2 Комплексное инженерное и радиационное обследование
Для систематизации данных о всех работах разработана информационноаналитическая система (ИАС). Функциональная структура ИАС представлена на рис. 3.
Рис. 3 Функциональная структура ИАС
ИАС выполняет следующие функции:
 Ввод данных в полевых условиях и камерально.
2


Хранение данных по проекту реабилитации, исходных и полученных в результате
обследования. Работы ведутся разными исполнителями. Осуществляя
централизованное хранение информации, аппаратно-программный комплекс делает
ее использование эффективным для всех участников проекта. База данных
комплекса содержит справочные материалы по объекту реабилитации и ведению
проекта, технические характеристики объекта, картографическую информацию,
документацию, сведения об участниках проекта и применяемых технологиях и
оборудовании.
Анализ собранной информации. В результате анализа имеющейся информации и
применения компьютерного моделирования формируются структурированные
наборы данных, необходимые для дальнейших работ по проекту. Изготавливаются
материалы для обмена информацией между участниками выполнения работ,
предоставления информации государственным органам и общественности.
В состав ИАС включены геоинформационная подсистема (ГИП) и подсистема
трехмерного моделирования (ПТМ), предназначенные для сбора, хранения, обработки и
визуального отображения пространственных данных, связанных с территорией и
инфраструктурой ПВХ пос. Гремиха.
Разработан аппаратно-программный комплекс (АПК) ИАС для ввода и обработки
данных обследования радиационно-опасных объектов. Структура комплекса представлена
на рис. 4.
Аппаратно-программный комплекс ИАС состоит из:
 Центрального сервера, находящегося в режиме круглосуточной эксплуатации и
аккумулирующего в себе весь набор данных. Доступ к серверу осуществляется по
локальной сети с использованием автоматизированных рабочих мест
пользователей.
 Автономного рабочего места для ввода данных и компьютерного моделирования
физических процессов, которое реализовано на базе портативных компьютеров и
позволяет работать с данными в автономном режиме.
 Мобильного рабочего места для ввода результатов обследований в полевых
условиях, реализованного на базе карманных компьютеров (КПК). При помощи
технологии позиционирования GPS рабочее место позволяет осуществлять
автоматизированную привязку введенных данных к геоподоснове.
3
Рис. 4. Структура АПК
На рис. 5 представлена структура программного обеспечения ИАС.
4
Рис. 5. структура программного обеспечения ИАС
В качестве единого хранилища картографических данных ГИАС использует
Microsoft SQLServer. Преимуществом данного решения является единое, неразрывное
хранение координатной и атрибутивной информации, что обеспечивает надежность и
целостность системы.
В качестве ПО рабочего места по работе с цифровой картографической основой
используется продукт Geomedia Professional.
Технология обеспечивает возможность работы с данными других систем напрямую
без процесса конвертации. Данные могут быть отображены в Geomedia Professional через
соответствующие Data Servers. В стандартную поставку Geomedia Pro включены Data
Servers для наиболее популярных ГИС, таких как, например, ArcInfo, MapInfo.
Предусмотрена возможность создания сервера данных для собственных форматов данных.
5
Рис.6. Интерфейс программы GeoMedia Pro
Geomedia Pro является геоинформационной системой последнего поколения,
удовлетворяющей требованиям Open GIS Consortium по структурам хранения данных.
В качестве ПО клиентского рабочего места ИАС используется программный
продукт GeoMedia, представляющий собой универсальную "настольную" ГИС. В
качестве хранилища графических и атрибутивных данных GeoMedia использует файл
формата .mdb СУБД MS Access, что упрощает процесс передачи данных из центральной
ГИС Geomedia Professional до уровня копирования файла.
GeoMedia Grid является средством создания и пространственного анализа
трехмерных поверхностей, она позволяет плавно переходить от векторной к растровой
среде и обратно, что дает возможность достаточно легко применять методы анализа и
моделирования, которые кажутся наиболее подходящими на конкретной стадии работы с
данными для исследования и прогнозирования экологической ситуации.
Неоспоримыми достоинствами продукта, широко используемыми в данном проекте,
являются:
- Усовершенствованные утилиты интерполяции
- Возможности зональной, локальной и региональной статистики и классификации
- Средства растровой классификации
- Редактирование растровых данных
- Анализ растровых оверлеев
- Трехмерная визуализация
На рис. 7 представлен пример построения распределений при помощи GeoMedia Grid.
6
Рис. 7. Пример построения распределений при помощи GeoMedia Grid
Intelliwhere on Demand используется как программное приложение для
мобильных измерений на базе карманных персональных компьютеров (КПК) со
встроенными/подключенными GPS приемниками.
Для целей подготовки
инженерно-технической документации по ПВХ
применяется CAD система MicroStation, которая обеспечивает полный набор
инструментальных средств для 2D/3D геометрического моделирования, черчения,
управления проектными данными и графической визуализации (Рис. 8).
Рис.8 Интерфейс программы MicroStation
7
Полученную трехмерную цифровую модель ПВХ можно использовать для
трехмерной визуализации полей распределения интенсивностей излучения по имеющимся
данным КИРО, применяя технологию «натягивания» (draping) двумерного слоя данных на
трехмерный каркас модели рельефа. Такой режим постобработки и отображения также
обеспечивается GeoMedia Grid. Пример такой визуализации представлен на Рис. 9.
Рис.9. Пример визуализации поля распределения интенсивности гамма-излучения на
территории ПВХ, построенного в Geomedia Grid по данным КИРО за 2004г.
Диапазон изменения величин может быть задан цветовой гаммой и определенными
интервалами.
В процессе работы над проектом отработана технология автоматизации сбора
точечных измерений при проведении КИРО. Это оказалось возможным благодаря
наличию модуля IntelliWhere OnDemand, позволяющего усовершенствовать цикл сбора
ГИС-данных. Программное обеспечение позволяет переносить созданные раннее карты в
КПК, просматривать их и вносить изменения прямо на местности (Рис.10).
8
Рис.10. Технология автоматизации сбора точечных измерений при проведении КИРО
При этом один из компонентов ― IntelliWhere OnDemand PDA Application ―
устанавливается на карманный компьютер с GPS приёмником; а второй ― IntelliWhere
OnDemand Gateway ― на настольный компьютер.
Оператор формирует задание на проведение измерений:
- при помощи Geomedia или Geomedia Pro открывает хранилище картографических
данных;
- при помощи IntelliWhere OnDemand определяет область и состав объектов для
отображения в КПК дозиметриста;
- формирует файл-копию по определенному участку и составу объектов для загрузки
в КПК;
- загружает файл-копию в КПК дозиметриста.
Дозиметрист при выполнении измерений:
- наблюдая цифровую карту на экране КПК выходит на точку измерения.
При движении дозиметриста по территории ПВХ карта на экране КПК
перемещается в соответствии с GPS измерениями. Выход дозиметриста в точку
измерения происходит в момент совмещения экранного курсора КПК и
изображения точки измерения на цифровой карте;
- производит необходимые измерения и заносит результаты в КПК. Занесенные
результаты оказываются логически связаны с точкой измерения;
- производит подобным образом измерения для всех запланированных точек.
После выполнения всех измерений данные с КПК дозиметриста передаются на рабочее
место ИАС, где оператор, проверив корректность данных, автоматически загружает их в
ИАС.
При реализации технологий точечных измерений применялся специализированный КПК с
GPS приёмником на основе дифференциального сервиcа EGNOS. Обеспечивает
автоматизированный выход на точку измерения по цифровой ДКО, загруженной в КПК с
точностью 1-2м.
IntelliWhere OnDemand легко настраивается на выполнение различных задач и
может получать данные из разных источников, при этом пользователь может
комбинировать и отображать различную информацию, в том числе и картографическую,
в единой среде на экране MobileMapper.
ИАС позволяет решать следующие задачи по информационному обеспечению
реабилитации ПВХГ:
 Автоматизация управления работами: календарное и ресурсное планирование,
мониторинг.
 Управление документацией по проекту: идентификация, хранение, передача,
архивирование, обеспечение доступа.
9






Сбор, хранение, аналитическая обработка и визуализация данных обследований
зданий, сооружений, территории и акватории объекта
Классификация накопленных ОЯТ и РАО.
Компьютерное моделирование в трехмерном пространстве основных технических
решений по реабилитации ПВХ.
Компьютерное моделирование в трехмерном пространстве мероприятий по
обеспечению радиационной безопасности на территории ПВХ, в санитарнозащитной зоне и зоне наблюдения.
Анализ и визуализация данных радиационного мониторинга и физической защиты
объекта.
Моделирование аварийных ситуаций, автоматизация аварийного реагирования.
ИАС может быть использована для информационно-аналитического обеспечения
работ по обследованию и реабилитации любых радиационно опасных объектов.
10