高放废物地质处置无线传感器网络应用技术研究

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1、分类号:密级:公开UDC:硕士研究生学位论文高放废物地质处置无线传感器网络应用技术研究刘原麟导师:黄树桃高级工程师（研究员级）核工业北京地质研究院申请学位级别：硕士学科专业名称:地图学与地理信息系统研究方向：核环境GIS开发与应用论文提交日期:2016年5月论文答辩日期:2016年5月27日答辩委员会主席:刘湘南评阅人:刘湘南潘蔚核工业北京地质研究院二〇一六年五月声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的

2、研究成果，也不包含为获得核工业北京地质研究院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解核工业北京地质研究院有关保留、使用学位论文的规定，即：单位有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；单位可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日期：摘要我国高放废物地质处置库选址研发进入选址关键性阶段，已确定甘肃北山预选区

3、为首选预选区，需要对其地质、水文地质条件等预选场址评价因素进行详细勘查。各部门和单位在北山地区采集了大量的地质、物化探、水文、遥感等数据，但在数据采集的过程中普遍存在自动化水平不高、数据时效性偏低、综合利用率低等问题。在北山预选区开展的地下实验室研究，需要部署大量多类型传感器，将瞬时产生海量数据，对数据采集、传输以及综合管理技术提出了更高的要求。并且解决当前数据采集工作存在的问题，也是为未来处置库建造、运行等阶段进行全面技术储备。近年来无线传感器网络（WirelessSensorNetwork,WSN）的应用越来越广泛

4、，在国外已经应用于高放废物处置领域。本论文探索将无线传感器网络技术引入到我国北山预选区的高放废物地质处置研发中。在充分调研相关资料的基础上，针对当前高放废物地质处置数据采集、传输、应用技术的各种局限性，在无线传感器网络、GIS术、数据库等技术的支撑下，探索如何在北山地区建立一套可靠高效的无线传感器网络体系（HLW-WSN）。实现高放废物地质处置数据的准确采集、高效传输和现场应用，从而为管理者的决策支持提供强有力的数据支撑和技术支撑。本论文对以下研究内容进行了初步论述：（1）北山预选区无线传感器网络应用解决方案将无线传感

5、器网络分为了传感器层、数据接入层、数据存储层、平台服务层和应用层五部分。提出通过传感器数据采集网络、现场监测站、骨干网、场址数据中心等，实现无线传感器网络的五层结构，完成数据的自动采集、中远程传输和现场应用。（2）无线传感器网络数据压缩技术的研究试验了将轻量级时域压缩算法(LTC)用于北山研究中产生的科研数据压缩，结果表明该算法对于仿真数据和真实数据都取得了较理想的效果，并探讨了算法改进方法，以拓展LTC算法的适应性和通用性。（3）无线传感器网络中动态数据的管理技术研究提出北山预选区动态监测数据库开发的思路，采用Pos

6、tgreSQL和Hadoop进行传感器节点与节点数据的协同管理。并对数据库结构进行了概念、逻辑和物理设计，在PostgreSQL平台中进行了综合测试。（4）无线传感器网络计算机模拟技术及仿真根据在北山预选区将要部署的传感器类型，仿真产生处置库场址特性的时序数据，通过虚拟传感器节点和网络，对场址基站、传感器网络和存储数据库的数据交互进行了模拟。初步论证了传感器组网的设计方案以及动态数据管理技术的可行性，据此进一步完善了动态数据库结构。通过对以上内容的研究，提出了在北山地区部署无线传感器网络应用的设计方案，并围绕方案提出了

7、较完善可行的实施细则。对无线传感器网络运行过程中产生的动态数据汇集、海量管理技术开展了前瞻性研究，对未来实际部署可能产生的问题有了预判，从多个方面对传感器网络进行了优化设计，为未来在北山地区实际部署无线传感器网络提供了理论依据和技术支持。关键词：高放废物地质处置，无线传感器网络，动态数据AbstractInrecentyears,workfocusofhighlevelradioactivewaste(HLW)disposalsittinginChinahasshiftedtoBeishanarea,inGansupr

8、ovince.Ascrucialevaluatingfactorsinpre-selection,geologicalconditionandhydrogeologicalconditionneedtobestrictlyinvestigated.Duetogeologicaleffortsmadebyproductionandr