運転員のメンタルモデル獲得システムの開発(2) - 正常時/異常時結合手法の研究 -

来村 徳信*; 吉川 信治; 池田 満*; 溝口 理一郎*

JNC TY9400 99-006, 48 Pages, 1999/03

JNC-TY9400-99-006.pdf:1.72MB

本報告書は、原子力プラントで生じる不具合についての知識を計算機上に記述する手法の開発について述べる。原子力プラントの安全性、信頼性を維持・向上するためには、運転員や保守員が広範な事象に対して対処能力を有することが望ましいが、その事象全てを教育訓練過程で経験させることは不可能である。しかし、プラントで起こりうることを理解するための、設計仕様や一般的な物理法則に対する知識形成を支援できれば、初めて遭遇する事象に対しても、それらの知識を組み合わせて、原因の同定や適切な対応操作を判断できる能力が高まると考えられる。原子力プラントで発生すると考えられる異常の多くは、補助的な系にその影響が限られるような、制御室からは観測されないような小さな不具合が発端となり、それが進展して主要系統のプロセスパラメータの変位に至ると考えられる。補助的な系での小さな不具合においては、潤滑油ラインの閉塞が摩擦増大による軸受けの過熱、変質に至る、というような局所的で不可逆な過程を経るものが多い。一方、主要系統での影響の伝播は、たとえば摩擦増大がポンプの回転数減少、冷却材循環流量減少、更には原子炉出口温度上昇に至るように大局的で可逆な経緯を示すものが多い。本報告書は、局所的で不可逆な過程を対象として、運転員や保守員の理解を支援するための知識を記述するための手法開発について述べる。

運転員のプラントに対するメンタルモデル獲得手法の研究-知的教育システムにおける学習者モデルの位置付け-

植田 正彦*; 笹島 宗彦*; 来村 徳信*; 池田 満*; 溝口 理一郎*; 吉川 信治*; 小澤 健二*

PNC TY1605 95-001, , 1996/03

PNC-TY1605-95-001.pdf:0.91MB

複雑で高い安全性/信頼性を要求される原子力プラントの運転員が、対象プラントに対してその診断や対応操作に関する的確な判断を行うための知識を有することは重要である。このような知識の形成を情報処理技術によって支援する技術の開発を目指した研究を平成6年度より開始した。この研究計画では、平成10年度に実プラントの一系統を対象として、その知識の形成を計算機との対話によって任意の運転員が行うことのできるプロトタイプシステムを開発することを当面の目標としている。このようなオフラインの教育システムの構築に必要な開発課題を整理した結果、システムと対話する運転員のその段階でのプラントに対する理解状況(学習者モデル)をシステムに取り込む技術開発が、最も難度の高い課題の一つであると予想された。本報告書では、複雑なプラントを運転する運転員に要求される判断能力と回避すべき誤謬、及び一般工学分野における教育システムに関する研究動向を分析し、知的教育システムにおける学習者モデルの位置付けとその要件を同定した。

自律型プラント用知識ベース構築のための知識獲得手法の開発 - その3:新たな定性推論手法による原子炉複数ループ冷却系の異常診断法の開発 - (共同研究報告書)

吉川 信治; 笹島 宗彦*; 溝口 理一郎*; 来村 徳信*; 池田 満*

PNC TY9605 98-001, 91 Pages, 1993/03

PNC-TY9605-98-001.pdf:2.6MB

原子力プラントの運転を、より安全、確実に行うための異常診断知識を、矛盾、欠落、表現の不一致等の問題を回避して構築することが求められている。この異常診断の知識を、従来のように経験を積んだ人間へのインタビューによってではなく、情報処理技術を用いてより確実、完全に構築する技術が提案されている。これは知識コンパイラと称する。この知識コンパイラにおいて、原子炉冷却系の診断知識を定性推論によって導こうとする際に発生する解の曖昧さを回避するための手法がこれまでに2種類提案された。まず、最初の手法は、ある変数に影響を及ぼす他の変数の定性値をすべて管理しつつ、変数間の因果関係に沿って矛盾が発生する場合を除きつつ定性値を割り当てていく手法である。2番目の手法は、各変数に対する他の変数からの変化伝播の方向と、サーマルバランスやエネルギー保存に関する変数間の定性的拘束条件を全て定性連立方程式に表し、これを順次分割しつつ局所的に背理法を適用することによって解く手法である。本報では、これらの手法に基づいたソフトウェアを実際に作成し、それを原子炉複数ループ冷却系に適用した結果について述べる。さらにその結果と、研究を通して得られた知見から、原子力プラントの異常診断知識の総合システムの構成を提案し、また今後取組むべき課題を考察する。

自律型プラント用知識ベース構築のための知識獲得手法の開発,1; その1:知識コンパイラの原子力プラント用知識獲得に対する適用性評価

吉川 信治; 遠藤 昭; 平井 賢仁*; 来村 徳信*; 溝口 理一郎*

PNC TY9605 91-001, 43 Pages, 1991/06

PNC-TY9605-91-001.pdf:1.88MB

将来の原子力プラントの信頼性、安全性の向上のためには、異常診断を運転員に依存せずに行う情報処理技術が有効と考えられるが、これに必要な異常診断知識を従来のインタヴューによって獲得しようとする限り、矛盾の排除、欠落の防止、知識の完備性に問題がある。これらの問題を解決するために、「深い」知識、即ち設計情報や一般的な物理知識に基づいて異常診断知識を獲得する、「知識コンパイラ」という手法が提唱されている。本研究の目的は、この手法の、原子力プラントの異常診断獲得への適用性を評価し、現段階での能力限界、及び実用化のために必要な技術課題を明確にする事である。本研究では、大阪大学で開発された、機械系の故障診断用知識コンパイラに、「深い知識」として原子炉主冷却簡易モデルの各機器におけるプラント変数間の変化伝播関係を定性的に表現して与えた。その上で、観測された異常兆候から、その原因となり得る事象を遡行推論によって列挙し、その各々が発生した場合に他に観測される兆候を順行推論によって導き、異常診断知識を生成する事を試みた。この結果得られた結論は以下の通りである。1)知識コンパイラで用いている対象システムの記述方法は、原子炉主冷却系の記述に対して、基本的には適用性を有している。2)個々の機器におけるパラメータ間の定性的変化伝播は容易に知識コンパイラの知識ベース内に記述できる。3)原子炉の主冷却系が、熱媒体が循環するループが熱交換器を介して多段結合されている構造を有している事に起因して、遡行推論、順行推論のいずれにおいても同一パラメータに互いに矛盾する定性値が割り当てられる現象が観察された。4)順行推論においては、矛盾の発生に応じて、推論を制御する機構を付加する必要がある。5)現状では、各機器の性能を表すパラメータが定められた範囲を逸脱して増大するような事象が出現した場合でも、正常とみなしているが、これを異常と解釈して故障仮設を生成する機能の付加が必要である。今後最優先に明確にすべき事は、3)の問題点が、定性推論という手法の範囲では解決可能なものか、あるいは定量的な情報処理によってのみ解決可能なものかという事であると結論された。

原子力施設廃止措置における知識マネジメント支援システムの構築,7; タスクオントロジーを活用した知識検索機能の開発

加藤 靖章; 井口 幸弘; 手塚 将志; 香田 有哉; 柳原 敏*; 溝口 理一郎*

no journal, , 

原子力施設の廃止措置は長期に渡るプロジェクトであり、その間に蓄積される文書、資料、データや、業務に携わった技術者の持つ経験、ノウハウは膨大な量となる。このような知的資源を次世代に継承し、適切な利用を支援する取組みの一環として、オントロジー工学を活用した知識探索システムを開発する。具体的には、廃止措置業務をモデル化したタスクオントロジー(業務の概念体系)を構築し、知識マネジメントシステムを構成する高度な検索機能のプロトタイプシステムの開発を実施した。

新型転換炉ふげんにおける知の継承と体系化に対するオントロジーの活用

樽田 泰宜; 溝口 理一郎*; 柳原 敏*; 井口 幸弘; 手塚 将志; 北村 高一; 香田 有哉

no journal, , 

「ふげん」は、福井県敦賀市に位置する原型炉であり、1978年に臨界、2003年に運転停止、2008年には国の認可を受けて廃止措置に入った。近年、ベテラン職員の退職や、炉の運転経験のない職員も多くいる。汎用運転研修施設もあるが、新型転換炉(ATR)であるふげんで培われてきた様々な技術・知識の喪失が懸念されている。そこで、オントロジーを活用した知識・技術の継承を検討する。