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鍋島 邦彦
JAERI 1342, 119 Pages, 2001/03
本研究は、ニューラルネットワークに過去の正常な運転データを学習させることによって原子炉のモデル化を行い、原子力プラントの異常診断に利用する手法について検討したものである。もし、異常な運転パターンがネットワークに入力された場合には、各プラント変数のネットワーク推定値は測定値と大きく異なってくるはずである。したがって、その偏差を監視することにより、原子力プラント内の微少な異常兆候を検知することが可能になる。まず、さまざまな異常事象を容易に模擬できるPWRプラントシミュレータを利用して、フィードフォワードニューラルネットワークとリカレントニューラルネットワークの異常検知性能の評価を行った。適応学習法を取り入れたフィードフォワードニューラルネットワーク及びフィードバック結合を持つリカレントニューラルネットワークは、プラント動特性や緩やかな状態の変化にモデルを追従させることが可能で、しかも定常運転時だけでなく過渡運転時に発生した異常事象についても、従来の監視システムよりもはるかに早い段階で検知できた。次に、フィードフォワードニューラルネットワークによる異常監視システムを、実際の原子力発電所(PWR)に適用した結果を示した。1年間にわたるオフライン及びオンライン監視の結果、ニューラルネットワークが従来の監視システムや運転員が気づかないようないくつかの微小な異常事象を検知できた。さらに、ニューラルネットワークを用いた感度解析を行い、ニューラルネットワークが適切にプラントをモデル化できていることが証明された。最後に、ニューラルネットワークによる異常検知手法にエキスパートシステムを組み合わせた、高温ガス炉用ハイブリッド監視システムの開発について述べた。リカレントネットワークを採用することにより、比較的ゆっくりした動特性をもつ高温ガスのモデル化が可能になることがシミュレーション結果から明らかになった。
柳澤 一郎*; 房枝 茂樹*
JNC TJ1400 2000-004, 245 Pages, 2000/02
JNC-TJ1400-2000-004.pdf:8.57MB
本研究では、数値地層処分システム開発の第一フェーズシステムとして、2002年度末の運用開始を目指したシステムの開発の方向性を定め、かつシステム実現の見通しを得ることを目的として、統合解析プラットホームの基本設計、処分技術を対象とした解析コード、データベースに関する検討を実施し、開発計画をまとめた。主要な結論は下記の通りである。(1)統合解析プラットホームの基本設計を実施し、数値地層処分システムで必要となる接続計算や連成解析等を実現可能とするべく、柔軟性のある解析ネットワーク表現および解析ネットワークを構成するオブジェクトの仕様ならびに実行制御方式を定めた。(2)統合プラットホーム上での接続計算の柔軟性の確認と、基本設計へのフィードバックを目的とし、処分場における空洞安定性と熱的安定性に関する最適化問題を対象に、プロトタイプシステムを構築した。この結果、基本設計で示した設計方針により、柔軟性のある解析が可能であるとの見通しを得た。(3)想定されるユーザである、規制側、実施主体、研究開発機関での運用形態の議論も踏まえ、数値地層処分システムの開発計画を検討し、第一フェーズに対する開発計画並びに長期開発計画をまとめた。
柳澤 一郎*; 房枝 茂樹*
JNC TJ1400 2000-003, 94 Pages, 2000/02
JNC-TJ1400-2000-003.pdf:4.63MB
本研究では、数値地層処分システム開発の第一フェーズシステムとして、2002年度末の運用開始を目指したシステムの開発の方向性を定め、かつシステム実現の見通しを得ることを目的として、統合解析プラットホームの基本設計、処分技術を対象とした解析コード、データベースに関する検討を実施し、開発計画をまとめた。主要な結論は下記の通りである。(1)統合解析プラットホームの基本設計を実施し、数値地層処分システムで必要となる接続計算や連成解析を実現可能するべく、柔軟性のある解析ネットワーク表現、オブジェクト構成、実行制御方式を定めた。(2)統合プラットホーム上での接続計算の柔軟性の確認と、基本設計へのフィードバックを目的とし、処分場における空洞安定性と熱的安定性に関する最適化問題を対象に、プロトタイプシステムを構築した。この結果、基本設計で示した設計方針により、柔軟性のある解析が可能であるとの見通しを得た。(3)想定されるユーザである、規制側、実施主体、研究開発機関での運用形態の議論も踏まえ、数値地層処分システムの開発計面を検討し、第一フェーズに対する開発計画並びに長期開発計画をまとめた。
鍋島 邦彦; 鈴土 知明; 滝澤 寛*; 大野 富生*; 工藤 和彦*
Proceedings of International Topical Meeting on Nuclear Plant Instrumentation, Controls, and Human-Machine Interface Technologies (NPIC&HMIT 2000) (CD-ROM), 9 Pages, 2000/00
本研究では、リカレントニューラルネットワークとルールベースの実時間エキスパートシステムを用いて、原子力プラントの監視システムを開発した。高温ガス炉動特性解析コード及びオンラインPWRシミュレータを用いて、データ収録部及び運転員サポート画面を含めた全システムの性能評価を行った。その結果、リカレントニューラルネットワークは、異常徴候を早い段階で検知できることが示された。またエキスパートシステムもニューラルネットワーク出力や知識ベースを用いて正確に異常事象を診断することができた。
坂井 哲也; 月森 和之
PNC TN9410 98-069, 128 Pages, 1998/05
計算科学の進歩を取り入れた先進的な解析手法を取り込み、大型炉の最適化設計に供することを目的とした構造解析における解析支援エキスパートシステムの構築ニーズが高まっている。本報はそのシステムの開発の一環として、弓削・岩井の提案する方法*1を基に解析精度の確保、解析データ作成作業の軽減及び計算コストの低減等の観点から、弾塑性解析に代表される強度の非線形問題をより円滑に進められることを目的とした、h法による順応型要素細分割機能の開発について報告するものである。今回、順応型要素細分割機能として適用したh法は、初期に作成した有限要素メッシュから、増分ステップ毎に単位面積当たりの吸収エネルギー量が一定値を越えた要素を細分化し、局所的にメッシュの密度を高める手法である。システム構築にあたっては、一般的な非線形有限要素コードをベースに前記のh法による順応型要素細分割機能を新たに作成し、組み込む形態で開発を行った。本システムの有する機能を以下に示す。(1)熱弾塑性に関する非線形問題に適用可能(2)使用できる要素・4節点平面応力要素、・4節点平面ひずみ要素・4節点軸対象ソリッド要素・4節点積層シェル要素(3)構成則・大野モデル・移動硬化則・ORNL10サイクル硬化則(4)反復法はニュートンラフソン法(5)取り扱い可能荷重・集中荷重・分布荷重・自重・温度荷重(6)載荷形態としてサイクリックな繰り返し荷重が取り扱い可能(7)細分割手法・アスペクト比による初期要素形状のひずみ矯正・増分ステップ毎に単位面積当たりの吸収エネルギー量が一定値を越えた要素をh法により細分化・細分割のしきい値(判定値)である吸収エネルギー量の要素の分割回数、材料種別ごとの複数入力機能の付加なお、本システムのプログラム作成および検証問題におけるテストランについては、(株)計算力学センターが実施した。
鍋島 邦彦; 野瀬 正一*; 工藤 和彦*; 鈴木 勝男
JAERI-Research 96-051, 46 Pages, 1996/10
JAERI-Research-96-051.pdf:1.51MB
本論文では、PWR運転訓練用シミュレータを使用して、いろいろな異常事象に対するニューラルネットワーク原子力プラント監視システムの有効性を検証する。この異常検知手法の基本的な考え方は、実プラントからのプロセス信号とニューラルネットワークによるモデルからの出力信号の偏差を監視することにある。定常運転時からの4種類の異常事象に対して適用した結果、ニューラルネットワーク監視システムが、従来の警報システムよりも早い段階で異常を検知できることが明らかになった。さらに、感度解析を行うことによって、ニューラルネットワークによるプラントのモデル化が適切であることが示された。
小林 健介; 石神 努; 堀上 邦彦; 尾山 和雄; 秋山 敏弘*; 藤田 操; 冨澤 昌雄*
原子力工業, 42(1), p.44 - 53, 1996/00
緊急時に国の事故対策本部に対して技術助言を行う緊急技術助言組織の活動を支援することを目的に、原研では科学技術庁からの受託事業として緊急技術助言対応システム(COSTA)の開発を進めている。COSTAの開発は昭和60年度に始まり、平成4年度までに,プラント情報、世界各国の事故事例情報、シビアアクシデント解析結果等をデータベース化するとともに、事故時のプラント状態把握・FP放出予測のためのプログラムを作成し、その第1段階整備を終了した。5年度以降、最近のシビアアクシデント研究成果等を反映してシステムの改良拡充を進めるとともに、防護対策検討のための避難シミュレーションプログラム等の整備を進めている。本報は、COSTAの機能、構成、活用形態等を述べたものである。
奥村 進; 上松 敬; 横田 渉; 神谷 富裕; 福田 光宏; 中村 義輝; 奈良 孝幸; 石堀 郁夫; 荒川 和夫; 丸山 正壽*; et al.
Proceedings of 13th International Conference on Cyclotrons and Their Applications, p.648 - 651, 1993/00
JAERI AVFサイクロトロンの制御システムについて説明する。本制御システムは3階層の機能分散型コンピュータシステムである。システム全体の制御やタッチパネルなどのマンマシンインターフェースは
VA
3500で管理される。機器のグループごとの制御は、
tVAX1000で行われる。各機器は、UDCと呼ぶワンボードマイコンを用いて制御される。サイクロトロンの運転はタッチパネルやロータリーエンコーダを用いて行う。UDCと上位計算機との通信には、Message Treeと呼ぶ多重化方式を採用している。また、未熟練運転員の運転操作を支援するためにエキスパートシステムを開発した。
not registered
PNC TJ7552 92-002VOL1, 73 Pages, 1992/04
PNC-TJ7552-92-002VOL1.pdf:5.12MB
本報告書は、ウラン資源の探査・開発・生産に係わる鉱区税、鉱産税、法人所得税、ロイヤルティ課税などの租税公課の計算に関して、その関連法規の改訂、修正状況、または新たな制定の状況を調べ、その課税標準・課税控除を明かにするものである。・カナダ ウラン採拡事業に係わる税制に重要な影響を与える改正及び新たな制度の制定は以下のとおりである。サスカチュワン州の法人所得税率が16%から17%に引き上げられた。資本税は、課税対象資本金額から探鉱費(CEE)未償却残高及び10百万カナダドルを控除した残高の0.6%と、資源売上高に対する2%の付加税(Sur-charge)とを比較していずれか高い額が納税額とされるが、この資源売上高に対する付加税の税率が従来の2%から3%に引き上げられた。さらに、州売上税の税率が7%から8%に引き上げられることとなった。・オーストラリア連邦 ウラン採鉱事業に係わる税制に重要な影響を与える改正及び新たな制度の制定はなかった。
横林 正雄; 吉田 一雄
日本原子力学会誌, 33(7), p.695 - 702, 1991/07
原研で開発したエキスパートシステムDISKETは原子炉の異常診断を目的に知識工学的手法を用いたもので、そのプログラムには記号処理に適したLISPを使用している。本システムは大型計算機FACOM-M780上で稼動しているが、LISPの計算機依存性、記憶容量の大きさ、大型計算機の利用上の制約等を解消するため、汎用言語のFORTRANで書き直し小型計算機上で稼動する実用的なシステムを開発した。これら2つのバージョンの性能を比較した結果、LISP版はFORTRAN版の推論時間、主記憶容量共に2倍以上を要していることが分かった。従って、診断手法の研究段階では、まずLISP等のAI言語を用いてシステムを開発し、その有効性を確認した後はFORTRAN等の汎用言語で書き直す方式は実用的なエキスパートシステム開発のアプローチである。
横林 正雄; 松本 潔; 村山 洋二; 神永 雅紀; 鴻坂 厚夫
JAERI-M 90-207, 26 Pages, 1990/11
本報告書は、研究炉(JRR-3)を対象にした異常時診断予測システムのサブシステムの一つとして、早期に定常からのずれを検知し、スクラム作動の可能性の予測とその回避を目的とするエキスパートシステムの試作結果について述べている。本システムは異常診断システムDISKETの機能を拡張しており、従来の機能に対し次の特徴を有している。(1)スクラム条件毎にスクラムの原因をフレームで表すことにより知識ベースの構造を簡単化している。(2)知識ベースに数式を定義しルールに数式を取り入れることによりルール表現に柔軟性を持たせている。本システムの性能を過渡事象を用いて評価した結果、検知された定常からのずれの原因が同定され、スクラム作動の時間余裕がスクラム回避のための手順と共に示され、外乱発生初期に対し、本手法は有効であることがわかった。
石神 努; 堀上 邦彦; 小林 健介
日本原子力学会誌, 32(4), p.328 - 337, 1990/04
原子力発電所において万一の事故が発生し周辺住民に影響が及ぶか、または、及ぶおそれがある場合(緊急時)には、適切な防災対策を講ずることにより公衆への影響を最小限に抑えることが肝要である。そのためには、事故の状況、環境への放射性物質放出、環境放射線被曝影響、防護対策実施に伴う影響等、の推定と予測をなるべく正確かつ迅速に行うとともに、それらの総合的評価が有用となる。近年、計算機利用技術の飛躍的な発展を反映して、各国で緊急時の防災対策を支援するための計算機利用システムの開発と整備が進められている。本稿では、各国で研究開発、あるいは、実用化されている計算機利用システムを概観するとともに、今後の研究課題を摘出し、解説する。
吉田 一雄; 横林 正雄
JAERI-M 89-184, 157 Pages, 1989/11
原子炉異常診断システムDISKETは、原子力発電所において異常が発生した場合に、その種類および原因の診断を行うシステムとして、原研において開発したシステムである。本システムは、原因同定の手法として人工知能の一分野である知識工学を応用しており、診断のための推論を行う推論エンジン「IERIAS」と、それに必要な知識が納められている知識ベースから成る。また、本システムの特徴として、事象の時間的変化を推論で考慮できること、大量のルールを効率的に処理するために知識ベースがユニット化されていること等が挙げられる。DISKETは、原子炉の異常診断を目指して開発されたが、推論エンジンと知識ベースが完全に分離独立しているので、推論に必要な知識がIF-THEN形式のルールで表現できる分野では、DISKETを利用して診断、推論が行える。本報告書は、DISKETの利用者の便に供するためにまとめたものである。
吉田 一雄
JAERI-M 89-183, 13 Pages, 1989/11
知識工学的手法に基づく原子炉異常診断技術の実炉への応用を考えた場合重要となるオンライン形式による常時監視型診断機能と誤信号の識別機能に関して、手法の検討およびDISKETシステムの現行の知識表現形式を用いての上記二機能の実現の可能性について検討した。まず計算機上にオンライン診断のための模擬システムを構築した。このシステムを用いて、早期異常検知から原因の同定を行う異常診断へ自動的に移行する常時監視型診断機能およびプラントパラメータ間の相互関係より誤信号を識別する機能をルールで表現し、典型的事故事例に対して診断を行い、その検証を行った。その結果、DISKETの知識ベースの特徴であるユニット構造により異常検知から診断への効率的な処理が可能であったこと、誤信号識別ルールを用いることで診断の確度が向上できることを確認した。
吉田 一雄; 横林 正雄; 松本 潔; 鴻坂 厚夫
Journal of Nuclear Science and Technology, 26(11), p.1002 - 1012, 1989/11
知識のルール表現を用いたエキスパートシステムの開発において直面する困難な問題の一つに、知識ベースをいかに客観性を保ちつつ効率良く作成するかがある。これに対する一つの試みとして、まず系統的な方法で知識ベースのプロトタイプを生成させ、次に実用システムでの使用に耐えるように専門知識を用いて改良を行うという知識ベース構築法を提案する。この手法の検証として原研で開発したエキスパートシステムDISKETのための知識ベースをPWRシミュレータから得たデータを基に作成した。統計的手法の一つである因子分析等を用い事故の分類、確信度の決定を行いプロトタイプ知識ベースを作成し、これを用いて多重故障も含めた種々の外乱に対する診断を行い良好な結果を得た。これにより本手法はプロトタイプの知識ベース構築に有効であることがわかった。
吉田 一雄; 青柳 俊彦*; 広田 康浩*; 藤井 実; 藤木 和男; 横林 正雄; 鴻坂 厚夫
Artificial intelligence and other innovative computer applications in the nuclear industry, p.375 - 381, 1988/00
ルール記述に基づくエキスパートシステムの開発で最も重要なことの一つは知識ベースの構築法であることから、この知識ベースを客観的かつ効率良く作ることを試みてきた。これはプロトタイプの知識ベースを系統的な方法で生成させ、次に実用システムに対して専門知識を用いて修正改良を行うという基本方針に基づくものである。 原研で開発したエキスパートシステムDISKETにPWRシミュレータのデータを用いてプロトタイプの知識ベースを統計的方法である因子分析、重回帰分析等により作成した。このプロトタイプの知識ベースを用いて、種々の外乱に対する診断を実行したところ良好な結果が得られ本手法はプロトタイプの知識ベース構築に有効であることがわかった。
横林 正雄; 西山 琢也*
異状検出・予知のためのセンサと信号処理技術; 異常の検出と予知, p.226 - 238, 1988/00
人工知能の応用分野である知識工学を用いたエキスパートシステムと呼ばれている診断システムの開発が近年急速に広まってきた。原研ではTMI事故以来原子力プラントで発生した事故の診断システムの開発を行ってきたが、当時より本手法を用いて研究開発を進めた結果DISKETシステムが完成した。本報告ではエキスパートシステムの診断能力等について解説した。
