VENTILATION CONTROL OF THE NEW SAFE CONFINEMENT OF THE CHORNOBYL NUCLEAR POWER PLANT BASED ON NEURO-FUZZY NETWORKS

Awaria w Czarnobylskiej Elektrowni Jądrowej (ChNPP), która miała miejsce w Ukrainie w 1986 roku, stała się jedną z największych katastrof technologicznych w historii ludzkości. Podczas likwidacji awarii zbudowano specjalną strukturę ochronną – Obiekt "Ukrycie", mającą na celu izolację zniszczonego reaktora od otoczenia. Jednak planowany okres eksploatacji sarkofagu "Ukrycie" wynosił tylko 30 lat, dlatego przy wsparciu społeczności międzynarodowej zbudowano nową strukturę ochronną – "Nowa Bezpieczna Powłoka" (NSC), która została oddana do użytku w 2019 roku. NSC jest dużym i skomplikowanym systemem, którego funkcjonowanie zapewnia znaczna liczba różnych narzędzi i podsystemów. Ze względu na zmienne temperatury i wpływ wiatru, w NSC zachodzą procesy hydrauliczne, które mogą prowadzić do uwolnienia promieniotwórczych aerozoli do otoczenia. Personel NSC zapobiega tym wyciekom, między innymi poprzez zarządzanie wentylacją. W związku z długim planowanym okresem eksploatacji NSC, istotnym zadaniem jest rozwój i doskonalenie technologii informatycznych dla automatyzacji procesów. Celem pracy jest opracowanie metody zarządzania systemem wentylacji NSC opartej na rozmytych sieciach neuronowych. Przeprowadzono badania istniejącego stanu rozwiązywania problemów zarządzania wentylacją NSC oraz wybrano narzędzia do automatyzacji procesu. Za pomocą adaptacyjnego systemu wnioskowania neuro-rozmytego (ANFIS) i danych statystycznych dotyczących funkcjonowania NSC, stworzono modele neuro-rozmyte, które pozwalają na kalkulację kosztów systemu wentylacyjnego metodą Takagi-Sugeno. Weryfikacja zaproponowanych podejść na próbce kontrolnej danych wykazała wystarczająco wysoką dokładność obliczeń, co potwierdza możliwość ich praktycznego zastosowania w procesie podejmowania decyzji dotyczących zarządzania wentylacją NSC. Wyniki pracy mogą być również przydatne przy tworzeniu cyfrowe bliźniaków NSC w celu zarządzania procesami i szkolenia personelu.

Słowa kluczowe:

Nowa Bezpieczna Powłoka, zarządzanie wentylacją, rozmyta sieć neuronowa, technologia informacyjna, logika rozmyta, cyfrowy bliźniak

Bibliografia

Batiy V. G. et al.: Dynamics of radioactive aerosol concentration during the removal of fuel-containing materials from the Shelter object. Nuclear and Radiation Safet 4, 2015, 41-44.

Grieves M.: Virtually Intelligent Product Systems: Digital and Physical Twins. Complex Systems Engineering: Theory and Practice, 2019, 175-200. DOI: https://doi.org/10.2514/5.9781624105654.0175.0200

Jang J. S. R.: ANFIS: Adaptive-Network-Based Fuzzy Inference System. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics 23(3), 1993, 665-685. DOI: https://doi.org/10.1109/21.256541

Krasnov V. O. et al.: Shelter Object: 30 years after the accident. Institute for Problems of Nuclear Power Plants Safety, Chornobyl 2016.

Kratz B., Wieduwilt F., Saveliev M.: Pillars for Establishing a Durable and Future-Proof IT Architecture Maturing Along with the NSC: Approaches from Continuous Integration to Service Mesh. Mathematical Modeling and Simulation of Systems 344, 2022, 43-57. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-89902-8_4

Krukovsky P. G. et al.: CFD-model as a digital twin of the radiation state of the new safe confinement of the Chernobyl Nuclear Power Plant. Problems of Atomic Science and Technology (VANT) 4 (128), 2020, 54-62. DOI: https://doi.org/10.46813/2020-128-054

Krukovskyi P. G. et al.: Unorganized emissions of air with radioactive aerosols from the new safe confinement of the Chernobyl Nuclear Power Plant into the surrounding environment. Issues of atomic science and technology 6, 2021, 181-186. DOI: https://doi.org/10.46813/2021-136-181

Krukovsky P. G. et al.: Model of thermal, gas-dynamic, moisture, and radiation conditions of the new safe confinement and the Shelter Object. 2nd International Conference "Issues of Decommissioning of Nuclear Facilities and Environmental Recovery" INUDECO, Slavutych, 2017, 347-350.

Krukovsky P. G. et al.: New safe confinement of the Chernobyl nuclear power plant (calculation-experimental analysis in design and operation). LLC "Franko Pak", Kyiv 2019.

Loboda, P. P., Starovit, I. S.: Architecture of the digital twin for the New Safe Confinement of the ChNPP. Connectivity 2, 2022, 22-26. DOI: https://doi.org/10.31673/2412-9070.2022.022226

Pysmennyy Y. et al.: Development of special mathematical software for controlling the ventilation units of the new safe confinement of the ChNPP. Nuclear & Radiation Safety 2(94), 2022, 35-43.

Shushura O. M. et al.: Simulation of information security risks of availability of project documents based on fuzzy logic. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska – IAPGOS 12(3), 2022, 64-68. DOI: https://doi.org/10.35784/iapgos.3033

Viharos Z., Kis K.: Survey on Neuro-Fuzzy systems and their applications in technical diagnostics and measurement. Measurement 67, 2015, 126-136. DOI: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2015.02.001

Zadeh L. A.: Fuzzy sets. Information and Control 8, 1965, 338-353. DOI: https://doi.org/10.1016/S0019-9958(65)90241-X

Loboda, P., Starovit, I., Shushura, O., Havrylko, Y., Saveliev, M., Sachaniuk-Kavets’ka, N., … Mussayeva, D. (2023). KONTROLA WENTYLACJI NOWEJ BEZPIECZNEJ POWŁOKI CZARNOBYLSKIEJ ELEKTROWNI JĄDROWEJ OPARTA NA ROZMYTYCH SIECIACH NEURONOWYCH. Informatyka, Automatyka, Pomiary W Gospodarce I Ochronie Środowiska, 13(4), 114–118. https://doi.org/10.35784/iapgos.5375

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

Numer Tom 13 Nr 4 (2023)

Archiwum

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

DOI

Authors

Abstrakt

Słowa kluczowe:

Bibliografia

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Licencja