核工程中人工智能技术的应用与进展

葛宝英 蒋浩然

上海核工程研究设计院有限公司 上海 200000

核工程中人工智能的应用主要分为八类，其中包括核电站设备的研究和开发，控制反应堆和运行自动化，运营和维修支援的系统，智能报警以及对其的显示，智能机器人和事故故障管理等系统以及系统的故障诊断等。近些年来，通过人类的不断研究，通过系统完全性的分析，人工智能技术在正确评估核电站概率和审视核电站等领域已经取得胜利，并以此为基点创造出了更多的专家系统[1]。

1 人工智能理论以及控制技术的优点

在设计之前我们首先需要对准备控制的对象设计出一定的模型结构，由于目前阶段我们无法确定整个模型的具体参数，由于具体的数据是由一些具体的实际情况和不确定的因素共同组成的，这些非线性的信息都是不确定的，这使得人工智能技术能够很好地控制每个环节，从而能够使人工智能控制器可以很好地解决一些具体的实际情况和精确地掌握控制对象；通常情况下，人工智能控制器的设定往往可以根据具体的实际情况而决定，根据具体的响应时间、下降时间等重要因素，因为这些数据都不是固定不变的，有的时候可以通过适当的调整来有效地提升自身的综合性能；相比传统的技术而言，人工智能控制器对于传统的控制器的调节而言会更加的容易，这个人工控制器在熟悉和了解的过程中不需要进行周期性的培训，因此在没有经过详细的技术培训时，在一定程度上也能够通过实际的数据信息等进行设计和了解，在操作起来也是十分简捷的。

2 核工程中人工智能技术的发展与应用

2.1 故障维修系统

在核电站故障处理的领域里研究以及使用的人工智能的专家系统分为两种，一种是在应急期间操控室的操作人员核电站的支护设备；其二是在操控室外领导并且联合机构的援助设备。专家系统智能区分核电站的工作情况，可以处理包括多个故障的繁琐化突发状况，在美国印地安角开始突发演练期间做出了关联的功效测试。专家系统，以问答的方式操作。它可以区分核电站的突发操作的情况，还可以编辑某些突发行动的清单，联合起来作为突发机构采取措施的工作目标。在核反应堆安全评估专家系统中，运营中心操作人员评估修理诊断核电站的严重设备工作故障，可以向评审人员提供与重要安全事件有的诊断。比如说冷却剂丢失、堆芯损坏、或者其导热不完全充分等指标。专家系统将会由突发运营程序导则与热工水力的状况来判断会诊其状态。

2.2 模型

人工智能技术的使用首先是需要建立一个模型，然后通过对这个模型的各种实验来测算出相应的标准参数值，以此来了解在实际运用过程中遇到问题能够迎刃而解。然而模型的建立自然是离不开计算机技术的应用，这就好比是一个人工神经网络，众所周知的我们身体当中的每个部位都有着神经，一旦哪个部位出现了问题都会第一时间反馈给大脑，然而人工智能系统也是有一个人工神经网络，并且有大规模的信息处理能力，还具有搞笑的学习方式，能够模仿人的动作行为和思想模式，针对不同的状况给予不同的应答。这都是由科学家将特定的程序输入到系统中去，然后经过大量的训练让其形成一种条件反射，这样就能利用相关的数据对故障信息进行一定的诊断，最终达到人工智能的效果[2]。

2.3 运行与维修支援系统

在核电站的正常运行中，为了保证反应堆运行和维修质量，对于运行和维修支援系统的研究是刻不容缓的。运行和维修支援系统的出现，不仅可以提高反应堆运行和维修质量，也可以帮助进行裁减反应堆的运行和检修人员。运行和维修支援系统的主要依据为多年来核电站运行维修的专家对于核电站运行中出现故障的会诊经历和检查并修理核电站运营的技术，由此来开始编订程序，凭借于来来回回向前或者向后的推断，在核电站事故故障中寻找到故障的原因，由为何产生的故障和产生故障前的现象的因果关联为其开端来正确引导出应采用的修理过程中的措施以及改正举措，核电站运行和维修支援系统也由此而来。在进行大量的调查研究之后，我们发现日本多个单位都在开始进行运行与维修支援的系统的研究和开发。对其开发的运行与维修支援的系统不仅能够对于异常情况进行检测，还可以对于故障排除进行操作[3]。

3 结语

随着我国科学技术的不断发展和进步，人工智能技术也逐渐被大多数人所熟知，并且目前阶段已经广泛应用于我们生活中的各个领域。目前阶段随着人工智能技术的不断开发和研究，对于核工程领域的应用已经取得了显著的成效，但是人工智能技术在核工程领域中的应用范围存在极大的局限性，大部分集中在设备的故障诊断、设备的操作以及机器的维修等方面。对于研究核反应堆故障的诊断技能，噪帝试验是用来判断会诊核电站设备其中某一故障的凸显有力的技能器械，它能在早期诊断核反应堆40%的计划外停堆事故。它的干扰试验技能能够充分表现75%的故障停堆事件。若在核过程中引进判断会诊专家系统，那就一定能降低计划外的停堆次数。显然在运营以及维修援助的系统、运营自动化和核反应堆研制等专家系统的不断研究和取得成绩下，不久未来，必然能够提高核电站的安全性。