МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ СТРУКТУРИ ТА СКЛАДУ МУЛЬТИАГЕНТНОЇ СИСТЕМИ МОНІТОРИНГУ МАЛИХ МОДУЛЬНИХ РЕАКТОРІВ ПОБУДОВАНОЇ НА ОСНОВІ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ
DOI:
https://doi.org/10.26906/SUNZ.2023.4.022Ключові слова:
система моніторингу, холонічна мультиагентна система, онтологія, безпілотний літальний апарат, станція обслуговування, малий модульний реактор, фізичний захистАнотація
Аварія на атомній електростанції (АЕС) в м. Фукусіма показала, що використання систем моніторингу на основі безпілотних літальних апаратів (БПЛА) дозволило здійснювати оцінку наслідків аварії та проводити післяаварійний моніторинг інфраструктури АЕС та навколишньої території. Однак, розгортання такої системи моніторингу здійснювалось вже після аварії, коли не було інших можливостей для отримання інформації. Крім того процес створення та розгортання таких систем, які є унікальними, та призначені для моніторингу конкретного об’єкту. Поширення застосування БПЛА на різноманітні сфери показує, що вони можуть використовуватись як гнучкі сервіси для виконання різних завдань в автономному режимі, що передбачає впровадження засобів їх інтелектуалізації. Однім з напрямів розвитку атомної енергетики є малі модульні реактори (ММР) і використання БПЛА у складі систем моніторингу інфраструктури ММР дозволить вирішувати широке коло завдань. Предметом статті є процес формування систем моніторингу на основі БПЛА. Мета статті – запропонувати підхід з вдосконалення процесу синтезу інтелектуальних систем моніторингу об’єктів атомної енергетики. Завдання статті: запропонувати метод визначення структури та складу мультиагентних систем моніторингу на основі БПЛА (МА-БПЛА-СМ) для виконання різноманітних завдань з урахуванням вимог та умов навколишнього середовища, для чого розробити концептуальну модель холонічної МА-БПЛА-СМ та базу знань у вигляді онтології, для виведення необхідних знань під час синтезу МА-СМ; надати приклад використання запропонованого методу для формування структури МА-БПЛА-СМ при виконанні завдань моніторингу ММР (МА-БПЛА-ММР-СМ), а саме здійснення моніторингу у складі системи фізичного захисту ММР. Отримані наступні результати роботи. Розроблена і описана концептуальна модель холонічної МА-БПЛА-ММР-СМ. Розроблено та описано метод визначення структури та складу МА-БПЛА-ММР-СМ При цьому враховано необхідність формування підсистеми виконання завдань у вигляді холонів БПЛА та холонів забезпечення тривалого функціонування МА-БПЛА-ММР-СМ. Розроблено варіант онтологічної бази знань та показано приклад її використання для отримання переліку БПЛА, обладнання, необхідного для виконання завдань у визначених умовах з заданими вимогами. Розглянуто можливі варіанти здійснення моніторингу фізичної безпеки інфраструктури ММР та запропонована модель функціонування МА-БПЛА-ММР-СМ з періодичним покриттям зони обмеженого доступу, яка дозволяє визначати необхідну чисельність БПЛА та станцій обслуговування. Напрямок подальших досліджень полягає у розробці методу вибору та імплементації моделей, необхідних для визначення потрібної чисельності БПЛА в МА-БПЛА-ММР-СМ для забезпечення заданих показників надійності виконання завдань.Завантаження
Посилання
P. G. Martin, O. D. Payton, J. S. Fardoulis, D. A. Richards, Y. Yamashiki, T. B. Scott. Low altitude unmanned aerial vehicle for characterising remediation effectiveness following the FDNPP accident. J.Env.Radioactivity, 2016, vol. 151, pp. 58–63.
H. Fesenko, I. Kliushnikov, V. Kharchenko, S. Rudakov, E. Odarushchenko. “Routing an Unmanned Aerial Vehicle during NPP Monitoring in the Presence of an Automatic Battery Replacement Aerial System”. In Proc. of the IEEE 11th Int. Conf. on DESSERT`2020. Kyiv, Ukraine, May 14-18, 2020, pp. 34–39. https://doi.org/10.1109/DESSERT50317.2020.9125080.
Fukushima looks to drones. Nuclear Engineering International. URL: https://www.neimagazine.com/features/
Now Available: New Drone Techn. for Radiological Monitoring in Emergency Situations. IAEA. URL: https://www.iaea.org
M. Gaspar. Technology Neutral: Safety and Licensing of SMRs. IAEA. URL: https://www.iaea.org/ru/newscenter/news/
V.M. Chernenkiy, Y.E. Gapanyuk, V.I. Terekhov, G.I. Revunkov, Y.S. Fedorenko, J. C. Gonzalez Gusev The Concept of Teaching Course on Intelligent Information Systems.In Handbook of Research on Engineering Education in a Global Context // ed. by E.V. Smirnova, R.P. Clark. IGI Global, 2019, pp. 346-357543 DOI: 10.4018/978-1-5225-3395-5.ch029.
I. Kliushnikov, H. Fesenko, V. Kharchenko, O. Illiashenko, O. Morozova. “UAV fleet based accident monitoring systems with automatic battery replacement systems: Algorithms for justifying composition and use planning”. International Journal of Safety and Security Engineering, 2021, vol. 11, no. 4, pp. 319-328. https://doi.org/10.18280/ijsse.110404.
V. Julian and V. Botti. Multi-Agent Systems. Applied Sciences, 2019, vol. 9, no. 7, p. 1402, https://doi.org/10.3390/app9071402. URL: http://dx.doi.org/10.3390/app9071402
K. Mehmet Tugrul, Drone Technologies and Applications. In Drones - Various Applications // ed. by D. Cvetkovi, IntechOpen, 2023, pp.1-24. https://doi.org/10.5772/intechopen.1001987.
M. Herrera, A. K. Parlikad, J. Izquierdo, M. Perez Hernandez. Multi-Agent Systems and Complex Networks: Review and Applications in Systems Engineering. Processes, 2020, no. 8(3), https://doi.org/10.3390/pr8030312
M. M. Sulaeman, M. Harsono. Supply Chain Ontology: Model Overview and Synthesis. Jurnal Mantik, vol. 5(2), 2012, pp. 790-799. https://doi.org/10.35335/mantik.Vol5.2021.1401.pp790-799.
S.Rodriguez, V.Hilaire, N.Gaud, S.Galland, A.Koukam. Holonic Multi-Agent Systems, Self-organising Software. Natural Computing Series, Berlin: Springer, 2011, pp. 238–263.
D. Li, S.S. Ge, W. He, G. Ma, L. Xie. Multilayer formation control of multi-agent systems', Automatica, 2019vol. 109, pp.1-15. https://doi.org/10.1016/j.automatica.2019.108558
Web Ontology Language. W3C Semantic Web. URL: https://www.w3.org/OWL/
A. Evans, C. Byrum, D. Stanford, E. Sandt, T. Goolsby. Physical Protection Recommendations for Small Modular Reactor Facilities. SANDIA REPORT, SAND2021-15712, 2021, 56 p.
I. Kliushnikov, V. Kharchenko, H. Fesenko, E. Zaitseva. Multi-UAV Routing for Critical Iinfrastructure Monitoring Considering Failures of UAVs : Reliability Models, Rerouting Algorithms, Industrial Case. In Proc. of Int. Conf. on Inf. and Digital Technologies, IDT’2021, Zilina, Slovakia, 2021, pp. 303–310. https://doi.org/10.1109/IDT52577.2021.9497624
