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人工智能助核科技安全高效 为核设施安全保驾

2019年10月19日 21:57来源:未知手机版

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凭借出色的运营管理技术,我国岭澳核电站1号机组安全运行天数创世界新纪录 人工智能将为核电提供更多助力。这是岭澳核电站1号机组外景。 (新华社发)

大亚湾核电基地展厅内展示的大亚湾核电反应堆三重安全屏障,前沿科技助力核电为深圳贡献碧海蓝天。 (新华社发)

人工智能已成为势不可挡的科技潮流。核工业作为我国高科技战略产业,正积极迎接新一轮科技变革,抓住人工智能向工业渗透融合的战略机遇期,积极推进智能化技术的研究和创新应用。

人工智能概念的提出和基础理论研究已有半个多世纪。近年来,随着大数据、互联网、物联网等信息技术的发展,人工智能进入蓬勃发展阶段,特别是以深度神经网络为代表的人工智能技术跨越了科学与应用的鸿沟,在图像分类、语音识别、人机对弈、无人驾驶等领域表现优异。

核科学与核技术诞生于上世纪物理学的黄金年代,并作为引领第三次科技革命的核心学科,为人类科技的整体进步提供了强大的驱动力。例如,芯片半导体的高纯度材料制备工艺,最早建立在核材料工艺基础上;World Wide Web,即我们用的www互联网,诞生于欧洲核子中心;各国超级计算机的研发,主要是出于核军工的需求;人工智能计算所依赖的底层数值求解库,大都由核相关实验室开发

核工业作为战略基石行业,拥有大量顶尖科学家和实力雄厚的国家级实验室。在此轮人工智能热潮中,各大核相关实验室凭借其人才、计算资源、实验设施的优势,已经开展了很多人工智能方面的研究。例如美国的阿贡、橡树岭、爱达荷等核领域国家实验室,正在使用人工智能方法开展新型核材料研发、分子尺度物理现象模拟等工作。国内清华大学在核电厂状态智能诊断算法方面,也已经开展了多年研究。除基础研究外,国内核工业界也开展了一些智能应用研发工作,部分产品已基本成熟,具备工程应用的能力。

为核设施安全保驾

2018年,国家多个部门联合发布了《关于进一步加强核电运行安全管理的指导意见》,明确要求 推进信息化、智能化、大数据等新技术在核电运行安全管理中的应用 。国内各核电集团均已全面启动数字核电、智慧核电建设,国际上各核电强国也纷纷布局发力,智慧核电已成为世界各核电国家竞相争夺的新高地。国家核电重大专项战略咨询专家组组长、国际核能院院士张勤表示,核电站故障多数由小的常规故障引起,因操作人员不能在复杂工况下及时做出正确判断、采取正确措施,往往会导致严重事故发生。采用人工智能技术,可在复杂环境下及时发现故障工况,提前预报故障,及时诊断故障原因并预测故障发展,同时提供精准的应对措施建议,显著提高所有核电站的安全性和可用度。

在核电厂设备运行维护上,人工智能表现出色。核电厂有数十个系统,囊括上百个专业,设备众多,传统运行维护及检修需要耗费大量人力、物力。随着智能仪表广泛应用,大量设备状态信号被监测,形成核电运行大数据,配合智能算法,能够对设备状态进行快速预测和诊断。目前,国内相关设计院和业主都加大了核电智能运维方面的研发投入,并取得了一定进展。在核电关键设备故障诊断与预测方面,中国核动力研究设计院研发的反应堆远程智能诊断平台PRID,使用自主开发的智能诊断分析算法,对关键设备准确、及时开展智能诊断分析,提出运维策略,开创了信息化、一体化、智能化的核电关键设备运维新模式,可实现群堆状态下的反应堆关键设备智能诊断的可视化展示,对于关键设备诊断分析的质量和效率具有显著提高作用。

2018年11月,中国核能电力股份有限公司对外发布设备可靠性管理系统ERDB。大数据寿命预测是ERDB的亮点功能之一,通过对电厂设备各类数据的智能分析,数据的深度学习,可科学准确预测设备的劣化趋势,及时合理地为后续维修策略提供依据。ERDB系统集设备管理的数据、管理、经验为一体,不仅帮助电厂实现设备的智能化健康管理,更为电厂提供长期的可靠性提升方法与经验。

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