최신 제어이론의 한 분야로 주목을 받고있는 이산사건시스템((Discrete Event System) 제어이론을 원자력발전소의 비상운전지원시스템 설계에 도입하였다. 이산사건이론을 비상운전절차에 적용하면 보다 체계적이고 조직적으로 비상운전지원시스템을 구축할 수 있다는 장점이 있다. 본 논문에서는 발전소 운전상태 및 운전원의 조치사항을 이산사건시스템으로 모델링하여 제약조건에 맞는 수퍼바이저를 구성하고 이를 바탕으로 비상운전지원시스템을 구축하는 방법을 제시하였다.
컴퓨터기반 운전지원시스템은 운전원의 발전소 상태감시와 진단기능을 수행을 지원하여 운전원의 안전성을 향상시키는 시스템으로 80년대 중반부터 개발되어왔고, 또한 최근의 컴퓨터 기술과 도구의 빠른 발전으로 컴퓨터기반 운전지원 시스템의 개발 및 원전 적용에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 컴퓨터기반 운전원 조언 시스템의 기술 현황을 분석하고, 현재 설계를 진행중인 일체형원자로(SMART, System-integrated Modular Advanced ReacTor)에 컴퓨터기반 운전지원 시스템 적용을 위한 개발방안을 제안한다.
본 연구에서는 액체금속로의 핵심구조인 소디움루프를 위한 운전지원 전문가시스템을 개발한다. 소디움루프는 현재 원자력연구소에서 연구 개발 단계에 있으며, 안전 운전을 위한 운전 지식을 연구하고 있는 중이다. 본 논문에서는 이러한 연구 상황에 맞추어 개발되는 전문가시스템에게 요구되는 특징을 정리하고, 소디움루프 운전의 효과적 지원과 운전원의 편의에 중점을 둔 전문가시스템의 개발을 설명한다.
본 논문에서는 운전자의 주행습관 속에서 안전운전에 지원을 위한 정보 획득 및 분석 장치를 구현하였다. 안전운전 지원을 위하여 공격적 운전행동을 정의하고 운전 중 행동을 인식할 수 있는 정보 획득 방법을 고안하였다. 정보 수집 장치와 정보 분석모듈 그리고 운전행동 비교모듈을 설계하여 정보의 정확성을 높였으며. 운전자의 평소 운전행동과 비교하여 이상행동을 검출하여 경고할 수 있도록 시스템을 설계하였다.
변전소에서 고장이 발생할 경우, 변전소 운전원은 신속하고 정확하게 고장 복구 조작을 수행해야 하나 고장 발생의 빈도가 높지 않아 실제 상황이 발생하면 경험이 부족한 운전원들은 신속하고 정확한 고장 복구를 수행하기 어려워진다. 또한 최근에는 변전소 무인화에 따른 자동 운전 시스템의 필요성이 대두되고 있는 실정이다. 따라서 현재 변전소의 구성 및 운전 상황에 맞춰 적절한 고장 복구 지침을 제시해주는 고장 복구 지원 시스템을 개발하는 것을 목적으로 연구개발을 진행하고 있으며, 본 논문에서는 현재 개발 중인 고장복구지원시스템을 위한 HMIHuman Machine interface)의 구조와 설계 내용을 기술하였다.
본 논문에서는 디지털 운행기록장치를 활용하여 자동차 운전자에 대한 실시간 위험운전행동 분석 및 경고를 통한 운전습관 개선과 안전운전 지원이 가능한 방법을 제안한다. 대부분의 교통사고와 에코 드라이빙은 자동차 운전자의 운전습관과 밀접한 관련이 있으며 이러한 운전습관을 자동화된 방법으로 실시간 분석 및 경고로 잘못된 운전습관을 개선시킬 필요가 있다. 제안 방법에 대한 구현 및 실험을 통하여 본 논문에서 제안하는 방법으로 운전자의 위험운전행동에 대한 실시간 분석 및 경고를 해줌으로써 운전습관 개선 유도와 안전운전을 지원하여 에코 드라이빙에 실제로 도움이 될 수 있음을 증명하였다.
본 논문에서는 화력발전소 터빈의 안정적 운전을 지원하고 발전소의 불시정지를 예방하기 위하여 필요한 전문가시스템의 지식베이스 구축과 그래픽 인터페이스에 대한 proto-type을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 전문가시스템은 화력 발전소 터빈 계통의 현재 상태로부터 대상 운전조작에 대한 운전방법을 지원하는 기능, 고장을 진단하는 기능 등을 제공한다. 지식베이스는 객체와 규칙의 혼성형태로 구성하였으며, 추론방법으로는 후향추론을 기본적으로 사용하고 현재 운전상황에 따른 고장진단을 위하여 전향 추론을 혼용함으로써 필요에 따라 최적추론을 유도하였다. 또한 지식베이스의 효율적 활용과 사용자의 손쉬운 접근을 위하여 그래픽 사용자 인터페이스를 구현하였다.
최근 몇 년 사이 설비투자가 억제되어 고경년(高經年)변압기나 과부하로 운전조건이 어려워진 변압기가 증가하고 있으며, 이에 따라 기기의 운전신뢰성 유지와 정비$\cdot$보수를 위한 토털코스트의 삭감 요구가 제기되고 있다. 변압기의 운전신뢰성을 유지하기 위한 센서 및 장치는 점검$\cdot$순시의 지원, 이상징후의 검출은 물론 기기의 상태를 정확하게 파악함으로써 적절한 유지보수의 지원을 목적으로 하는 것이 제품화되어 있다. 이와 같은 변압기의 감시$\cdot$진단센서 기술과 IT(정보기술)를 이용한 IT화 대응 변압기 유지보수지원시스템을 개발하여 공장내의 실(實)변압기에 설치, 실용성을 확인하였다. 이 시스템은 기존의 광역네트워크를 사용하여 유지보수거점에 위치하면서 원격지의 변압기 운전상태와 감시$\cdot$진단정보를 필요에 따라 액세스할 수 있도록 되어 있으며, 유지보수거점에서는 기기감시서버내의 데이터와 화면을 임의로 액세스할 수 있고 유지보수정보의 공유화와 이상검출시의 유중가스센서의 기동, 부하시 탭전환장치(LTC)의 토크파형 표시에 의한 조기대응과 이상해석$\cdot$진단정도(精度)의 향상에 효과를 발휘할 수 있다. 시스템은 변압기의 중요성, 토털코스트에 맞추어 구축된다. 이 때문에 센서, 각 장치간의 데이터 전송에 대해서는 온라인, 오프라인 및 각종 I/F를 준비하여 시스템의 선택성$\cdot$확장성을 고려토록 하고 있다. 차후 IT화 대응 유지보수지원시스템이 변압기 운전신뢰성 유지와 유지보수코스트 삭감에 효과를 발휘할 것으로 기대한다.
전력계통에서 고장이 발생할 경우, 변전소 운전원은 빠르고 정확한 고장 복구 조작을 수행해야 한다. 그러나 고장 발생의 빈도가 높지 않아 실제 상황이 발생하면 실제 경험이 부족한 운전원들은 신속하고 정확한 고장 복구를 수행하기 어려워진다. 또한 최근에는 변전소 무인화에 따른 자동 운전 시스템의 필요성이 대두되고 있는 실정이다. 따라서 현재 변전소의 구성 및 운전 상황에 맞춰 적절한 고장 복구 지침을 제시해주는 고장복구 지원 시스템을 개발하는 것을 목적으로 연구개발을 진행하고 있으며, 본 논문에서는 현재 개발 중인 감시반 시스템의 구조와 설계 내용을 기술하였다.
안전운전 지원 시스템 개발을 위해서 고려되어야 할 요소는 차량정보, 운전자정보, 외부 환경정보가 있다. 기존의 안전운전 지원 시스템 개발은 주로 차량의 종방향 제어, 횡방향 제어, 조향각 제어 등 차량으로부터 직접 추출한 주행정보를 이용하여 운전자의 안전유무를 평가하였다. 그러나 최근의 조사결과에 따르면 교통사고의 90%이상이 운전자 실수에 의해서 발생한다는 것을 알 수 있다. 이와 관련하여 차량의 주행 정보뿐만 아니라 실제 운전자가 주행 중에 행하게 되는 행동정보기반의 안전운전지원시스템 개발이 활발히 연구되어 지고 있다. 본 논문에서는 운전자의 행동정보를 이용한 안전운전 평가시스템의 설계 개념과 안전운전 평가시스템의 핵심 요소인 표준모델 구축 방법에 대해서 논의하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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