2021 Fiscal Year Research-status Report
原子力プラントの内外構成要素間の相互作用を考慮したＰＲＡ手法の開発
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19K04932
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
牟田 仁 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (20710297)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大鳥 靖樹 東京都市大学, 理工学部, 教授 (60371431)
竹澤 宏樹 長岡技術科学大学, 大学院工学研究科, 准教授 (20756712)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 深層防護 / シビアアクシデント対策 / 緊急時対策 / 住民避難リスク / マルチレイヤモデル / 避難行動シミュレーション / エージェントモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地震を想定した原子力施設における第4層及び第5層の事故及び対策の特徴を踏まえると，様々な組織が関与し，さらには現場で人的操作による対応が必要であり，これらに基づき複数の事象の同時発生を想定したリスク評価の枠組みが必須となる．
これは，人や組織，あるいはインフラ，構築物，システム，機器からのフィードバックを含む，構成要素間の相互作用を考慮できる分析手法が必要であり，従来のPRA（Probabilistic Risk Assessment）手法では不十分である．このような分析評価を可能とするため，システム理論に基づくアクシデントモデルであるSTAMP/STPA（Systems-Theoretic Accident Model and Process/System Theoretic Process. Analysis）手法を導入し，従来のPRA手法と上記STAMP/STPA手法のそれぞれの視点から，対象となる体系の分析範囲をレイヤとして表現し，これらからマルチレイヤを構築することにより，第4層及び第5層の事故及び対策の分析を可能とするリスク評価手法を構築している．
昨年度は，地震等の外部事象による原子力関連施設の重大事故時の，施設の周辺住民の避難行動におけるリスクに着目し，本研究で一昨年度までに開発したインタラクションマルチレイヤモデルをベースに，地震応答解析結果や放射性物質の継時的な状態変化を入力データとし，結果的に生じる住民の避難の成否に係るシナリオを評価，出力するプロセスの検討を行った．さらには避難行動のシミュレーションを行うことで住民の避難行動を機械学習し，これを基にしたエージェントモデルを構築し，リスク評価手法として確立することを目指す．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究で検討対象とするポイントは，① 地震による原子力関連施設，インフラ，周辺環境の応答評価，② 構築物(S)，システム(S)，機器(C)，人間系(H)，周辺環境(E)，インフラ(I)における相互作用のモデル化，③事故影響評価（放射性物質の環境放出による経時的な影響評価モデル），④住民避難シミュレーションモデルの検討，⑤リスクの時間変化のモデル化（動的解析エージェントモデルの開発）の5点である．
具体的な進展として，一つ目は，②の原子力関連施設及び周辺環境のマルチレイヤモデルを構築し，これとリンクする①地震応答解析，③FP解析の結果を入力することで住民避難におけるリスクとなるシナリオの摘出が可能となる見通しを得ていることである．②のマルチレイヤモデルに関しては，一昨年度に開発した，STAMP／STPA手法をベースに開発したモデル構築の考え方を，施設周辺の住民及び事業者，政府，自治体等の緊急時避難に関わる人々へ適用し．これらを対象としたモデルを構築した．
また，二つ目として，④の住民避難のシミュレーションモデルとして，汎用のプロセスシミュレータを用いて，ルールベースや利己行動ベース等を考慮した避難行動のシミュレーションが行える見通しや，①ー④を統合したエージェントモデル構築の見通しを得たことが挙げられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の最終的な目標は原子力プラントの内外構成要素間の相互作用を考慮したリスク手法の開発であり，これまでPRAで考慮してこなかった継時変化や施設内外の相互作用，あるいは深層防護レベル５における住民の避難時のリスクを，地震等の外部事象発生時のプラント内の事故進展と関連して評価できる体系を構築することであると位置付けている．
このために，今年度は，昨年度に見通しを得た④住民避難シミュレーションモデルの検討，⑤リスクの時間変化のモデル化（動的解析エージェントモデルの開発）について重点的に検討を行っていく．
④住民避難シミュレーションモデルは，汎用のプロセスシミュレータを使用することを前提に，住民の避難行動のシミュレーションに必要となる入力情報（避難計画，避難経路，住民動態，避難指示系統，避難路の状況，住民行動原理など）を整理する．特に行動原理や場面等の判断においては機械学習やバーチャル環境での実験等を参考にするなどしてデータの収集方法についても検討する．
⑤リスクの時間変化のモデル化（動的解析エージェントモデルの開発）は，オブジェクト指向プログラム言語でのモデル化を前提に，基本設計を構築することを目標とする．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により国際会議がオンライン開催となり，当初の予定より出張費の執行がなかったため，次年度における国際会議，学会発表等での参加費，出張旅費として使用する予定である．
計画としては，日本原子力学会秋の大会，春の年会，国際会議として，Asian Symposium on Risk Assessment and Management（ASRAM2022)への参加を検討している．
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