Universität Stuttgart Institut für Kernenergetik und Energiesysteme Die Kernreaktor- Fernüberwachung (KFÜ) ist ein Entscheidungshilfesystem, welches im

Universität Stuttgart

Institut für Kernenergetik und Energiesysteme

Die Kernreaktor- Fernüberwachung (KFÜ) ist ein Entscheidungshilfesystem,

welches im Rahmen des Notfallschutzes eingesetzt wird.

Es ist wesentliche Grundlage, um im Ernstfall die richtigen Entscheidungen zu treffen

Beispielprojekt: Kernreaktor- Fernüberwachung BW

Dazu muss es die Entscheider unterstützen bei• der zeitnahen Erfassung der Lage ( Messdaten )• der Interpretation der Ereignisse ( GIS-Bezug und Grenzwerte )• der vorsorgenden Untersuchung möglicher Handlungsalternativen und der Beurteilung Ihrer Konsequenzen ( Simulation )



Überwachte Kernkraftwerke im KFÜ BW Die Landesanstalt für Umwelt-schutz Baden-Württemberg (LfU) betreibt im Rahmen der Kern-reaktor-Fernüberwachung in der Umgebung inländischer und grenznaher ausländischer Kern-kraftwerke Meßstationen zur Überwachung der Gamma-Ortsdosisleistung. Die Meßwerte werden regelmäßig nach Karlsruhe übertragen. Um die inländischen Kernkraftwerke sind jeweils rund 30 Meßstationen im Vollkreis, um die ausländischen jeweils ein gutes Dutzend Meßstationen im Halbkreis auf baden-württembergischem Gebiet angeordnet.



Simulation im KFÜ BWBei einem nuklearen Störfall werden in einer Ausbreitungsrechnung Emissionsmesswerte mit aktuellen und prognostizierten meteorologischen Größen verknüpft. Solche Ausbreitungsrechnungen basieren auf komplexen mathematischen Modellen, die unter Berücksichtigung der aktuellen Wettersituation und der Geländeform – sowie von Messwerten aus dem KFÜ-System – die zu erwartende Strahlenexposition in der näheren Umgebung des Freisetzungsortes errechnen. Die Auswahl der Modelle und ihrer Eigenschaften erfolgte entsprechend der Ziele und der zur Verfügung stehenden Ressourcen. Die Ergebnisse der Ausbreitungsrechnung werden für den Anwender mit Hilfe eines Geographischen Informationssystems (GIS) dargestellt. Damit dem Anwender eine wichtige Entscheidungshilfe gegeben weden kann, um im Ereignisfall unverzüglich Schutzmaßnahmen einleiten zu können, müssen besondere Anforderungen an die Software gestellt werden, mit der die ausbreitungsprognosen gemacht werden sollen. Dieser Lermodul beschreibt unsere Erfahrungen bei der Erstellung solch einer Software. Beschreibung des KFÜ BW http://www.lfu.baden-wuerttemberg.de/lfu/uis/aja3/15-uvm-kfue/aja3-uvm.htmlBeschreibung der ABRKFÜ http://www.lfu.baden-wuerttemberg.de/lfu/uis/aja3/16-ike/aja3-ike.htmlAktuelle Messwerte http://www.lfu.baden-wuerttemberg.de/lfu/abt3/kfue/kfue.htmInformationen zum UIS Baden Württemberg http://www.lfu.baden-wuerttemberg.de/lfu/uis/info/



Simulation im Notfallschutz

Ziel der Simulation ist es, vorherzusagen, wie sich radioaktive Emmissionen ausbreiten und welcher Belastung die Bevölkerung dadurch ausgesetzt wird.

Ziel des Notfallschutzes ist es, diese Belastung so gering wie möglich zu halten.

Kern der Simulation sind daher Ausbreitungs- (ABR) und Dosisberechnungsprogramme



Das physikalische Modell einer Ausbreitungsrechnung



Das Simulationsmodell der Komponente ABR



Die Komponente ABR als komplexes System

• System besteht aus vielen Anwendungssystemen, die durch eigene Workflows beschrieben werden

• Entwicklung des Systems erforderte Basisentwicklungen im Hinblick auf die Anwendungsentwicklung

• Entwicklung des Systems erforderte Integration vorhandener Soft- und Hardware und die Vergabe von Unteraufträgen

• System muss unter Echtzeitbedingungen laufen und Ergebnisse von hoher Verlässlichkeit liefern



Klassische Lösung - Verarbeitung des Wissens durch menschliche Agenten



Die Vision - Entscheidungsunterstützung auf hoher Ebene



Das ABR-System im Projekt ABRKFUe

Anwendung und Kontext

• Die ABR ist ein Simulationssystem welches im Rahmen des

Notfallschutzes eingesetzt wird

Problembereich

• Die ABR ist eine wesentliche Grundlage, um im Ernstfall die

richtigen Entscheidungen zu treffen



Anforderungen im ABRKFUe

• Höchste Qualitätsansprüche da Einsatzbereich Notfallschutz

• Sehr hohe Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit im Ernstfall

• Auch unter Stress sichere Verwendung

• Berücksichtigung aktuellster Messdaten

• Im Ernstfall automatische Simulation

• Integration in das Rest-KFÜ

• Wartungsfreundlich

• Leicht und kostengünstig erweiterbar



Architektur des KFÜ

KS

DatenabrufDaten versenden

ReplikationProtokoll-GeneratorAlarmierung

ZDH

DatenverarbeitungAnnehmenValidierenVerdichtenPseudomeßwerteAlarmieren

Protokoll-GeneratorZeitsteuerung

Externe SchnittstellenZeitsteuerungParameter-Einstellung

ABR

Schnittstelle ABR - ZDH Initialisierung zeitschrittabh.Parameter

Schnittstelle ABR - Client

Rechnungsdurchführung

Client

Benutzeroberfläche ABR Meßwerte Steuerung

Intern-format

ABRProtokolle

AS

Proto-kolle

Datenbank

Datenbank

ABR

Repository

Architektur

DCOM

SQL*Net

Replikationen

MessdatenÜbertragung

Darstellungen

Auswertungen

Simulationen



Architektur des ABR-Systems (1)

• Flache Struktur

• Aufgaben sind auf einzelne Dienste verteilt

• Zur Kommunikation zwischen den Diensten wird ein Kommunikationsframework verwendet

• Basis für das Kommunikationsframework ist Corba

• Kopplung von Einzeldienstleistung zu Gesamtdienstleistungen mittels Workflows

• Schnittstellen nach außen verwenden DCOM bzw. SQL*NET für die Kommunikation

• Trennung zwischen Daten und Metadaten

• Austausch der Daten erfolgt über ein Repository



Architektur des ABR-Systems (2)

ZDHZDHServiceService

Emissions-Emissions-datendaten

ServiceService

ErsatzwertErsatzwertServiceService

StammdatenStammdatenServiceService

CalculatorCalculatorServiceService

AdminAdminServiceService

ProtokollProtokollServiceService

ArchivArchivServiceService

ClientClientInterfaceInterface

9 Simulation9 SimulationServicesServices

ClientClientManagerManager

AlarmAlarmServiceService

SimulationsdiensteSimulationsdienste

Datenbeschaffungs-Datenbeschaffungs-dienstedienste

SystemdiensteSystemdienste

sonstige Dienstesonstige Dienste

RepositoryRepositoryServiceService

RessourceRessourceServiceService

StrategieStrategieServiceService

WorkflowWorkflowServiceService

KlientendiensteKlientendienste

ABRABRWatchdogWatchdog

Kommunikationsframework Service Agent Layer (SAL), Corbabasierte Middleware

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