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核电站事故应急是指,核电站发生严重事故时,为了最大限度地保护公众利益不受或少受损失,决策者在最短时间内做出的场外应急决策。核电站应急决策除具有事件发生、气象和环境变化的随机不确定性等特点之外,还涉及政治敏感性,经济代价、社会公众反应、生态环境污染等诸多因素,是一个典型的风险型、非结构化、多属性的系统决策问题。 早期核电站应急除要考虑事故源项、气象变化、风场、周边人口,资源、交通和环境变化等因素外,还要考虑代价、健康影响、最大受照个人剂量,个人避免剂量,集体避免剂量,政治因素,公众心理等因因素(或属性)。在时间紧、责任大、变化多的复杂情况下,只有采用科学的决策理论,并利用计算机实时在线支持决策系统,才有可能满足核事故应急决策的要求。 鉴于契尔诺贝利(Chornobyl)核电站事故造成的严重危害和重大损失,欧共体联合东欧和前苏联部分国家的20多个研究所,开发了实时在线事故应急决策支持系统(Real-time On-line Decision Support System,简称:RODOS)。RODOS系统主要模块包括分析子系统(ASY)、对策子系统(CSY)、评估子系统(ESY)和控制系统运行的操作子系统(OSY)。RODOS系统的设计思想或结构原理是:一旦核电站事故发生,分析子系统(ASY)中的各模块分别负责源项释放剂量、烟羽、风场、气象和环境条件等基本数据的计算,并利用地理信息系统(GIS)技术将计算结果显示出来。对策子系统(CSY)负责生成各种可能的应急对策方案(即:隐蔽、撤离、服用碘片等)。评估子系统(ESY)负责对所有应急对策方案进行优化对比,并给出若干最优方案,供决策者参考和决策。 这三个子系统都在OSY的控制之下运行,OSY还提供用户与系统的交互界面并且管理系统数据库。经十多年的共同研究开发,RODOS系统已完成四个原型版本,分别是:PRTY1.0、PRTY1.3、PRTY2.0和PRTY3.0版。遗憾的是到目前为止的每个版本都没有真正实现ESY子系统。在最近的RODOS研究报告中,ESY仍只是个概念模型。 即使RODOS中带有对策子系统CSY,但其评估方法和决策模式等也与我国国情不符,因此,我国核电站应急决策支持系统中的ESY子系统,只能走自主开发之路。国家计委于1996年设立九五国家重点技术项目(攻关)《核事故应急决策支持系统》。项目总体目标之一是:在充分吸收RODOS现有成果的基础上,研究开发出适合我国国情的核事故应急决策支持系统。 中国原子能科学研究院承担了《核事故应急决策支持系统》中评估子系统(ESY)的全部和对策子系统(CSY)的部分课题的研究开发任务。具体包括:在现有多属 性效用分析方法的基础上,吸收RODOS系统的设计思想,引进专家系统力‘法和贝 叶斯决策方法,开发一个适合我国国情的核事故应急决策支持系统的评估子系 凶’”“—“”’—”””—”‘”一———”—一’”—”’”””—”’——”””’———““”“””“—“””—””“” 统,并负责对策子系统中的对策生成软件的开发任务。 . 在导师张永兴和王德安研究员的指导下,我参加了中国原子能科学研究院 RODOS课题开发组,除参与了ESY子系统的整体方案制定和软件体系结构的设计 调研和讨论外,还与课题组其他成员一起,共同开发了基于多个不同方法的评估 与抉策子系统。本文前6章分别介绍了这方面的工作。 此外,我还提出了干预规则的定性映射模型,和核电站事故应急评估与诀策 的属性坐标学习与分析法。 (1)干预规则的定性映射模型 因干预规则:“女果(iD a-dose*)三0,贝(hen)干预行动(action(X))…~一。卜可等 价地表述为下述命题: “。一dOSe(X)Z0(或a一dOSC(X)E[0,0”1,0”(>0)为大于0的某个阈值。)是干预行动 action(x)是否正当(或合理)的定性基准。” 而i与a-dose*)的差:0-a-dose(x)则是一个衡量干预(或决策)亏动action(x) 的正当性(或合理性)程度或大小的量。 借助和dOSC00是否属于[0,0”]和0{刁OSCkX),第7章不仅将干预规则归结为一个 (属性量-质转化)的定性映射,而且,还给出两个能反映干预(或决策川动action() 的合理性程度的定性映射函数,它们能为相应决策的效用值转化和归一化等,提 供两个非线性算法。并指出,干预规则的定性映射模型,不仅能为核事故应急提供 更多的诀策信息和方法,而且,其结果比逻辑规则模型更具量的数学特点或精确 性。 (2)核电站事故应急评估与决策的属性坐标学习与分析法。 抉策最优化的目的是要在所有被择方案中找出一个最优方案,因核事故某些 决策属性间存在着相互矛盾的目标,故要它们都最忧(