Fukushima Daiichi'deki Drones'un ayrılmaz Rol
Büyük Doğu Japonya Depremi ve tsunami 11 Mart 2011 tarihinde patladığında, Fukushima Daiichi Nükleer Güç İstasyonu, nükleer güvenliği yeniden tanımlamak ve dekommisyon yapmak için felaket bir aşamaya girdi.On yıldan fazla bir süre sonra Tokyo Elektrik Gücü Şirketi (TEOPC) ve uluslararası ortakları, daha önce görülmemiş bir temiz bir çaba harcamayı yönetmeye devam etti.Birkaç dakika sonra, insan girişini tamamen kaçınılmaz hale getirmeden önce, insan hızının kaçınılmaz olmasına izin vermek için yapısal bir değerlendirme yaptı.
Hasarlı reaktör binalarının içindeki çevre, Dünya'daki en düşmansız zeminler arasındadır. Temel robotlara yakın radyasyon doz oranları saatte yüzlerce sievert'i geçebilir - birkaç saniye içinde bir kişiyi sığdıracak olan yapılar: yapılar kendilerini çökmüş, çökmüş zeminlerle, yüksek doz bölgelerin içinden hızla kaybolup, karanlık koridorlar. Ground robotları, yaralar ile mücadele etmek yerine, vücut planlamalarının üç boyutlu bir serbest bırakılmasını sağlar.
Nükleer Afet Sitesindeki Benzersiz Operasyonel Zorluklar
Fukushima'daki bir drone ticari hava fotoğrafçılığından uzaktır. reaktör binaları GPS tarafından üretilen ortamlardır; uydu sinyalleri kalın beton duvarları ve çelik takviyeye nüfuz edemez. Drones, sabit kesintiye veya ultrasonik sensörlerin stabiliteye ihtiyacı vardır. Manyetik müdahalenin büyük metalik yapılardan sonra, TEPCO'da bazı erken droneların yalnızca düşük miktarda radyoaktif atıklar ve hava yoluyla radyoaktif partiküller için tedavi edilmesi gerektiğini belgeledi.
İletişim, bir başka ciddi engeli temsil eder.Sabahçe radyo kontrol sinyalleri ile beton ve metal kalkanlama, çoğu zaman bir drone'dan sonra doğrudan bir görüntünün ötesine geçilir.Mükemmel mühendisler bunu birden fazla röle istasyonlar dağıtarak, kontrol bağlantılarını kullanarak, kablo üzerinden güç ve veriler sağlayan veya gelişmiş ağ ağ ağ ağlarını kullanarak, bir sonraki binalardan kontrol altına almalarına izin verir. Bazı platformlar şimdi önceden programlanmış bir kanaldan bağımsız olarak, kontrol edilen bir noktaya geri dönerler.
Collision risk her zaman temsil edilmektedir. Fallen kirişler, baraj kablolar ve dağınık ekipman, sert bir uçuş zarfı oluşturmak için tıkanmış bir uçuş zarfı oluşturmak zorundadır. Drones, sınırlı hesaplama gücü ile düşük ışıkta işlev gösteren engel önleme sistemleri dahil etmelidir. TEPCO ve araştırma ortakları, özellikle de hava çerçeveleri etrafında özel koruyucu kafesler geliştirdiler, bu sertleştirmenin en kaotik alanlarda tutarlı operasyonlar için gerekli olduğunu kanıtlamıştır.
Drone Platformlarının Türleri Deployed
Yüksek Çözünürlüklü Görsel Kameralarla Quadcopters
Küçük elektrikli dörtkcopters, endüstriyel denetim platformlarından elde edilen birçok kişi, reaktör binalarına girmek için ilk sistemler arasındaydı.Sürücük 4K veya 8K kameraları, tüm zeminlerin karanlık görüntülerini aydınlatmak için güçlü LED aydınlatmalarla ilişkilendirerek, yapısal yeniden boğma, düşmüş rebar, düşmüş grating ve elektriksel geri yükleme mekanizmaları gibi kritik ekipman koşulu ile en aza indirmek için, operatörler yüksek çözünürlüklü 3D modelleri üretirler ve veya veya veya veya tüm zamanların yapısal görüntülerini tek bir bakış açısıyla ortaya çıkarırlar.
Termal Görüntüleme Drones for Leak Tespit için
Uzun dalgalı kızılötesi spektrumda çalışan termal kameralar, soğutma sistemi sızıntıları, buhar deşarjları veya beklenmedik ısı kaynaklarına sahip olan ısıtıcı yakıtların stabil soğutmasını sağlamak, Fukushima'da devam eden bir önceliktir. Termal dronelar, suların daha etkili olduğunu doğrulama noktalarına sahiptir. Ayrıca, buharlı ısıtıcılar içinde buharlı ısıtılış noktaları bulmak için yeterince fazla miktarda ısıtılabilir ve 30 dakika boyunca özel dikkat gerektiren yakıt tasarrufu sağlar.
Radyasyon Haritalama Drones with Spectrometri
Kompakt gamma-ray spektrometreler ile donatılmış özelleştirilmiş dronelar, Geiger-Müller karşıtları veya kamyum çinko telluride (CZT) Bu, sadece üç boyutta radyasyon alanlarının yoğunluğuna alışkın değildir. Düşük hızlarda, bu sistemler rekorlar boyunca hızlarda, bu sistemler rekor dozlama testi ve izotopik olmayan, tam olarak sabit olmayan bir noktadaki bulutların yer değiştirmesine yardımcı olur.Bu, sadece radyasyon alanlarının yoğunluğuna izin verir.
Sualtı ve Amphibious Drones for Seled Zones
Türbeye dayanıklı bodrumlar ve su bazlı alanlarda, uzaktan kumandalı araçlar (ROVs) ve küçük otonom su araçları (AUVs) benzer roller yerine getirir.Hava olmasa da, aynı operasyonel felsefe ve veri entegrasyonu çerçevelerini paylaşıyorlar. Son gelişmeler, bir test tankında öne çıkan hibrit sistemler ve daha sonra Fukushima'da yapılan bir alt kattaki bir duruma geçiş yapmak için planlanmaktadır.
Geniş-Area Çevre Araştırmaları için Sabit-Wing Drones
reaktör binalarının ötesinde, sabit uçaklar - hem de pil-güçlü ve hidrojen yakıt hücresi - çevresel izleme için büyük alanları keşfedin.Onlar otomatik olarak dışlama alanı üzerinde transkripspek bilgisayarlar taşır ve bitki kirliliğini değerlendirmek için çok sayıda sabit uçakla donatılabilir. Bu platformlar, görev başına onlarca kilometrelik bir miktar boyunca yüksek çözünürlükte kalır.
Data Integration and AI-Driven Analysis
drone uçuşlarından gelen Raw sensör verileri sadece eylem edilebilir bilgilere sentezlandığında değerli olur. Fukushima'da takımlar, bu bilgileri kullanarak, çatlakları, değişen su seviyelerini veya radyasyon ölçümlerini azaltmak gibi eğilimleri tespit etmek için bina bilgileri modellemektedir.Bu zaman analizleri risk değerlendirmeleri ve bir sonraki denetim hedeflerini önceliklendirir.
Yapay zeka ve makine öğrenme algoritmaları otomatik analize giderek uygulanır. Konvolutional sinir ağları, metalik yapılarda korozyon veya yüzey çukuru gibi belirli hataları tespit etmek için eğitilebilir. Bu, manuel inceleme yükünü azaltır ve standartlaştırır, böylece otomatik bir değişimin tespitinin zaten onları 1'deki yapısal bloklarda beklenmedik bir şekilde değiştirdiği konusunda uyarlanmış ve daha fazla elverişli görevler için gerekli olan bir incelemeyi tetikler.
Worker Radyasyonu Emisyonunu Yeniden Üretin
İşer doz yönetimi herhangi bir nükleer sitede bir birincil güvenlik endişesidir ve Fukushima'nın temizlenmesi, bir işçinin daha sonra girilmesi gereken doz alanını haritalamak için gerekli olan tek yoldur. TEPCO, drone temelli önceden belirlenmiş bir dozda, belirli bir giriş görevi için 60'tan fazla bir şekilde azaltılabilir ve daha hızlı bir şekilde yük taşımacılığına devam etmesi için beklenen tüm kolektif dozları azaltmıştır.
dozun ötesinde, dronelar da yüksek çözünürlükte çalışmadan, sınırlı alanlarda veya kararsız bir enkazda çalışmadan veya onsuz bir montajın tehlikeli ve zaman alıcı iş için gerekli olan birçok hazırlık adımını azaltabilir, küçük bir takımın da uzun süre boyunca geniş bir çalışma alanı izlemesine izin verir.Bir belgelenmiş durumda, 40 kişilik bir reaktör binası çatısının drone denetiminin bir drone denetimi 40 kişi için ihtiyacı ortadan kaldırır.
Autonomy ve Advanced Navigation Systems
Bir sonraki sınır tamamen özerkdir. TEPCO'nun araştırma ortakları, Japonya Atom Enerjisi Ajansı (JAEA) ve çeşitli üniversite laboratuvarları dahil olmak üzere, kendi kendini özgür yolları ve hatta daha uzun süre insan kontrolü olmadan kablosuz şarj istasyonuna geri dönen uçaklar geliştiriyorlar.SLAM algoritmaları, boş yerlerle birlikte başlanmalıdır; bazı sistemler, ultra genişleyen 3D haritalar oluşturur.
Swarm operasyonları da test ediliyor. Birden çok küçük drone, büyük bir alanı daha hızlı örmek veya farklı görevlerde uzmanlaşmak için işbirliği yapabilir - bir harita radyasyonu sağlamak, bir iletişim halindeki üçüncü bir oyuncuyu başarıyla gerçekleştirmektedir.Swarm direnişi, bir birim başarısız olursa, diğerleri devam eder ve kayıp birimdeki verileri gerçek zamanlı olarak paylaşılırsa tamamen kaybolur.
Özerkliği desteklemek için, TEPCO UWB kapalı konum sistemlerini ve Bluetooth Low Energy beacons'u bazı alanlarda desteklemek için kurulmuştur. Bunlar dış referans çerçevesini sağlar, tam olarak mükemmel veya görsel odometri sistemlerini kullanmayı amaçlar.UWB kapalı konum planlamanın kombinasyonu, en az personel yerinde gerçekleştirildiğinde, daha fazla zaman zaman çizelgesini hızlandırır. TEPCO, 4 bağımsız veya görsel odometri sistemini gerçekleştirmeyi amaçlamaktadır.
Vaka Çalışması: Birim 1 Pedestal Muayene
2023 başlarında, önemli bir görev, bölgeyi doğrudan birim 1 reaktör baskı gemisinin altında incelemek için özel bir yerleşik bir drone kullandı, bu yüzden bir pan-tilt kameraya ve kompakt bir doza karşı bir tasarıma karşı kullanılan bir bilgisayar izleme yöntemiyle, yüksek radyasyona rağmen, pedestal ve (IRID) verilerinin varlığını gösteren ekran görüntüleri başarıyla yakaladı.
Düzenleme ve Sertifikalar
Nükleer bir sitede uçan uçaklar sıkı bir şekilde düzenlenir. Japonya'da Sivil Havacılık Yasası ve Radyo Kanunu ABD operasyonlarını yönetirken, Nükleer Yönetmelik Otoritesi (NRA) yalnızca pilot olarak değil, radyasyon koruması, kirlenme kontrolü ve acil müdahalede de hiçbir şekilde bir kıvılcım haline gelmemesini sağlar.
TEPCO, her drone tipi için resmi bir güvenlik davası sağlamak için üreticiler ve araştırma kurumları ile yakından çalışır. Bu, bir başarısızlık modu analizi, deneysel aletler olarak belgelenmiş bir şekilde belgelenmiş bir uygulama prosedürüdür ve önceden tanımlanmış bir son derece yaşam süresi tasarruf sistemi; NRA şu anda düşük seviyeli bir radyoaktif atık olarak, herhangi bir zamanda, bu tür bir özerklik grubunun ayrılmaz bir parçası olarak, standartlaşma yönteminin standartlaşmasını sağlar.
Uluslararası İşbirliği ve Bilgi Paylaşımı
Fukushima drone programı, Dünya Nükleer Birliği, OECD Nükleer Enerji Ajansı ve www.FLT:0)IAEA[D: 1) ABD, Fransa ve Birleşik Devletleri gibi zarar görmüş Chernobyl sitesinde kullanılan uçaklar, İngiltere'de satış tesislerine yönelik olarak, yüksek performanslı uçaklarda ve robot manipülatörlerde yapılan satışlarda yapılan satışlarda, yeni sensör yüklerinin ve navigasyon yazılımlarının ortak testlerine izin vermektedir.
Bu işbirlikçi yaklaşım gelişmeyi hızlandırıyor. Bir ABD ulusal laboratuvarı, drone'un erişilemez bir kamerayı geliştirdiğinde, TEPCO operatörlerinden geri bildirim alabilir ve Fukushima misyonuna göre birkaç teknik rapor yayınladı.Fonyum devletlerinin kendi acil durum yanıtlarını ve ihmal edici önerilerinin şimdi, OECD Enerjisi'nin yaşam boyu bakım ve olaysal denetlenmesi için bir incelemede serbest bırakılmasını sağlıyor.
Reaktör Binalarının Çevre İzlemesi
Drones ayrıca birincil kaynak yapıları dışında hayati bir rol oynamaktadır. Daha geniş Fukushima sitesine ulaşmanın ve çevre kirliliğinin azaltılmasının yerel topluluklardaki azaltılması takip etmesi ve tahliye edilen kasabaların yeniden tanımlanmasının sağlanması için gerekli olan erozyon kontrol önlemlerinin etkinliğini tespit edebilir. Örneğin, drone destekli hiperspectral sensörleri, toprak ne yazık ki, okyanusa ulaşmalarını engelleyen özel kirliliğin önlenmesi için gerekli olan erozyon kontrol önlemleri tanımlayabilir.
Yol Ahead: AI-Powered Predictive Watch
İleriye bakıldığında, sürekli drone veri akışları ile ilgili fizik bilgi sistemlerinin entegrasyonu, bir öz-yönemli bir teşhis sistemi olarak çalışabilmek yerine, sistem, sorunları geliştirmeyi öngörebilir - IRID ile ortak projeler aracılığıyla - Dijital ikiz simülasyonlar otomatik olarak araştırılmalıdır.Bu vizyon hala gerçek bir düzeltme işlemi olmadan, fiziksel bir düzeltme senaryolarını sağlamak için milyonlarca kez daha zorlaştırmak için otomatik olarak çalışır.
Bir başka umut verici avenue, sabit yakıt platformlarında test edilen hidrojen yakıt hücrelerinin kullanımıdır, çünkü tek egzozlu havalimanları genellikle 7/24 çalışan bir robot filosunu içerir.