(57)【要約】【課題】シミュレーションモデルに対し切替を考慮した調整を行うことなく、シミュレーションモデル切替時に発生するパラメータ値の不連続を解消する。【解決手段】実施形態によれば、第１のシミュレーションモデルから第２のシミュレーションモデルに切替えるモデル切替プログラムであり、切替タイミングであると判断した場合に、前記第２のシミュレーションモデルが動作するのに必要なパラメータ値を収集する手順と、前記第１のシミュレーションモデルを動作させたまま、前記パラメータ値を用いて前記第２のシミュレーションモデルを動作させる手順と、前記第１のシミュレーションモデルの第１の出力値および前記第２のシミュレーションモデルの第２の出力値を用いて、時間が経過するにつれて前記第１の出力値から前記第２の出力値に徐々に近づく第３の出力値を計算する手順と、前記第３の出力値を表示手段に出力する手順とをコンピュータに実行させる。【選択図】図２
2014115520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
訓練シミュレーションの際に、第１のシミュレーションモデルから第２のシミュレーションモデルに切替えるシミュレーションモデル切替プログラムであって、
シミュレーションモデルの切替タイミングであると判断した場合に、前記第２のシミュレーションモデルが動作するのに必要なパラメータ値を収集する手順と、
前記第１のシミュレーションモデルを動作させたまま、前記パラメータ値を用いて前記第２のシミュレーションモデルを動作させる手順と、
前記第１のシミュレーションモデルの第１の出力値および前記第２のシミュレーションモデルの第２の出力値を用いて、時間が経過するにつれて前記第１の出力値から前記第２の出力値に徐々に近づく第３の出力値を計算する手順と、
前記第３の出力値を表示手段に出力する手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするシミュレーションモデル切替プログラム。
【請求項２】
前記第３の出力値を計算する手順において、
時間が経過するにつれて減少する第１の優先度と、時間が経過するにつれて増加する第２の優先度とを計算し、式（１）により前記第３の出力値を計算することを特徴とする請求項１に記載のシミュレーションモデル切替プログラム。
【数１】
2014115520.tif 000008
ここで、Ｈｃ：前記第３の出力値、αＡ：前記第１の優先度、ＨＡ：前記第１の出力値、αＢ：前記第２の優先度、ＨＢ：前記第２の出力値である。
【請求項３】
式（２）および式（３）により前記第１および第２の優先度をそれぞれ計算することを特徴とする請求項２に記載のシミュレーションモデル切替プログラム。
【数２】
2014115520.tif 000009
ここで、ｍ：正の値、ｔ：前記切替タイミングからの経過時間である。
【請求項４】
式（４）および式（５）により前記第１および第２の優先度をそれぞれ計算することを特徴とする請求項２に記載のシミュレーションモデル切替プログラム。
【数３】
2014115520.tif 000010
ここで、ｔ：現在時刻、ｔ１：前記切替タイミングの時刻、ｔ２：切替完了時刻である。
【請求項５】
式（６）および式（７）により前記第１および第２の優先度をそれぞれ計算することを特徴とする請求項２に記載のシミュレーションモデル切替プログラム。
【数４】
2014115520.tif 000011
ここで、ｔ：前記切替タイミングからの経過時間、ｆ（ｔ）：関数である。
【請求項６】
前記第３の出力値を計算する前に前記第２の出力値の正常性を判断し、前記第２の出力値が異常値であると判断した場合には、前記第３の出力値に代えて前記第１の出力値を前記表示手段に出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のシミュレーションモデル切替プログラム。
【請求項７】
前記第１のシミュレーションモデルから前記第２のシミュレーションモデルへの切替期間において前記第２の出力値が前記第１の出力値と一致した場合には、それ以降については前記第２の出力値を前記第３の出力値に代えて前記表示手段に出力することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のシミュレーションモデル切替プログラム。
【請求項８】
切替キーとなるパラメータの値が所定の閾値を上回った若しくは下回った場合、予め設定しておいた時刻になった場合、または、訓練シナリオにおける所定のイベントが発生した場合に、前記切替タイミングであると判断することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のシミュレーションモデル切替プログラム。
【請求項９】
訓練シミュレーションの際に、第１のシミュレーションモデルから第２のシミュレーションモデルに切替えるシミュレーションモデル切替方法であって、
シミュレーションモデルの切替タイミングであると判断した場合に、前記第２のシミュレーションモデルが動作するのに必要なパラメータ値を収集し、
前記第１のシミュレーションモデルを動作させたまま、前記パラメータ値を用いて前記第２のシミュレーションモデルを動作させ、
前記第１のシミュレーションモデルの第１の出力値および前記第２のシミュレーションモデルの第２の出力値を用いて、時間が経過するにつれて前記第１の出力値から前記第２の出力値に徐々に近づく第３の出力値を計算し、
前記第３の出力値を表示手段に出力する、
ことを特徴とするシミュレーションモデル切替方法。
【請求項１０】
前記第３の出力値を計算する際、
時間が経過するにつれて減少する第１の優先度と、時間が経過するにつれて増加する第２の優先度とを計算し、式（８）により前記第３の出力値を計算することを特徴とする請求項９に記載のシミュレーションモデル切替方法。
【数５】
2014115520.tif 000012
ここで、Ｈｃ：前記第３の出力値、αＡ：前記第１の優先度、ＨＡ：前記第１の出力値、αＢ：前記第２の優先度、ＨＢ：前記第２の出力値である。
【請求項１１】
前記第３の出力値を計算する前に前記第２の出力値の正常性を判断し、前記第２の出力値が異常値であると判断した場合には、前記第３の出力値に代えて前記第１の出力値を前記表示手段に出力することを特徴とする請求項９または１０に記載のシミュレーションモデル切替方法。
【請求項１２】
訓練シミュレーションの際に、第１のシミュレーションモデルから第２のシミュレーションモデルに切替えるシミュレーションモデル切替装置であって、
シミュレーションモデルの切替タイミングを判断し、前記切替タイミングであると判断した場合には、前記第２のシミュレーションモデルの動作に必要なパラメータ値の収集開始命令を出力するモデル切替判断部と、
前記収集開始命令を受信した場合に、前記第２のシミュレーションモデルを動作させるのに必要なパラメータ値を収集し、前記パラメータ値の収集が完了すると切替開始通知を出力するパラメータ収集部と、
前記切替開始通知を受信すると、時間が経過するにつれて減少する、前記第１のシミュレーションモデルに対する第１の優先度、および時間が経過するにつれて増加する、前記第２のシミュレーションモデルに対する第２の優先度を計算するモデル優先度計算部と、
前記第１のシミュレーションモデルを実行する第１のモデル実行部のみが動作する第１のモデル動作状態、前記第２のシミュレーションモデルを実行する第２のモデル実行部のみが動作する第２のモデル動作状態、および前記第１および第２のシミュレーションモデルの両方が動作するオーバーラップ状態の３つのモデル動作状態を把握する動作状態把握部と、
前記オーバーラップ状態において、前記第１のモデル実行部が出力する第１の出力値に前記第１の優先度を乗じた値と、前記第２のモデル実行部が出力する第２の出力値に前記第２の優先度を乗じた値との和である第３の出力値を計算する合成出力値計算部と、
を備えることを特徴とするシミュレーションモデル切替装置。
【請求項１３】
前記動作状態把握部は、前記切替開始通知の受信により、前記第１のモデル動作状態から前記オーバーラップ状態に遷移したことを把握し、前記第１の優先度が所定の値まで低下したことにより、前記オーバーラップ状態から前記第２のモデル動作状態に遷移したことを把握することを特徴とする請求項１２に記載のシミュレーションモデル切替装置。
【請求項１４】
前記第２の出力値の正常性を判断し、その判断結果を前記モデル優先度計算部に出力する出力値正常性判断部をさらに備え、
前記モデル優先度計算部は、前記第２の出力値が異常と判断された場合、前記第１の優先度を“１”とし、かつ前記第２の優先度を“０”とすることを特徴とする請求項１２または１３に記載のシミュレーションモデル切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、シミュレーションモデル切替プログラム、シミュレーションモデル切替方法、およびシミュレーションモデル切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントや化学プラントなどを対象とした訓練シミュレータでは、同じパラメータ（炉内水位等）であっても、模擬する場面に応じてシミュレーションモデルを切替えてパラメータの値を計算している。これは、通常時、事故時または苛酷事故時などの事象に応じてパラメータの挙動が大きく異なり、単一のシミュレーションモデルでは対象プラント等の模擬に限界があることが多いためである。このため、従来、事象の進展に伴って複数のシミュレーションモデルを切替えることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３３８８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、各シミュレーションモデルは、同じパラメータに対して計算方法が異なるため、シミュレーションモデル間で出力パラメータ値が一致しない場合がある。
【０００５】
パラメータ値の不連続が発生しても、警報レベルでない限り、シミュレーション対象の運転訓練上は特に問題がない。しかし、操作していないにもかかわらずパラメータ値が勝手に変動すると、運転訓練を行う訓練者に違和感を与えることになる。
【０００６】
よって、シミュレーションモデルの切替に伴うパラメータ値の不連続の発生を回避することが求められる。
【０００７】
なお、従来、この不連続の問題を解消するためには、切替前のシミュレーションモデルおよび切替後のシミュレーションモデルに対して、切替を考慮した調整を行い、事象毎に動作確認を行う必要があった。
【０００８】
本発明は上記技術的認識に基づいてなされたものであり、その目的は、シミュレーションモデルに対し切替を考慮した調整を行うことなく、シミュレーションモデル切替時に発生するパラメータ値の不連続を解消することができるシミュレーションモデル切替プログラム、シミュレーションモデル切替方法、およびシミュレーションモデル切替装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態に係るシミュレーションモデル切替プログラムは、訓練シミュレーションの際に、第１のシミュレーションモデルから第２のシミュレーションモデルに切替えるシミュレーションモデル切替プログラムである。このシミュレーションモデル切替プログラムは、シミュレーションモデルの切替タイミングであると判断した場合に、前記第２のシミュレーションモデルが動作するのに必要なパラメータ値を収集する手順と、前記第１のシミュレーションモデルを動作させたまま、前記パラメータ値を用いて前記第２のシミュレーションモデルを動作させる手順と、前記第１のシミュレーションモデルの第１の出力値および前記第２のシミュレーションモデルの第２の出力値を用いて、時間が経過するにつれて前記第１の出力値から前記第２の出力値に徐々に近づく第３の出力値を計算する手順と、前記第３の出力値を表示手段に出力する手順と、をコンピュータに実行させる。
【００１０】
また、実施形態に係るシミュレーションモデル切替方法は、訓練シミュレーションの際に、第１のシミュレーションモデルから第２のシミュレーションモデルに切替えるシミュレーションモデル切替方法である。このシミュレーションモデル切替方法は、シミュレーションモデルの切替タイミングであると判断した場合に、前記第２のシミュレーションモデルが動作するのに必要なパラメータ値を収集し、前記第１のシミュレーションモデルを動作させたまま、前記パラメータ値を用いて前記第２のシミュレーションモデルを動作させ、前記第１のシミュレーションモデルの第１の出力値および前記第２のシミュレーションモデルの第２の出力値を用いて、時間が経過するにつれて前記第１の出力値から前記第２の出力値に徐々に近づく第３の出力値を計算し、前記第３の出力値を表示手段に出力する。
【００１１】
また、実施形態に係るシミュレーションモデル切替装置は、訓練シミュレーションの際に、第１のシミュレーションモデルから第２のシミュレーションモデルに切替えるシミュレーションモデル切替装置である。このシミュレーションモデルの切替装置は、シミュレーションモデルの切替タイミングを判断し、前記切替タイミングであると判断した場合には、前記第２のシミュレーションモデルの動作に必要なパラメータ値の収集開始命令を出力するモデル切替判断部と、前記収集開始命令を受信した場合に、前記第２のシミュレーションモデルを動作させるのに必要なパラメータ値を収集し、前記パラメータ値の収集が完了すると切替開始通知を出力するパラメータ収集部と、前記切替開始通知を受信すると、時間が経過するにつれて減少する、前記第１のシミュレーションモデルに対する第１の優先度、および時間が経過するにつれて増加する、前記第２のシミュレーションモデルに対する第２の優先度を計算するモデル優先度計算部と、前記第１のシミュレーションモデルを実行する第１のモデル実行部のみが動作する第１のモデル動作状態、前記第２のシミュレーションモデルを実行する第２のモデル実行部のみが動作する第２のモデル動作状態、および前記第１および第２のシミュレーションモデルの両方が動作するオーバーラップ状態の３つのモデル動作状態を把握する動作状態把握部と、前記オーバーラップ状態において、前記第１のモデル実行部が出力する第１の出力値に前記第１の優先度を乗じた値と、前記第２のモデル実行部が出力する第２の出力値に前記第２の優先度を乗じた値との和である第３の出力値を計算する合成出力値計算部と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シミュレーションモデルに対し切替を考慮した調整を行うことなく、シミュレーションモデル切替時に発生するパラメータ値の不連続を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係るシミュレーションモデル切替装置１０の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係るシミュレーションモデル切替方法のフローチャートである。
【図３】第１の実施形態に係るシミュレーションモデルの切替を行った場合における、シミュレーションされた炉内水位の時間変化の一例を示すグラフである。
【図４】第１の計算方法によるモデル優先度の計算結果を示すグラフである。
【図５】第２の計算方法によるモデル優先度の計算結果を示すグラフである。
【図６】第３の計算方法によるモデル優先度の計算結果を示すグラフである。
【図７】オーバーラップ期間中に出力値が一致した場合における、シミュレーションされた炉内水位の時間変化の一例を示すグラフである。
【図８】第２の実施形態に係るシミュレーションモデル切替装置１０Ａの概略的な構成を示すブロック図である。
【図９】第２の実施形態に係るシミュレーションモデル切替方法のフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態に係るシミュレーションモデルの切替を行った場合における、シミュレーションされた炉内水位の時間変化の一例を示すグラフである。
【図１１】３つのシミュレーションモデルの切替を行った場合における、シミュレーションされた炉内水位の時間変化の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るシミュレーションモデル切替装置１０について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るシミュレーションモデル切替装置１０の概略的な構成を示すブロック図を示している。
【００１６】
シミュレーションモデル切替装置１０は、モデル切替判断部１１と、パラメータ収集部１２と、モデル優先度計算部１３と、動作状態把握部１４と、合成出力値計算部１５と、モデルＡ制御部１６と、モデルＢ制御部１７とを備えている。
【００１７】
シミュレーションモデル切替装置１０は、例えばコンピュータであり、そのプロセッサがシミュレーションモデル切替プログラムを実行することで、各部の機能が実現される。
【００１８】
シミュレーションモデル切替装置１０は、訓練シミュレーションの際に、シミュレーションモデルＡ（以下、単に「モデルＡ」ともいう。）からシミュレーションモデルＢ（以下、単に「モデルＢ」ともいう。）に切替えるためのシミュレーションモデル切替装置である。
【００１９】
シミュレーションモデル切替装置１０は、図１に示すように、シミュレーションモデルＡを実行するモデルＡ実行部３０、およびシミュレーションモデルＢを実行するモデルＢ実行部４０に通信可能に接続されている。
【００２０】
モデルＡ実行部３０およびモデルＢ実行部４０は、例えば、炉心溶融前後の原子炉をそれぞれ模擬する訓練シミュレータであり、独立したものとして構成されている。
【００２１】
次に、シミュレーションモデル切替装置１０の各構成要素について詳しく説明する。
【００２２】
モデル切替判断部１１は、切替キーとなるパラメータ（炉内水位、燃料温度、炉内圧力等）を監視する。
【００２３】
また、モデル切替判断部１１は、シミュレーションモデルの切替タイミングを判断する。例えば、炉内水位が閾値を下回った場合、あるいは燃料温度が閾値を上回った場合に、切替タイミングであると判断する。ここで、閾値は、モデルＡがシミュレーション可能な限界値よりも少しマージンを確保した値とすることが好ましい。
【００２４】
なお、切替タイミングの判断は、一つの監視パラメータが所定の条件を満たす場合に限らず、複数の監視パラメータがそれぞれの条件を満たす場合（例えば、炉内水位が所定値を下回り且つ燃料温度が所定値を上回った場合）に、切替タイミングであると判断してもよい。その他、予め設定しておいた時刻になった場合、または、訓練シナリオにおける所定のイベント（炉心溶融、冷却系回復など）が発生した場合に、切替タイミングであると判断してもよい。
【００２５】
そして、切替タイミングであると判断した場合に、モデル切替判断部１１は、シミュレーションモデルＢの動作に必要なパラメータ値の収集開始命令をパラメータ収集部１２に出力する。ここで、シミュレーションモデルＢの動作に必要なパラメータ値とは、モデルＡ実行部３０の出力値であって、モデルＢの初期値となるパラメータ値のことである。
【００２６】
パラメータ収集部１２は、収集開始命令を受信した場合に、シミュレーションモデルＢを動作させるのに必要なパラメータ値を収集する。このパラメータ値は、例えば、モデルＡ実行部３０が有するメモリ、あるいはシミュレーションモデル切替装置１０およびモデルＡ実行部３０の共有メモリから読み取られる。
【００２７】
パラメータ収集部１２は、パラメータ値の収集が完了すると、切替開始通知をモデル優先度計算部１３および動作状態把握部１４にそれぞれ出力する。また、パラメータ収集部１２は、収集したパラメータ値を、モデルＢ実行部４０に送信する。送信されたパラメータ値は、モデルＢ実行部４０において、モデルＢを実行するための初期値として使用される。
【００２８】
モデル優先度計算部１３は、シミュレーションモデルＡに対する優先度αＡおよびシミュレーションモデルＢに対する優先度αＢを、動作状態把握部１４および合成出力値計算部１５にそれぞれ出力する。
【００２９】
切替開始通知を受信する前においては、モデル優先度計算部１３は、αＡ＝１，αＢ＝０を出力する。
【００３０】
切替開始通知を受信すると、モデル優先度計算部１３は、時間が経過するにつれて減少する優先度αＡ、および時間が経過するにつれて増加する優先度αＢを計算する。例えば、時間の経過とともに、優先度αＡは１から０に減少し、優先度αＢは０から１に増加する。優先度の計算方法については、後ほどいくつかの例を挙げて詳しく述べる。
【００３１】
そして、優先度αＡが０になって以降については、モデル優先度計算部１３は、αＡ＝０，αＢ＝１を出力する。
【００３２】
動作状態把握部１４は、モデルＡ実行部３０のみが動作する「モデルＡ動作状態」、モデルＢ実行部４０のみが動作する「モデルＢ動作状態」、および両方のモデル実行部（モデルＡ実行部３０およびモデルＢ実行部４０）が動作する「オーバーラップ状態」の３つのモデル動作状態を把握する。
【００３３】
具体的には、動作状態把握部１４は、切替開始通知の受信により、「モデルＡ動作状態」から「オーバーラップ状態」に遷移したことを把握し、優先度αＡが所定の値（例えばゼロ）まで低下したことにより、「オーバーラップ状態」から「モデルＢ動作状態」に遷移したことを把握する。
【００３４】
また、動作状態把握部１４は、モデルＡ制御部１６およびモデルＢ制御部１７に、上記のようにして把握したモデル動作状態を通知する。
【００３５】
モデルＡ制御部１６は、動作状態把握部１４から受信したモデル動作状態に基づいて、モデルＡ実行部３０を制御する。具体的には、モデルＡ制御部１６は、オーバーラップ状態からモデルＢ動作状態に遷移した場合に、モデルＡ実行部３０に停止命令を出力する。また、モデルＡ制御部１６はモデルＡ実行部３０から出力値ＨＡを取得し、出力値ＨＡを合成出力値計算部１５に送信する。
【００３６】
モデルＢ制御部１７は、動作状態把握部１４から受信したモデル動作状態に基づいて、モデルＢ実行部４０を制御する。具体的には、モデルＢ制御部１７は、モデルＡ動作状態からオーバーラップ状態に遷移した場合に、モデルＢ実行部４０に動作命令を出力する。また、モデルＢ制御部１７はモデルＢ実行部４０から出力値ＨＢを取得し、出力値ＨＢを合成出力値計算部１５に送信する。また、モデルＢ制御部は、合成出力値計算部１５から出力値Ｈｃを受信する。
【００３７】
合成出力値計算部１５は、モデルＡ制御部１６からモデルＡ実行部３０の出力値ＨＡを受信し、モデルＢ制御部１７からモデルＢ実行部４０の出力値ＨＢを受信する。
【００３８】
合成出力値計算部１５は、オーバーラップ状態において、出力値ＨＣを式（１）により計算する。
【数１】
2014115520.tif 000003
【００３９】
即ち、合成出力値計算部１５は、モデルＡ実行部３０が出力する出力値ＨＡに優先度αＡを乗じた値と、モデルＢ実行部４０が出力する出力値ＨＢに優先度αＢを乗じた値との和を、合成出力値として計算する。
【００４０】
合成出力値計算部１５は、計算した出力値ＨＣを表示手段（原子炉制御盤のメーター、ディスプレイ、プリンタなど）に出力する。
【００４１】
次に、上記のシミュレーションモデル切替装置１０によるシミュレーションモデルの切替方法について、図２を参照して説明する。図２は、第１の実施形態に係るシミュレーションモデル切替方法を示すフローチャートである。 
なお、切替前のシミュレーションモデルの動作状態は、モデルＡ実行部３０のみが動作するモデルＡ動作状態である。
【００４２】
まず、モデル切替判断部１１により、切替タイミングであるか否かを判断する（ステップＳ１１）。切替タイミングであると判断した場合にはステップＳ１２に進み、そうでない場合には切替キーとなるパラメータの監視を継続する。
【００４３】
次に、パラメータ収集部１２により、シミュレーションモデルＢが動作するのに必要なパラメータ値を収集する（ステップＳ１２）。
【００４４】
次に、シミュレーションモデルＡを動作させたまま、収集したパラメータ値を用いてシミュレーションモデルＢを動作させる（ステップＳ１３）。
【００４５】
具体的には、切替開始通知を受信することにより、動作状態把握部１４は、モデルＡ動作状態からオーバーラップ状態に遷移したことを把握し、モデルＡ制御部１６およびモデルＢ制御部１７に状態通知を行う。オーバーラップ状態の通知を受信したモデルＡ制御部１６は、モデルＡ実行部３０にシミュレーションを継続させる。一方、状態通知を受信したモデルＢ制御部１７は、モデルＢ実行部４０に動作命令を出力する。モデルＢ実行部４０は、パラメータ収集部１２から受信したパラメータ値を初期値として用いてシミュレーションを開始する。なお、動作状態把握部１４は、モデルＡ制御部１６に対しては状態通知を行わなくてもよい。
【００４６】
次に、モデルＡ制御部１６およびモデルＢ制御部１７により、シミュレーションモデルＡの出力値ＨＡおよびシミュレーションモデルＢの出力値ＨＢを取得する（ステップＳ１４）。本ステップでは、モデルＡ実行部３０およびモデルＢ実行部４０による最新の出力値を取得する。
【００４７】
次に、合成出力値計算部１５により、取得した出力値ＨＡおよび出力値ＨＢを用いて、時間が経過するにつれて出力値ＨＡから出力値ＨＢに徐々に近づく出力値Ｈｃを計算する（ステップＳ１５）。
【００４８】
次に、合成出力値計算部１５により、メーターまたはディスプレイ等の表示手段に出力値ＨＣを出力する（ステップＳ１６）。
【００４９】
次に、モデルＢ制御部１７により、出力値ＨＣが出力値ＨＢに等しいか否かを判定する（ステップＳ１７）。この判定は、出力値ＨＣと出力値ＨＢとを直接比較することにより行ってもよいし、あるいは、優先度αＡが“０”であるか否かにより判定してもよい。なお、本ステップの判定は、モデルＢ制御部１７から出力値ＨＢを受信し、かつ合成出力値計算部１５から出力値Ｈｃを受信するように構成された動作状態把握部１４により行ってもよい。判定の結果、出力値ＨＣが出力値ＨＢに等しい場合は切替処理を終了し、そうでない場合はステップＳ１４に戻る。
【００５０】
上記のようにシミュレーションモデルを切替えることで、図３に示すように、オーバーラップ状態においてパラメータ値が不連続に変化することを回避できる。図３は、第１の実施形態に係るシミュレーションモデルの切替を行った場合における、シミュレーションされた炉内水位の時間変化の一例を示すグラフを示している。
【００５１】
第１の実施形態では、モデルＡおよびモデルＢの両方が動作するオーバーラップ状態を設け、このオーバーラップ状態においてパラメータ値（ここでは炉内水位）がモデルＡの出力値からモデルＢの出力値に徐々に近づくように変化することで、シミュレーションモデルの切替時にパラメータ値の不連続が発生することを回避することができる。
【００５２】
その結果、第１の実施形態によれば、モデルＡ実行部３０およびモデルＢ実行部４０に対して切替を考慮した調整を行わずに、各々のシミュレーションモデルが想定する事象を統合した訓練シミュレーションを、訓練者に違和感を与えることなく実施することができる。
【００５３】
ここで、上記シミュレーションモデルの切替方法のステップＳ１５における出力値Ｈｃの計算方法について３つの例を説明する。
【００５４】
まず、第１の計算方法について説明する。第１の計算方法では、シミュレーションモデルＡに対する優先度αＡおよびシミュレーションモデルＢに対する優先度αＢを、所定の変化率ｍ（＞０）でそれぞれ変化させる。より具体的には、優先度αＡおよび優先度αＢをそれぞれ式（２）および式（３）により計算する。
【数２】
2014115520.tif 000004
ここで、ｔは切替タイミング（切替時刻）からの経過時間である。
【００５５】
式（２）および式（３）に従って計算した優先度αＡおよび優先度αＢを図４に示す。図４は、ｍ＝０．０５とした場合の計算結果である。この場合、図４に示すように、オーバーラップ状態が２０秒間継続する。
【００５６】
次に、第２の計算方法について説明する。第２の計算方法では、オーバーラップ状態の継続時間を予め決めておき、優先度αＡおよび優先度αＢを一定の変化率で変化させる。より具体的には、優先度αＡおよび優先度αＢをそれぞれ式（４）および式（５）により計算する。
【数３】
2014115520.tif 000005
ここで、ｔは現在時刻であり、ｔ１は切替タイミングの時刻であり、ｔ２は切替完了時刻である。図５はオーバーラップ状態の継続時間（ｔ２−ｔ１）を１０秒とした場合の計算結果である。
【００５７】
次に、第３の計算方法について説明する。第３の計算方法では、シミュレーションモデルの切替からある程度の期間についてはモデルＢの影響を比較的小さく抑える。より具体的には、優先度αＡおよび優先度αＢをそれぞれ式（６）および式（７）により計算する。
【数４】
2014115520.tif 000006
ここで、ｔは切替タイミングからの経過時間であり、関数ｆ（ｔ）は、切替タイミングから切替完了までのオーバーラップ期間の前半部分における傾きがオーバーラップ期間の後半部分における傾きよりも小さい関数である。図６は関数ｆ（ｔ）を式（８）の多項式関数とした場合の計算結果である。
【数５】
2014115520.tif 000007
【００５８】
ところで、図７に示すように、オーバーラップ期間中に、モデルＢの出力値ＨＢがモデルＡの出力値ＨＡに一致することがある。このようにシミュレーションモデルＡからシミュレーションモデルＢへの切替期間において出力値ＨＢが出力値ＨＡと一致した場合には、それ以降については、モデル優先度にかかわらず、出力値ＨＣに代えて出力値ＨＢを表示手段に出力する。これにより、当初のオーバーラップ期間よりも短い期間でシミュレーションモデルの切替が完了する。なお、この場合、動作状態把握部１４は、合成出力値計算部１５から出力値ＨＢが出力値ＨＡに一致したことを受信し、「オーバーラップ状態」から「モデルＢ動作状態」に遷移したことを把握するようにしてもよい。
【００５９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るシミュレーションモデル切替装置１０Ａについて、図８を参照して説明する。図８は、第２の実施形態に係るシミュレーションモデル切替装置１０Ａの概略的な構成を示すブロック図を示している。なお、図８において、図１と同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付している。
【００６０】
第２の実施形態と第１の実施形態との間の相違点の一つは、モデルＢ実行部４０の出力値の正常性の判定を行う点である。
【００６１】
以下、第１の実施形態との相違点を中心に第２の実施形態について説明する。
【００６２】
シミュレーションモデル切替装置１０Ａは、モデル切替判断部１１と、パラメータ収集部１２と、モデル優先度計算部１３と、動作状態把握部１４と、合成出力値計算部１５と、モデルＡ制御部１６と、モデルＢ制御部１７と、出力値正常性判断部１８とを備えている。
【００６３】
シミュレーションモデル切替装置１０Ａは、例えばコンピュータであり、そのプロセッサがシミュレーションモデル切替プログラムを実行することで、各部の機能が実現される。
【００６４】
図８に示すように、モデルＡ制御部１６は、モデルＡ実行部３０から受信した出力値ＨＡを出力値正常性判断部１８に送信する。同様に、モデルＢ制御部１７は、モデルＢ実行部４０から受信した出力値ＨＢを出力値正常性判断部１８に送信する。
【００６５】
出力値正常性判断部１８は、出力値ＨＢの正常性を判断し、その判断結果をモデル優先度計算部１３に出力する。例えば、出力値ＨＢの変動幅が所定の範囲内に収まっている場合に、出力値ＨＢが正常であると判断する。あるいは、切替タイミングから所定の時間が経過した場合に、出力値ＨＢが正常であると判断してもよい。
【００６６】
また、出力値正常性判断部１８は、モデルＡ制御部１６から受信した出力値ＨＡおよびモデルＢ制御部１７から受信した出力値ＨＢを、合成出力値計算部１５に送信する。
【００６７】
また、出力値正常性判断部１８は、出力値ＨＡと出力値ＨＢが一致した場合には、その旨を動作状態把握部１４に送信する。
【００６８】
なお、出力値正常性判断部１８は、動作状態把握部１４からモデル動作状態を受信し、オーバーラップ状態が終了した場合には出力値ＨＢの正常性の判断を停止してもよい。
【００６９】
モデル優先度計算部１３は、出力値正常性判断部１８により出力値ＨＢが異常と判断された場合、優先度αＡを“１”とし、かつ優先度αＢを“０”とする。これにより、合成出力値計算部１５は、出力値Ｈｃに代えて出力値ＨＡを表示手段に出力する。
【００７０】
次に、上記のシミュレーションモデル切替装置１０Ａによるシミュレーションモデルの切替方法について、図９を参照して説明する。図９は、第２の実施形態に係るシミュレーションモデル切替方法のフローチャートである。
【００７１】
ステップＳ２１〜Ｓ２４は第１の実施形態で説明したステップＳ１１〜Ｓ１４と同様であるので説明を省略し、ステップＳ２４から説明する。
【００７２】
出力値正常性判断部１８により、シミュレーションモデルＢの出力値ＨＢの正常性を判断する（ステップＳ２５）。
【００７３】
次に、出力値ＨＢが正常値であると判断した場合には、合成出力値計算部１５により、出力値ＨＡおよび出力値ＨＢを用いて、時間が経過するにつれて出力値ＨＡから出力値ＨＢに徐々に近づく出力値Ｈｃを計算し、メーターまたはディスプレイ等の表示手段に出力値ＨＣを出力する（ステップＳ２６，Ｓ２７）。
【００７４】
一方、出力値ＨＢが異常値であると判断した場合には、合成出力値計算部１５により、出力値ＨＡを表示手段に出力する（ステップＳ２８）。
【００７５】
次に、モデルＢ制御部１７により、出力値ＨＣが出力値ＨＢに等しいか否かを判定する（ステップＳ２９）。判定の結果、出力値ＨＣが出力値ＨＢに等しい場合は切替処理を終了し、そうでない場合はステップＳ２４に戻る。
【００７６】
上記のように、出力値ＨＢが異常である場合は、出力値ＨＣに代えて出力値ＨＡが表示手段に出力される。即ち、第２の実施形態では、シミュレーションモデルを切替えてからモデルＢの出力値の初期変動が収まるまでの準備期間の間、モデルＡの出力値を表示手段に出力する。
【００７７】
図１０は、第２の実施形態に係るシミュレーションモデルの切替を行った場合における、シミュレーションされた炉内水位の時間変化の一例を示すグラフである。図１０に示すように、シミュレーションモデルの切替後にスパイクやハンチングが発生した場合、モデルＢの出力値ＨＢは異常値であると判定され、最終的な出力値には使用されない。ここで、スパイクとは、出力パラメータ値が瞬時的に上昇または下降する事象であり、ハンチングとは、出力パラメータ値が安定せずに増加したり減少したりする事象である。
【００７８】
第２の実施形態では、モデルＡおよびモデルＢの両方が動作するオーバーラップ状態を設け、このオーバーラップ状態においてパラメータ値（ここでは炉内水位）がモデルＡの出力値からモデルＢの出力値に徐々に近づくように変化することで、シミュレーションモデルの切替時にパラメータ値の不連続が発生することを回避することができる。
【００７９】
その結果、第２の実施形態によれば、モデルＡ実行部３０およびモデルＢ実行部４０に対して切替を考慮した調整を行わずに、各々のシミュレーションモデルが想定する事象を統合した訓練シミュレーションを、訓練者に違和感を与えることなく実施することができる。
【００８０】
さらに、第２の実施形態によれば、スパイクやハンチングが発生した場合であっても、オーバーラップ状態においてパラメータ値が不連続に変化することを回避できる。
【００８１】
以上、本発明に係る２つの実施形態について説明した。上記の実施形態では、２つのシミュレーションモデルの切替について述べたが、同様にして、３つ以上のシミュレーションモデルの切替を行うことも可能である。図１１は、３つのシミュレーションモデルの切替を行った場合における、シミュレーションされた炉内水位の時間変化の一例を示すグラフである。この例では、１秒から３秒の間にモデルＡからモデルＢに切替え、その後さらに、６秒から７秒すぎの間にモデルＢからモデルＣに切替えている。このように３つ以上のシミュレーションモデルを切替えることで、例えば、過渡事象から事故事象に進展し、さらに過酷事象に進展する場合のように事象が進展していくケースを想定した訓練シミュレーションにも対応することができる。
【００８２】
また、モデルＡからモデルＢに切替えた後、再びモデルＢからモデルＡに切替えることも可能である。これは、例えば、通常状態から事故事象に進展したが、訓練者による対応操作により事故が収束して再び通常状態に復帰するようなケースである。
【００８３】
なお、上述した実施形態で説明したシミュレーションモデル切替装置の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、シミュレーションモデル切替装置の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
【００８４】
また、シミュレーションモデル切替装置の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
【００８５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８６】
１０  シミュレーションモデルの切替装置
１１  モデル切替判断部
１２  パラメータ収集部
１３  モデル優先度計算部
１４  動作状態把握部
１５  合成出力値計算部
１６  モデルＡ制御部
１７  モデルＢ制御部
１８  出力値正常性判断部
３０  モデルＡ実行部
４０  モデルＢ実行部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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