(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉を備える原子炉施設の周辺の空域に電波を送信し反射波を受信するレーダアンテナと、
前記レーダアンテナの受信信号を処理し前記空域を飛行する飛行体の飛行状態を表す複数の飛行パラメータを出力する飛行体監視信号処理部と、
前記飛行パラメータに基づいて前記飛行体による前記原子炉施設への衝突の脅威の程度を算出し、脅威レベルを決定する脅威判定部と、
前記脅威レベルが高くなった場合に、前記飛行体の衝突に対する前記原子炉施設における安全処置のための信号を、当該信号の経路に設けられた信号が出力されるまでに所定の時間がかかるように動作を遅延させる時間遅れ要素と運転員の操作により自動出力を阻止する解除要素とを経由して出力する安全処置部と、
を備えることを特徴とする原子炉施設保護システム。
【請求項２】
前記飛行パラメータの項目は、高度、降下率、針路、速度、針路方向加速度、および旋回方向加速度のうちのいずれか複数を含むことを特徴とする請求項１に記載の原子炉施設保護システム。
【請求項３】
前記脅威判定部は、
前記飛行パラメータのそれぞれについてあらかじめ設定された基準範囲に含まれるか前記基準範囲と比較し、前記基準範囲からの逸脱の程度に応じてあらかじめ設定された値を当該飛行パラメータに対応する判定変数に付与する比較部と、
前記比較部それぞれによって得られたそれぞれの前記判定変数の値に基づいて脅威レベル決定用指標を算出するＴＬ値算出部と、
前記脅威レベル決定用指標の値によって前記脅威レベルを決定する脅威レベル決定部と、
を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の原子炉施設保護システム。
【請求項４】
前記脅威レベル決定用指標は、それぞれの前記判定変数の値にそれぞれの判定変数に対応する重み係数を乗じた値の和であることを特徴とする請求項３に記載の原子炉施設保護システム。
【請求項５】
前記脅威レベル決定用指標は、それぞれの前記判定変数の値の二乗にそれぞれの飛行パラメータに対応する重み係数を乗じた値の和の平方根であることを特徴とする請求項３に記載の原子炉施設保護システム。
【請求項６】
前記安全処置部は、前記脅威レベルが出力された場合は、前記原子炉施設の運転員の注意を喚起するための警報を出力することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の原子炉施設保護システム。
【請求項７】
前記原子炉施設の外部からの前記原子炉施設の周辺の空域における前記飛行体の航路を含む外部情報を受ける外部信号入力部をさらに有し、
前記脅威判定部は、前記外部情報を、脅威判定に利用することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の原子炉施設保護システム。
【請求項８】
原子炉を備える原子炉施設の周辺の空域を探索する第１のレーダアンテナおよび第２のレーダアンテナと、
前記第１のレーダアンテナおよび前記第２のレーダアンテナの受信信号のうちの少なくとも一方を処理し、飛行体の飛行パラメータを出力可能に構成された飛行体監視信号処理部と、
前記第１のレーダアンテナおよび前記第２のレーダアンテナの受信信号のうちの少なくとも一方を処理し、前記原子炉施設の周辺の気象状況パラメータを出力可能に構成された気象観測用処理部と、
前記飛行パラメータに基づいて前記飛行体による前記原子炉施設への衝突の脅威の程度を算出し、脅威レベルを決定する脅威判定部と、
前記脅威レベルが高くなった場合に、前記飛行体の衝突に対する前記原子炉施設における安全処置のための信号を、当該信号の経路に設けられた信号が出力されるまでに所定の時間がかかるように動作を遅延させる時間遅れ要素および運転員の操作により自動出力を阻止する解除要素を経由して出力する安全処置部と、
前記第１のレーダアンテナおよび第２のレーダアンテナのそれぞれの出力を前記飛行体監視信号処理部および前記気象観測用処理部の少なくともいずれかに受信信号として入力可能に構成された切り替え部と、
を備えることを特徴とする原子炉施設保護システム。
【請求項９】
炉心を有する原子炉と、
飛行体の衝突に対する前記原子炉の安全を確保するための原子炉施設保護システムと、
を備える原子炉施設において、
前記原子炉施設保護システムは、
前記原子炉施設の周辺の空域に電波を送信し反射波を受信するレーダアンテナと、
前記レーダアンテナの受信信号を処理し前記飛行体の飛行状態を表す複数の飛行パラメータを出力する飛行体監視信号処理部と、
前記飛行パラメータの値に基づいて前記飛行体による前記原子炉施設への衝突の脅威の程度を算出し、脅威レベルを決定する脅威判定部と、
前記脅威レベルが高くなった場合に、前記飛行体の衝突に対する前記原子炉施設における安全処置のための信号を、当該信号の経路に設けられた信号が出力されるまでに所定の時間がかかるように動作を遅延させる時間遅れ要素および運転員の操作により自動出力を阻止する解除要素を経由して出力する安全処置部と、
前記安全処置部からの前記信号により制御棒挿入を行う原子炉停止系と、
を有することを特徴とする原子炉施設。
【請求項１０】
原子炉施設の周辺の空域に発信した電波の反射波を受信したレーダアンテナの受信信号を処理し前記空域を飛行する飛行体の複数の飛行パラメータを出力するレーダ使用監視ステップと、
前記飛行パラメータに基づいて前記飛行体による前記原子炉施設への衝突の脅威の程度を算出し、脅威レベルを決定する脅威判定ステップと、
前記脅威レベルが高くなった場合に、前記飛行体の衝突に対する前記原子炉施設における安全処置のための信号を、当該信号の経路に設けられた信号が出力されるまでに所定の時間がかかるように動作を遅延させる時間遅れ要素と運転員の操作により自動出力を阻止する解除要素とを経由して出力する安全処置ステップと、
を有することを特徴とする原子炉施設保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、監視レーダを用いた原子炉施設保護システム、原子炉施設および監視レーダを利用した原子炉施設保護方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所などの原子炉施設やその他の施設の安全を確保するために、航空機の衝突に対する対策が必要である。例えば、日本においては、実用発電用の原子炉施設について２０１８年７月までに大型航空機の衝突に対する対策を完了することが義務付けられている。
【０００３】
民間機の航空管制は、航空機と地上局との間の通信や応答で行われ、近年はトランスポンダと呼ばれる機上に搭載された応答装置との通信により航空機の機種や位置情報等が正確に把握できるようになってきている。しかし、テロや事故等で航空機からの信号や応答が途絶えた場合には、これまでの事故等の例のように、航跡を追尾することが非常に困難となる。したがって、このような事態に対する対策が必要となる。
【０００４】
接近してくる海上航行体、陸上移動体、空中航行体の監視については、レーザレーダ装置を用いて広画角で監視して認識対象物体を捕捉し、照合リストに照らし合わせ、照合リスト外の場合は特定認識対象物体を撮影し警告を発する技術が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０８０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のレーザレーダ装置を用いた技術により、捕捉した対象物が例えば原子力発電所等の施設に向かっているか否かを判断し、予測された到達時刻より前に例えば原子炉を停止する等の対処を行うことが可能となる。
【０００７】
しかしながら、テロや事故等により航空機との通信、航空機からの応答が途絶えた場合には、飛行航路を追跡することが困難となる。このような状況においては、原子力発電所等の重要施設に異常接近する航空機を事前に察知して警告することは困難であった。
【０００８】
本発明の実施形態は、このような課題を解決するためになされたものであり、飛行体衝突に対する原子炉施設の安全性を確保することを目的とする。
【０００９】
ここで、飛行体は、例えば有人または無人の航空機や飛行船等を含むものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本実施形態に係る原子炉施設保護システムは、原子炉を備える原子炉施設の周辺の空域に電波を送信し反射波を受信するレーダアンテナと、前記レーダアンテナの受信信号を処理し前記空域を飛行する飛行体の飛行状態を表す複数の飛行パラメータを出力する飛行体監視信号処理部と、前記飛行パラメータに基づいて前記飛行体による前記原子炉施設への衝突の脅威の程度を算出し、脅威レベルを決定する脅威判定部と、前記脅威レベルが高くなった場合に、前記飛行体の衝突に対する前記原子炉施設における安全処置のための信号を、当該信号の経路に設けられた信号が出力されるまでに所定の時間がかかるように動作を遅延させる時間遅れ要素と運転員の操作により自動出力を阻止する解除要素とを経由して出力する安全処置部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本実施形態に係る原子炉施設保護システムは、原子炉を備える原子炉施設の周辺の空域に電波を送信し反射波を受信するレーダアンテナと、前記レーダアンテナの受信信号を処理し前記空域を飛行する飛行体の飛行状態を表す複数の飛行パラメータを出力する飛行体監視信号処理部と、前記飛行パラメータに基づいて前記飛行体による前記原子炉施設への衝突の脅威の程度を算出し、脅威レベルを決定する脅威判定部と、前記脅威レベルが高くなった場合に、前記飛行体の衝突に対する前記原子炉施設における安全処置のための信号を、当該信号の経路に設けられた信号が出力されるまでに所定の時間がかかるように動作を遅延させる時間遅れ要素と運転員の操作により自動出力を阻止する解除要素とを経由して出力する安全処置部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本実施形態は、炉心を有する原子炉と、飛行体の衝突に対する前記原子炉の安全を確保するための原子炉施設保護システムと、を備える原子炉施設において、前記原子炉施設保護システムは、前記原子炉施設の周辺の空域に電波を送信し反射波を受信するレーダアンテナと、前記レーダアンテナの受信信号を処理し前記飛行体の飛行状態を表す複数の飛行パラメータを出力する飛行体監視信号処理部と、前記飛行パラメータの値に基づいて前記飛行体による前記原子炉施設への衝突の脅威の程度を算出し、脅威レベルを決定する脅威判定部と、前記脅威レベルが高くなった場合に、前記飛行体の衝突に対する前記原子炉施設における安全処置のための信号を、当該信号の経路に設けられた信号が出力されるまでに所定の時間がかかるように動作を遅延させる時間遅れ要素および運転員の操作により自動出力を阻止する解除要素を経由して出力する安全処置部と、前記安全処置部からの前記信号により制御棒挿入を行う原子炉停止系と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本実施形態に係る原子炉施設保護方法は、原子炉施設の周辺の空域に発信した電波の反射波を受信したレーダアンテナの受信信号を処理し前記空域を飛行する飛行体の複数の飛行パラメータを出力するレーダ使用監視ステップと、前記飛行パラメータに基づいて前記飛行体による前記原子炉施設への衝突の脅威の程度を算出し、脅威レベルを決定する脅威判定ステップと、前記脅威レベルが高くなった場合に、前記飛行体の衝突に対する前記原子炉施設における安全処置のための信号を、当該信号の経路に設けられた信号が出力されるまでに所定の時間がかかるように動作を遅延させる時間遅れ要素と運転員の操作により自動出力を阻止する解除要素とを経由して出力する安全処置ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施形態によれば、飛行体衝突に対する原子炉施設の安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る施設保護システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る施設保護システムの脅威判定部の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る施設保護システムと航空機の関係を示す概念的側面図である。
【図４】第１の実施形態に係る施設保護システムと航空機の関係を示す概念的平面図である。
【図５】第１の実施形態に係る施設保護システムの脅威判定部の安全処置のインターロックの例を示す概念的なブロック線図であり、（ａ）は脅威レベルが低の場合、（ｂ）は脅威レベルが高の場合を示す。
【図６】第１の実施形態に係る施設保護方法の手順を示すフロー図である。
【図７】第１の実施形態に係る施設保護方法の脅威判定ステップの手順を示すフロー図である。
【図８】第２の実施形態に係る施設保護システムの構成を示すブロック図である。
【図９】第３の実施形態に係る施設保護システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る施設保護システムおよび施設保護方法について、前記施設が原子炉施設である場合を例として説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１７】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る監視レーダを利用した原子炉施設保護システム１００の構成を示すブロック図である。監視レーダを利用した原子炉施設保護システム１００は、レーダ装置１０、脅威判定部２０、および安全処置部３０を有する。監視レーダを利用した原子炉施設保護システム１００は、原子炉施設２００（図３、４）への飛行体の衝突に対する原子炉施設２００の安全を確保するためのシステムである。以下、飛行体が航空機の場合を例にとって説明する。なお、上述の通り、各実施形態は原子炉施設２００だけでなく、そのほかの重要な施設にも適用可能である。
【００１８】
レーダ装置１０は、レーダアンテナ１１、レーダ制御部１２、航空機監視信号処理部１３、および記憶部１５を有する。レーダアンテナ１１は、原子炉施設２００の周辺の空域に電波を送信し、反射波を受信する。レーダ制御部１２は、レーダアンテナ１１の向きや送受信する電波の方向、角度、電波の強度等を制御する。航空機監視信号処理部１３は、レーダアンテナ１１の受信信号を処理し、航空機のそれぞれの飛行パラメータを出力する。飛行パラメータとは、航空機の飛行状態を示す項目である。記憶部１５は、飛行パラメータやレーダビデオ等の情報を記憶する。レーダ装置１０は、たとえば捜索レーダを用いることでよい。
【００１９】
脅威判定部２０は、後述するように飛行パラメータに基づいて航空機による原子炉施設への衝突の脅威の程度を算出し、脅威レベルを決定する。
【００２０】
安全処置部３０は、警報出力部３１、表示部３２、原子炉停止信号発信部３５、および原子炉建屋換気系閉止信号発信部３６を有する。警報出力部３１は、脅威がある場合に警報信号をたとえば中央制御盤に出力する。表示部３２は、脅威に関連する情報を表示する。原子炉停止信号発信部３５は、原子炉停止信号を原子炉停止系２０１に出力する。原子炉建屋換気系閉止信号発信部３６は、原子炉建屋換気系２０２に閉止信号を出力する。安全処置部３０は、脅威判定部２０で決定された脅威レベルに応じて、原子炉の停止に至る処置を含む原子炉施設における安全処置を行うための信号を出力する。なお、本実施の形態を原子力施設以外の重要施設に適用する場合は、安全処置部３０は、上述のような換気系統の閉止信号や警報信号のほか、施設内の人間に対する避難指示のための信号を出力する構成とすることができる。
【００２１】
図２は、第１の実施形態に係る監視レーダを利用した原子炉施設保護システム１００の脅威判定部２０の構成を示すブロック図である。脅威判定部２０は、初期設定部２０ａ、飛行パラメータのそれぞれについて基準範囲と比較する各比較部、ＴＬ値算出部２８、および脅威レベル決定部２９を有する。初期設定部２０ａは、後述する各比較部に対応するそれぞれの飛行パラメータの値を例えば０などの初期値にリセットする。
【００２２】
各比較部としては、高度比較部２１、降下率比較部２２、針路比較部２３、速度比較部２４、針路方向加速度比較部２５、旋回方向加速度比較部２６があり、それぞれ、飛行パラメータである高度、降下率、針路、速度、針路方向加速度、および旋回方向加速度を基準範囲と比較する。
【００２３】
ここで、図３は、原子炉施設保護システム１００と航空機の関係を示す概念的側面図である。また、図４は概念的平面図である。レーダアンテナ１１は、建屋の屋上に設置されている。なお、周辺空域を見通せれば、レーダアンテナ１１は、地上あるいは高台に設けてもよい。
【００２４】
高度比較部２１は、飛行パラメータのうち高度を基準領域と比較する。基準領域は、たとえば図３のＡ１で示すようにあらかじめ定められた高度Ｈ１［ｍ］以上の領域である。Ｈ１未満の場合は基準領域を逸脱しているものとみなす。
【００２５】
降下率比較部２２は、飛行パラメータのうち降下率を基準領域と比較する。基準領域は、たとえば図３のＡ２で示すように降下率がΔｈ２［ｍ／ｍｉｎ］以内の領域である。降下率がΔｈ２［ｍ／ｍｉｎ］を超える場合は基準領域を逸脱しているものとみなす。
【００２６】
針路比較部２３は、飛行パラメータのうち針路を基準領域と比較する。基準領域は、たとえば図４の航空機Ｆ２の針路についてのＡ３で示すように、針路方向の中心から所定の範囲［ｄｅｇ］内に原子炉施設２００を含まない領域である。針路方向の中心から所定の範囲［ｄｅｇ］内に原子炉施設２００を含む場合は基準範囲を逸脱しているものとみなす。
【００２７】
速度比較部２４は、飛行パラメータのうち速度を基準領域と比較する。基準領域は、針路方向の速度［ｍ／ｓｅｃ］が所定の範囲内にあることである。針路方向の速度［ｍ／ｓｅｃ］が所定の範囲内にない場合は基準範囲を逸脱しているものとみなす。
【００２８】
針路方向加速度比較部２５は、飛行パラメータのうち針路方向加速度を基準領域と比較する。基準領域は、たとえば図３の航空機Ｆ４の加速度についてのＡ４で示すように、針路方向の加速度［ｍ／ｓｅｃ２］が所定の範囲内にあることである。針路方向の加速度［ｍ／ｓｅｃ２］が所定の範囲内にない場合は基準範囲を逸脱しているものとみなす。
【００２９】
旋回方向加速度比較部２６は、飛行パラメータのうち針路方向加速度を基準領域と比較する。基準領域は、たとえば図４の航空機Ｆ３の加速度についてのＡ５で示すように、旋回方向の加速度［ｍ／ｓｅｃ２］が所定の範囲内にあることである。旋回方向の加速度［ｍ／ｓｅｃ２］が所定の範囲内にない場合は基準範囲を逸脱しているものとみなす。
【００３０】
各比較部において、それぞれの飛行パラメータについて求めた基準範囲からの逸脱の程度に応じてあらかじめ設定された値を、それぞれの飛行パラメータに対応する判定変数、Ａｈ、Ａｆ、Ａｃ、Ａｖ、Ａａｃ、およびＡａｔに付与する。たとえば、飛行パラメータが針路の場合、針路の中心方向が原子炉施設２００の方向に近いほど、Ａｃに大きな値を付与する。
【００３１】
ＴＬ値算出部２８は、それぞれの比較部によって得られたそれぞれの判定変数に基づいて脅威レベル決定用指標ＴＬを算出する。具体的には、次の式（１）により脅威レベル決定用指標ＴＬを算出する。
ＴＬ＝ＫｈＡｈ＋ＫｆＡｆ＋ＫｃＡｃ＋ＫｖＡｖ＋ＫａｃＡａｃ＋ＫａｔＡａｔ
・・・（１）
ここで、Ａｈ、Ａｆ、Ａｃ、Ａｖ、Ａａｃ、およびＡａｔは、それぞれＡｈ、Ａｆ、Ａｃ、Ａｖ、Ａａｃ、およびＡａｔについての重み係数である。重み係数は、飛行体の原子炉施設２００に対する脅威に関して、互いに性格の異なる飛行パラメータのそれぞれの寄与の程度を考慮して設定する。
【００３２】
なお、脅威レベル決定用指標ＴＬは、式（１）のように判定定数の線形和に限定されない。たとえば次の式（２）のように各判定定数が相互に独立なベクトル値とみなし各判定定数に重み係数を乗じたベクトルのベクトル和の大きさとして脅威レベル決定用指標ＴＬを算出してもよい。
ＴＬ＝√（ＫｈＡｈ２＋ＫｆＡｆ２＋ＫｃＡｃ２
＋ＫｖＡｖ２＋ＫａｃＡａｃ２＋ＫａｔＡａｔ２）  ・・・（２）
あるいは、他の関数を用いて脅威レベル決定用指標ＴＬを算出してもよい。
【００３３】
脅威レベル決定部２９は、脅威レベル決定用指標ＴＬの値によって脅威レベルを決定する。なお、本実施形態において、脅威レベルは２つの場合を示しているが、３つ以上でもよい。
【００３４】
図５は、脅威判定部２０の安全処置のインターロックの例を示す概念的なブロック線図であり、（ａ）は脅威レベルが低の場合、（ｂ）は脅威レベルが高の場合を示す。すなわち、脅威レベル決定部２９により決定される脅威レベルが高低の２区分の場合を示す。
【００３５】
図５（ａ）に示すように、脅威レベル決定部２９で脅威レベルが低と決定された場合、表示部３２にレーダ装置１０による監視情報を表示するとともに、図示しないたとえば中央制御盤から警報を発するための警報信号を出力する。原子炉施設２００の運転員は、中央制御盤で警報が発報されたことにより、対象とする航空機の状況を継続監視する。
【００３６】
脅威レベルが増加すると、運転員は、手動で、中央制御盤の盤面上の原子炉停止ボタンを操作して、原子炉を手動停止することができる。また、図示しない原子炉建屋外から原子炉建屋内に航空機から飛散した燃料が流入し火災が発生することを防止するために、原子炉建屋換気系閉止信号発信部３６を動作させて、原子炉建屋内外の空気を連通させる原子炉建屋換気系２０２（図１）のダンパ等の隔離部分を閉鎖させることができる。あるいは、その他、原子炉を安全停止状態に移行させるための操作を行うことができる。
【００３７】
捜索レーダは通常、１００ｋｍ程度の遠方にある飛行体を探知可能である。たとえば、飛行体の速度が２００ｋｍ／ｈの場合、直線距離を真っ直ぐ飛来するとして、到達時間は、０．５時間（＝１００／２００）、すなわち３０分である。また、捜索レーダの周方向旋回周期は通常数秒あるいはそれよりも長い時間に適宜設定可能である。例えば捜索レーダの周方向旋回周期を４秒とする場合、１分間に旋回回数は１５回であり、航空機監視信号処理部１３でのデータ処理には十分の長さの時間を確保し、かつ航空機を追尾するには十分短い時間間隔とできる。また、人的操作を行うに必要な時間は短く、さらに、後述する脅威レベルが高と判定された場合の自動的な信号発信の場合はさらに必要な時間は短いことから、１５回／分程度の旋回回数は追尾に必要な旋回回数に比べて十分に短い。
【００３８】
以上のように、脅威レベル決定部２９で脅威レベルが低と決定された場合、中央制御盤に警報信号を出力することは、人的操作を介して原子炉停止に至ることから、原子炉停止に至る信号を出力する、すなわち手動区分の安全処置が行われることになる。
【００３９】
図５（ｂ）に示すように、脅威レベル決定部２９で脅威レベルが高と決定された場合、脅威判定部２０から出力された脅威レベルが高であるとの信号は、原子炉停止系および原子炉建屋換気系に発せられる。ただし、信号の経路には、時間遅れ要素と解除要素が設けられている。
【００４０】
時間遅れ要素は、脅威レベルが高であるとの信号が入力された後、原子炉停止系２０１（図１）に信号が出力されるまでに所定の時間がかかるように動作を遅延させる要素である。解除要素は、原子炉施設の運転員が、中央制御盤の原子炉停止解除要素を操作すると、原子炉停止への自動出力を阻止し、所定の時間が経過後も脅威レベルが高いことによる原子炉停止信号は発せられない。
【００４１】
図６は、原子炉施設保護方法の手順を示すフロー図である。ごく概略の手順としては、レーダ装置１０を使用してのレーダ使用監視を行い（ステップＳ１００）、次に脅威判定部２０で脅威判定を行い（ステップＳ２００）、脅威判定の結果に基づいて安全処置部３０により原子炉施設２００の安全のための自動区分の安全処置が行われる（ステップＳ３００）。
【００４２】
レーダ使用監視のステップ（ステップＳ１００）においては、まず、レーダアンテナ１１による送受信を行う（ステップＳ１１０）。次に、ステップＳ１１０で得られた航空機信号を信号処理して飛行パラメータを得る（ステップＳ１２０）。次に、得られた飛行パラメータを格納し記憶する（ステップＳ１３０）。
【００４３】
次に、後述するように、脅威判定部２０が脅威判定を行う（ステップＳ２００）。脅威判定のステップＳ２００の後の安全処置ステップＳ３００においては、まず、脅威レベルが高か否かを確認する（ステップＳ３１０）。脅威レベルが高の場合（ステップＳ３１０  ＹＥＳ）は自動区分の安全処置がなされる（ステップＳ３３０）。また、脅威レベルが高ではない場合（ステップＳ３１０  ＮＯ）、すなわち脅威レベルが低の場合は、手動区分の安全処置がなされる（ステップＳ３２０）。
【００４４】
図７は、脅威判定ステップの手順を示すフロー図である。まず、すべての判定変数、すなわち、Ａｈ、Ａｆ、Ａｃ、Ａｖ、ＡａｃおよびＡａｔを例えば０などの初期値に設定する（ステップＳ２０１）。次に、以下のように各飛行パラメータの基準範囲、すなわち飛行状態が正常とみなせる範囲との比較を行い判定変数の値を決定する。
【００４５】
まず、航空機の高度が高度基準値を超えているかを判定し、超えている場合（ステップＳ２１１  ＹＥＳ）は次に進む。超えていない場合（ステップＳ２１１  ＮＯ）は判定変数Ａｈの値として、基準範囲からの逸脱の程度に応じてあらかじめ設定された値、たとえばＰ１を付与する。
【００４６】
次に、航空機の降下率が降下率基準値未満であるかを判定し、未満である場合（ステップＳ２２１  ＹＥＳ）は次に進む。基準値以上である場合（ステップＳ２２１  ＮＯ）は判定変数Ａｆの値を基準範囲からの逸脱の程度に応じてあらかじめ設定された値、たとえばＰ２を付与する。
【００４７】
次に、航空機の針路が原子炉施設２００に向かう針路基準範囲を外れているかを判定し、外れている場合（ステップＳ２３１  ＹＥＳ）は次に進む。原子炉施設２００に向かう針路基準範囲内の場合（ステップＳ２３１  ＮＯ）は判定変数Ａｃの値を基準範囲の中心に近づく程度に応じてあらかじめ設定された値、たとえばＰ３を付与する。
【００４８】
次に、航空機の速度が速度の基準範囲であるかを判定し、基準範囲内である場合（ステップＳ２４１  ＹＥＳ）は次に進む。基準範囲を逸脱している場合（ステップＳ２４１  ＮＯ）は判定変数Ａｖの値を基準範囲からの逸脱の程度に応じてあらかじめ設定された値、たとえばＰ４を付与する。
【００４９】
次に、航空機の針路方向加速度が基準範囲内であるかを判定し、基準範囲内の場合（ステップＳ２５１  ＹＥＳ）は次に進む。基準範囲を逸脱している場合（ステップＳ２５１  ＮＯ）は判定変数Ａａｃの値を基準範囲からの逸脱の程度に応じてあらかじめ設定された値、たとえばＰ５を付与する。
【００５０】
次に、航空機の旋回方向加速度が基準範囲内であるかを判定し、基準範囲内の場合（ステップＳ２６１  ＹＥＳ）は次に進む。基準範囲を逸脱している場合（ステップＳ２６１  ＮＯ）は判定変数Ａａｔの値を基準範囲からの逸脱の程度に応じてあらかじめ設定された値、たとえばＰ６を付与する。
【００５１】
以上のステップＳ２１１からステップＳ２６１までは順番を問わない。すなわち、それぞれの判定変数の値の決定は互いに独立に行うことができる。
【００５２】
次に、各飛行パラメータに関する判定変数に基づいて、ＴＬ値算出部２８において脅威レベル決定用指標ＴＬが算出される（ステップＳ２７０）。なお、すべての飛行パラメータが基準範囲であれば、各判定変数の初期値を例えば０とした場合は、脅威レベル決定用指標ＴＬの値は０のままである。
【００５３】
次に、脅威レベル決定部２９が脅威レベル決定用指標ＴＬの値に基づいて、脅威レベルを決定する（ステップＳ２８０）。
【００５４】
以上のように、本実施形態によれば、早期に航空機などの飛行体を探索してその脅威レベルを継続して判定することにより、脅威レベルに応じた衝突に対する原子炉施設の安全確保のための処置を図ることができる。この結果、飛行体の衝突に対して原子炉施設の安全性を確保することができる。
【００５５】
［第２の実施形態］
図８は、第２の実施形態に係る監視レーダを利用した原子炉施設保護システム１０１の構成を示すブロック図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形である。本第２の実施形態における原子炉施設保護システム１０１は、外部信号入力部４１を有する。また、脅威判定部２０ｐは、飛行計画比較部２７をさらに有する。
【００５６】
外部信号入力部４１は、空港、発着所などの施設からの航空機に関する情報、他の原子炉施設に設置されたレーダ装置などからの情報、あるいは測候所、気象庁からの気象データなど外部システムからの情報を入力として受け入れる。外部信号としては、たとえば、当該原子炉施設２００の周辺空域の航空機のフライトプラン等の飛行計画の内容に関する情報、他のレーダ施設で探知した飛行体の情報等がある。
【００５７】
外部信号入力部４１で受け入れた外部信号のうち、他のレーダ施設が探知した飛行体の情報が、航空機監視信号処理部１３に入力される。航空機監視信号処理部１３は、レーダアンテナ１１で探知できるレーダアンテナ１１を中心とする自己空域の外側で、かつ自己空域に隣接する隣接空域内の航空機の情報に基づいて、隣接空域の航空機の飛行パラメータも出力する。
【００５８】
また、外部信号入力部４１で受け入れた外部信号のうち、航空機の飛行計画に関する情報は、脅威判定部２０ｐに入力される。脅威判定部２０ｐの飛行計画比較部２７では、飛行計画に基づく航路を中心として通常外れても異常とはみなされない範囲を基準範囲として航空機の航路と比較する。航空機の航路が基準範囲にある場合は、判定変数Ａｐの値は０のままとする。航空機の航路が基準範囲にない場合、すなわち飛行計画に基づく航路から逸脱している場合は、逸脱の程度が大きいほど、判定変数Ａｐに大きな値を付与する。
【００５９】
脅威判定部２０ｐのＴＬ値算出部２８は、Ａｐに重み係数Ｋｐを乗じた値を含めて脅威レベル決定用指標ＴＬを算出する。飛行計画に基づく航路から逸脱している場合は、正常な飛行とは言えないことから、重み係数は大きな値を設定することにより、脅威レベルを上げて監視を強化することができる。
【００６０】
このように、本実施形態によれば、監視空域を広げることができ、また、飛行計画から逸脱した航空機を重点的に監視でき、安全処置部３０での処置を適切に行うことができる。
【００６１】
［第３の実施形態］
図９は、第３の実施形態に係る監視レーダを利用した原子炉施設保護システム１０２の構成を示すブロック図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形である。本実施形態における原子炉施設保護システム１０２は、レーダ装置１０に代えて、レーダ装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃを有する。また、後述する気象観測用処理部５２の処理結果の表示部５３および記憶部５４を有する。
【００６２】
レーダ装置１０ａは、レーダアンテナ１１ａおよびレーダ制御部１２ａを有する。レーダ装置１０ｂは、レーダアンテナ１１ｂおよびレーダ制御部１２ｂを有する。レーダ装置１０ａとレーダ装置１０ｂは、同一の構成の装置であり、航空機監視に関して互いに使用機と待機機となる関係である。
【００６３】
レーダ装置１０ｃは、切り替え部５１、航空機監視信号処理部１３および気象観測用処理部５２を有する。航空機監視信号処理部１３は、航空機等の飛行体の信号を目標信号として、レーダ装置１０ａまたはレーダ装置１０ｂのうち選択された方からの信号を処理する。気象観測用処理部５２は、雲等、気象に関連する信号を目標信号として、レーダ装置１０ａまたはレーダ装置１０ｂのうち選択された方からの信号を処理する。
【００６４】
切り替え部５１は、航空機監視用としてレーダ装置１０ａとレーダ装置１０ｂとを選択する。また、選択を定期的に切り替える。切り替え部５１は、航空機監視用として選択した方の信号を航空機監視信号処理部１３に伝達する。また、航空機監視用として選択しなかった方の信号を気象観測用処理部５２に伝達する。
【００６５】
以上のように構成された本実施形態においては、互いにバックアップ可能な２台のレーダアンテナ１１ａ、１１ｂとレーダ制御部１２ａ、１２ｂを備えることにより、監視機能の信頼性を確保するとともに、予備機の方を気象観測用として有効に活用することができる。
【００６６】
本実施の形態においては、さらに、原子炉施設２００に対する脅威を与える飛行体が特定された場合に、気象観測用に使用していたレーダアンテナ１１ａあるいは１１ｂを、特定された飛行体の追尾専用に使用するように切り替える構成とすることもできる。この場合、航空機監視信号処理部１３は２つのレーダ装置１０ａおよびレーダ装置１０ｂの両者からの信号を同時に処理可能に構成され、気象観測用処理部５２は、レーダ装置１０ａまたはレーダ装置１０ｂのうちいずれか一方からの信号を処理可能に構成される。すなわち、切り替え部５１は、２つのレーダ装置１０ａとレーダ装置１０ｂの少なくとも一方を常に航空機監視信号処理部１３に受信信号として入力し、脅威レベルが上がった場合などには、気象観測用処理部５２への受信信号の入力を停止し、２つのレーダ装置１０ａとレーダ装置１０ｂの両者を航空機監視信号処理部１３に受信信号として入力する。このようにすることで、原子炉施設に対する脅威レベルが上がった場合などに、２つのレーダ装置１０ａとレーダ装置１０ｂの両者を用いて短い時間間隔での探索や脅威判定を行なうことができる。
【００６７】
また、航空機監視信号処理部１３および気象観測用処理部５２の両者についてそれぞれ、レーダ装置１０ａおよびレーダ装置１０ｂの両者からの信号を同時に処理可能に構成することも可能である。この場合、切り替え部５は、レーダ装置１０ａとレーダ装置１０ｂのそれぞれのレーダアンテナ１１ａおよびレーダアンテナ１１ｂからの出力を、航空機監視信号処理部１３および気象観測用処理部５２の少なくともいずれかに受信信号として切り替えて入力可能に構成される。このように構成することによって、脅威レベルが高いなど、航空機監視の重要度が高い場合は２台のレーダ装置１０ａおよび１０ｂのレーダアンテナ１１ａおよび１１ｂからの両者の出力を飛行体監視信号処理部１３に受信信号として入力させて短い時間間隔での探索や脅威判定を行ない、また、脅威レベルが低く気象状況の急変があった場合などには、２台のレーダ装置１０ａおよび１０ｂのレーダアンテナ１１ａおよび１１ｂからの両者の出力を気象観測用処理部５２に受信信号として入力させて精度の高い気象観測を行なうことも可能である。また通常時は、レーダ装置１０ａとレーダ装置１０ｂのレーダアンテナ１１ａおよびレーダアンテナ１１ｂからの出力の一方を航空機監視信号処理部１３に、他方を気象観測用処理部５２に受信信号として切り替えて入力することで航空機監視と気象観測を同時に行なうことが可能であり、上述の通り互いにバックアップ可能な２台のレーダアンテナ１１ａ、１１ｂとレーダ制御部１２ａ、１２ｂにより、監視機能の信頼性を確保することができる。
【００６８】
［その他の実施形態］
以上、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。
【００６９】
たとえば、飛行パラメータとして、第１の実施形態では、高度、降下率、針路、針路方向加速度、および旋回方向加速度を、また、第２の実施形態では、さらに計画針路と対比した針路などの場合を例にして示した。飛行パラメータとしては、これに限定されず、施設への脅威という観点から、たとえば武器等の装備の状態なども含めてもよい。
【００７０】
また、安全処置についても、実施形態では、原子炉停止と原子炉建屋の換気系のダンパ等の閉止の場合を例にして示したがこれに限定されない。たとえば、原子炉格納容器の隔離、工学的安全設備の起動等、原子炉施設への脅威に対応するその他の処置があってもよい。
【００７１】
また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。さらに、これらの実施形態は、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。
【００７２】
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】
【００７３】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…レーダ装置、１１、１１ａ、１１ｂ…レーダアンテナ、１２、１２ａ、１２ｂ…レーダ制御部、１３…航空機監視信号処理部（飛行体監視信号処理部）、１５…記憶部、２０…脅威判定部、２０ａ…初期設定部、２０ｐ…脅威判定部、２１…高度比較部、２２…降下率比較部、２３…針路比較部、２４…速度比較部、２５…針路方向加速度比較部、２６…旋回方向加速度比較部、２７…飛行計画比較部、２８…ＴＬ値算出部、２９…脅威レベル決定部、３０…安全処置部、３１…警報出力部、３２…表示部、３５…原子炉停止信号発信部、３６…原子炉建屋換気系閉止信号発信部、４１…外部信号入力部、５１…切り替え部、５２…気象観測用処理部、５３…表示部、５４…記憶部、１００、１０１、１０２…原子炉施設保護システム、２００…原子炉施設、２０１…原子炉停止系、２０２…原子炉建屋換気系
【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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