Концептуалізація підходів до розробки статистичних і нейромережевих моделей для комплексу Новий безпечний конфайнмент — об’єкт «Укриття»

Анотація

У статті запропоновано концептуальні підходи до створення цифрового двійника складного техногенного об’єкта — комплексу Новий безпечний конфайнмент — об’єкт «Укриття» (НБК–ОУ), що є ключовим елементом у системі забезпечення ядерної та радіаційної безпеки на території Чорнобильської зони відчуження. Особлива увага приділяється аналізу джерел вхідних даних, зокрема сенсорним системам збору інформації про температуру, інтенсивність нейтронного потоку, гамма-випромінювання та інші параметри, що фіксуються в межах НБК–ОУ. У статті підкреслюється проблематика неповних чи зашумлених даних, що є типовими для експлуатаційних систем, та пропонуються алгоритмічні рішення для їхньої обробки й реконструкції. У роботі розглянуто переваги й обмеження класичних статистичних методів, як-от регресійний аналіз, ковзні середні, STL-декомпозиція та методи виявлення аномалій. Показано, що ці підходи забезпечують високий рівень інтерпретованості та ефективності на ранніх етапах аналізу, але мають обмеження щодо адаптації до складних нелінійних залежностей. Запропоновано використання нейромережевих моделей, зокрема RNN, LSTM, GRU та CNN, які дозволяють виявляти часові й просторові закономірності у великих масивах даних. Комбінування статистичних і нейромережевих підходів дає змогу побудувати гібридну модель, що краще адаптується до змінних умов експлуатації об’єкта. Архітектурно цифровий двійник моделюється як мікросервісна система, що включає шари збору, обробки, аналітики й візуалізації даних. Запропоновано використання контейнеризації та сервісної мережі для забезпечення масштабованості та ізоляції компонентів. Сформульовано підходи до оцінки ефективності моделі, серед яких  узгодженість із історичними даними, стійкість до збурень та прогнозна точність.