최우추정법을 이용한 원전 전기화재 소방대 진압실패 확률모형 추정

Probabilistic Non-Suppression Model of Electrical Fire in Nuclear Power Plant Using Maximum Likelihood Estimation Method

본 연구는 원전 리스크 정보 성능기반(RIPB) 화재방호 프로그램 적용 등에서 화재 PRA 분석 결과의 신뢰성 확보 및 향상을 위해 원전 화재 리스크 기여도가 큰 전기화재를 중심으로 실제 화재 특성이 반영된 최적 소방대 진압실패 확률모형을 도출하고 해당 확률 모형의 모수를 최우추정법(MLE)을 이용하여 추정하였다. 32개의 연속형 확률분포를 적합시킨 결과 위치(location) 모수, 형상(shape) 모수, 척도(scale) 모수가 최우추정법(MLE)에 의해 각각 1.5, 0.914, 20.047로 추정된 3-Parameter Weibull 확률모형이 최적 소방대 진압실패 확률모형으로 도출되었다. 화재 PRA 방법론에서 제안하고 있는 지수(Exponential) 확률모형과 모형 적합 정도를 비교한 결과 BIC는 17.7%, RSS는 24.4%, MSE는 58.2% 감소하여 모형 설명력이 향상되었음을 연구결과 확인하였다. 본 연구를 통해 도출된 3-Parameter Weibull 확률모형은 지수(Exponential) 확률모형에 비해 모형 적합도가 증가되어 정량적 원전 화재 리스크 평가 기법인 화재 PRA 적용 시 분석 현실성(realism) 확보 및 이의 향상에 더욱 기여할 수 있을 것이다.

Electrical fire is the most significant fire-induced risk in nuclear power plants. In this study, we developed a probabilistic non-suppression model of electric fire by estimating the relevant parameters using the Maximum Likelihood Estimation (MLE) method to secure and improve the realism in Fire PRA in application to the Risk Informed Fire Protection Program. Based on the results of fitting 32 continuous probability distributions into fire incident data, 3-Parameter Weibull probability model was selected as the best fitted and adequate model and was compared with the existing exponential probability model. The comparison shows that the level of model adequacy is improved with decreases in BIC by 17.7%, in RSS by 24.4%, and in MSE by 58.2%. The 3-Parameter Weibull probability model drawn in this study is expected to contribute to the enhancement of the Fire PRA realism for supporting risk-based decision by reflecting real fire event experiences.