Єлісєєв Володимир Васильович. Моделі й методи підвищення відмовостійкості програмно-технічних комплексів інформаційних і керуючих систем енергоблоків АЕС

Краткое описание

Єлісєєв Володимир Васильович. Моделі й методи підвищення відмовостійкості програмно-технічних комплексів інформаційних і керуючих систем енергоблоків АЕС : Дис... д-ра наук: 05.13.05 2008

Єлісєєв В.В. Моделі й методи підвищення відмовостійкості програмно-технічних комплексів інформаційних і керуючих систем енергоблоків АЕС. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.05 Комп'ютерні системи та компоненти. - Харківський національний університет радіоелектроніки, м. Харків, 2008.
Наукова новизна роботиполягає в рішенні важливої науково-технічної проблеми підвищення відмовостійкості ПТК ІКС АЕС на основі впровадження в процеси проектування ПТК моделей і методів, що забезпечують необхідні характеристики функціональності й відмовостійкості ПТК.Наукові результати: запропоновано модель побудови підсистеми ПТК інформаційних і керуючих систем АЕС, яка враховує особливості задач управління; розроблено математичні моделі обчислювальних процесів реального часу в ПТК, які характеризуються високим паралелизмом, що дозволяє визначити необхідні характеристики продуктивності обчислювальних підсистем ПТК для гарантованого забезпечення виконання наборів задач за час, що не перевищує заданий (у режимі реального часу); запропоновано модель формальної оцінки й вибору дисциплін диспетчеризації задач за компонентами ПТК, що характеризується введенням параметрів підвищеної точності і продуктивності; розроблено структурно-логічну модель процесів тестування несправностей технічних засобів паралельних ПТК і використання додаткових засобів асинхронного резервування процесів управління, яка характеризується забезпеченням діагностування, локалізацією несправностей, коректним відновленням процесів, що надає можливість ураховувати вплив випадкових несправностей на час виконання складних наборів задач; удосконалено модель інформаційних обмінів між компонентами ПТК, що відрізняється від існуючих введенням ієрархічної структури процесів та дає можливість визначення параметрів комунікаційної підсистеми ПТК, при яких заявки обслуговуються за час, що не перевищує заданий директивний; удосконалено загальну модель організації й проведення діагностичного обслуговування із застосуванням умовних й безумовних алгоритмів пошуку дефектів з використанням IEEE стандартів тестопридатного проектування; набула подальшого розвитку модель реконструкції ПТК інформаційних і керуючих систем АЕС, яка відрізняється від існуючих уніфікацією програмно-технічних рішень та містить розвинені системи діагностування й засоби людино-машинної взаємодії з урахуванням функцій з інформаційної підтримки операторів.
Практична значущість дисертаційної роботи:отримані результати моделі та методи доведено до практичної реалізації у вигляді програмно-апаратних засобів, верифікації, сертифікації та впровадження.
Ключові слова.Програмно-технічний комплекс; інформаційні й керуючі системи; інтелектуальна підтримка оперативного персоналу; відмовостійкість, реальний масштаб часу, математичні методи оцінок, діагностування.

Результатом дисертаційного дослідження є рішення важливої науково-технічної проблеми істотного підвищення відмовостійкості ПТК інформаційних і керуючих систем АЕС на основі впровадження в процеси проектування ПТК моделей і методів, що забезпечують необхідні характеристики функціональності й відмовостійкості ПТК.
Основні результати дисертаційної роботи полягають у наступному:
1. Запропоновано модель побудови підсистеми ПТК інформаційних і керуючих систем АЕС, яка враховує особливості задач управління. Це дозволяє ефективно реалізовувати нові функції інтелектуальної підтримки оперативного персоналу по керуванню енергоблоком АЕС.
2. Розроблено математичні моделі обчислювальних процесів реального часу в ПТК, які характеризуються високим паралелизмом. Це дозволяє визначити необхідні характеристики продуктивності обчислювальних підсистем ПТК для гарантованого забезпечення виконання наборів задач за час, що не перевищує заданий (у режимі реального часу).
3. Запропоновано модель формальної оцінки й вибору дисциплін диспетчеризації задач за компонентами ПТК, що характеризується введенням параметрів підвищеної точності і продуктивності. Це забезпечує можливість мінімізації часу й підвищення відмовостійкості виконання конкретного набору задач.
4. Розроблено структурно-логічну модель процесів тестування несправностей технічних засобів паралельних ПТК і використання додаткових засобів асинхронного резервування процесів управління, яка характеризується забезпеченням діагностування, локалізацією несправностей, коректним відновленням процесів. Це надає можливість ураховувати вплив випадкових несправностей на час виконання складних наборів задач.
5. Удосконалено модель інформаційних обмінів між компонентами ПТК, що відрізняється від існуючих введенням ієрархічної структури процесів. Це дає можливість визначення параметрів комунікаційної підсистеми ПТК, при яких заявки обслуговуються за час, що не перевищує заданий директивний.
6. Удосконалено загальну модель організації й проведення діагностичного обслуговування. Вона відрізняється застосуванням умовних й безумовних алгоритмів пошуку дефектів з використанням IEEE стандартів тестопридатного проектування. Це дозволяє істотно зменшити час відновлення працездатності ПТК у процесі його функціонування.
7. Набула подальшого розвитку модель реконструкції ПТК інформаційних і керуючих систем АЕС, яка відрізняється від існуючих уніфікацією програмно-технічних рішень та містить розвинені системи діагностування й засоби людино-машинної взаємодії з урахуванням функцій з інформаційної підтримки операторів. Це дозволяє підвищити безпеку й експлуатаційну надійність АЕС за рахунок збільшення точності функціонування, стабільностї та розв’язної здатності інформаційних і керуючих систем АЕС.
8. Впроваджено математичні моделі, методи і системні рішення у процеси проектування й експлуатації відмовостійких ПТК систем контролю й керування критичними об'єктами.
9. Впроваджено методи визначення параметрів відмовостійких ПТК і його підсистем, методи прогнозування часу відмовостійкого виконання задач, організації процесів діагностування несправностей у ПТК: ІОС енергоблоків №1 і №2 Хмельницької АЕС, енергоблоків №3 і №4 Рівненської АЕС, енергоблоків № 1-6 Запорізької АЕС, СВРК енергоблоку №3 Запорізької АЕС, енергоблоків №1 і №2 Хмельницької АЕС, енергоблоків №3 і №4 Рівненської АЕС; КСБ і систем нормальної експлуатації енергоблоку № 2 Хмельницької АЕС і енергоблоків № 3, 4 Запорізької АЕС.
10. Створені компоненти мікропроцесорної системи контролю й керування нового покоління, розроблено й впроваджено на їхній базі обчислювальні підсистеми ПТК, що реалізують нові функції ІКС АЕС (інтелектуальні системи підтримки операторів в ІОС і СВРК).
11. За результатами роботи впроваджені ПТК: ІОС енергоблоків №1 і №2 Хмельницької АЕС, енергоблоків №3 і №4 Рівненської АЕС, енергоблоків № 1-6 Запорізької АЕС; СВРК енергоблоку №3 Запорізької АЕС, енергоблоків №1 і №2 Хмельницької АЕС, енергоблоків №3 і №4 Рівненської АЕС; керуючих систем безпеки й систем нормальної експлуатації енергоблоків №2 Хмельницької й №3, 4 Запорізької АЕС. Основні результати роботи використовуються в створенні СВРК нового покоління відповідно до документу НАЕК «Енергоатом» України, 2005 р. «Система внутріреакторного контролю ВВЕР-1000 СВРК-М. Концепція модернізації й супроводу експлуатації СВРК-М АЕС України».