Диссертация (1173033), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Этот алгоритм состоит из следующих этапов:1. Разыгрываются интервалы неработоспособности всех каналов ПАЗ наинтервале [0,T], для чего осуществляются следующие действия:1.1. По процедуре 1, изложенной в п.3.3.1, разыгрываются все интервалынеработоспособности подсистемы ПЛК (на интервале [0,T]) и при этом,всоответствиисоструктуройПАЗ,образуютсяинтервалынеработоспособности всех (j,s)-каналов ПАЗ. Также, в соответствии с59изложенной процедурой 1, разыгрываются моменты времени ложныхсрабатываний подсистемы ПЛК.1.2.
Для каждой подсистемы исполнительных устройств, обслуживающейj-ый ОПО (j=1,…,n), по процедуре 1, разыгрываются все интервалынеработоспособности и при этом, в соответствии со структурой ПАЗ,образуются интервалы неработоспособности всех (j,s)-каналов на j-омобъекте. Также, в соответствии с изложеннойпроцедурой 1,разыгрываются моменты времени ложных срабатываний для всехподсистем исполнительных устройств.1.3. Для каждой подсистемы датчиков, обслуживающей s-ую критическуюобласть на j-ом объекте (j=1,…,n, s=1,…,mj), по процедуре 1изложеннойвп.3.3.1,разыгрываютсявсеинтервалынеработоспособности подсистемы.
Также, в соответствии с изложеннойпроцедурой, разыгрываются моменты времени ложных срабатыванийдля всех подсистем датчиков.В соответствии с приведенными тремя пунктами определяютсяинтервалы неработоспособности каждого (j,s)-канала как сумма интерваловнеработоспособности подсистем, входящих в состав (j,s)-канала, т.е.формируется поток Ξj,s(Z,t). Также определяются последовательные моментывремени ложных срабатываний (j,s)-канала ПАЗ как сумма времен ложныхсрабатываний всех подсистем, входящих в (j,s)-канал, т.е.
формируется потокΨfj,s(Z,t).2. Разыгрываютсяпоследовательныемоментывременипоявленияинцидентов по экспоненциальному закону распределения с параметром Fnpj,sна интервале времени [0,T], для каждой s-ой критической области j-огообъекта, т.е. формируется поток Ψnpj,s(Z,t).2.1.Для каждого момента времени возникновения инцидента по s-ойкритической области j-ого объекта определяется на каком интервалефункционирования (j,s)-канала ПАЗ он произошел, т.е.:60В случае если инцидент возник на работоспособном интервале(j,s)-канала ПАЗ, то (j,s)-канал отрабатывает инцидент и переводитобъект в останов – формируется точка потока Ψo(Z,t) мотивированныхостановов (отработанных инцидентов).В случае если инцидент произошел на неработоспособном интервале(j,s)-канала ПАЗ, то возникает авария – определяется момент времениаварии X(r) и формируется точка потока Ψp(Z,t) неотработанныхинцидентов (и соответственно событие ω).
При этом дальнейшеерассмотрение данной реализации прекращается.Таким образом, определяется время эксплуатации ПАЗ, которое взависимости от наличия или отсутствия аварии на реализации, составляетсоответственно [0,T] или [0,X(r)].2.2.Определив время эксплуатации ПАЗ, определяется:Nd(1)j,s(r), Nd(2)(r), Nd(3)j(r) – число отказов соответственно подсистемдатчиков (j,s)-канала, ПЛК и подсистем исполнительных устройствобслуживающих j-ый объект, которые произошли на интервалеэксплуатации ПАЗ, по реализации r (т.е.
число точек отказа потокаΞj,s(Z,t) для разных подсистем, на интервале эксплуатации ПАЗ);Noj(r) – число мотивированных остановов j-ого объекта, произошедшихна интервале эксплуатации ПАЗ, по реализации r (т.е. число точекпотоковΨoj,s(Z,t)произошедшихнаj-омОПОнаинтервалеэксплуатации ПАЗ, где s=1,…,mj);Nfj(r)–числонемотивированныхостанововj-огообъекта,произошедших на интервале эксплуатации ПАЗ, по реализации r (т.е.число точек потоков Ψfj,s(Z,t), произошедших на j-ом ОПО на интервалеэксплуатации ПАЗ, где s=1,…,mj);2.3.В соответствии со стоимостным функционалом, указанным во второйглаве в выражении (2.2), определяется значение C(r) функционала дляконкретной реализации r.61Блок-схема этого алгоритма приведена на рисунке 3.6.Началоtи = 0Исходные данные:совокупности A и ZРазыгрывается моментвремени до возникновенияинцидента на (j,s)-каналеtиj,sОпределяется интервалнеработоспособностиподсистемы ПЛК(по процедуре 1)Формируется точкапотока Ψnpj,s(Z,t)j=1Нетj≤ ntи = tи + tиj,sНетtи < TДаДаОпределяется интервалнеработоспособностиподсистемы ИУJ(по процедуре 1)(j,s)-каналработоспособен вмомент времени tиj=j+1s=1Нетs=s+1s ≤ mjНетДаФормируется точкапотока Ψoj,s(Z,t)Останов j-ого ОПОФормируется точкапотока Ψpj,s(Z,t)Авария на j-омОПОДаОпределяется интервалнеработоспособностиподсистемы Дj,s(по процедуре 1)ФормируетсяΞj,s(Z,t)Определяется интервалнеработоспособности(j,s)-каналаОпределяется времядо аварии - XОпределяются Nd(v)j,s , Noj , Nfjдля v=1,2,3, j=1,…,n, s=1,…,m(j)Определяется значениефункционала по предложеннойструктуреКонецРисунок 3.6 – Блок-схема алгоритма определения значения функционала пореализации процесса (ξ(Z,t),ω) (процедура 2)623.4.
Алгоритм определения оценки стоимостного функционалаВ соответствии с выражением (3.1), для определения значения оценкистоимостного функционала, необходимо получить q реализаций процесса(ξ(Z,t),ω) и определить значение функционала по каждой реализации. Дляполучения реализаций используется метод статистического моделирования(метод Монте-Карло), суть которого заключается в получении большогочисла реализаций случайного процесса (ξ(Z,t),ω) (и соответственно большогочисла значений функционала C(r) по каждой реализации r для заданного Z).Число реализаций q, используемых для получения значения оценкифункционала, зависит от требуемой ошибки и доверительной вероятности иопределяется в соответствии с выражением (3.2).Алгоритм определения значения оценки функционала для заданныхзначений Z и T (процедура 3), состоит из следующих этапов:1.
Задается: совокупность Z – полностью определяющая процессвзаимодействия ПАЗ с ОПО; Т – предельное время эксплуатацииПАЗ;2. Определение q – числа необходимых реализаций (в соответствии свыражением (3.2)).3. Получение необходимого числа реализаций (r(1)…r(q)) процесса(ξ(Z,t),ω) и соответственно определение значения функционала C(r)по каждой реализации этого процесса по алгоритму приведенному вразделе 3.3.4. Определение значения оценки стоимостного функционала C*(Z) повыражению (3.1) для заданных значений Z и T.Блоксхемаалгоритмаопределенияоценкиреализациям процесса (ξ(Z,t),ω), приведена на рисунке 3.7.функционалапо63НачалоИсходныеданные: Z, TОпределяется qi=1Нетi<qДаРазыгрываетсяреализация r(i)процесса (ξ(Z,t), ω)i = i+1Определяется значениефункционала по реализации C(r(i))(по алгоритму из раздела 3.3)(по процедуре 2)Определяется оценкафункционала C*(Z)КонецРисунок 3.7 – Блок схема алгоритма определения оценки функционала(процедура 3)Наосноведанногоалгоритмабылразработанмодульдляпрограммного обеспечения синтеза ПАЗ, который позволяет на основесовокупностиZполучитьнеобходимоечислореализацийпроцессавзаимодействия ПАЗ с ОПО и соответственно значение оценки функционала.64Результаты и выводыВ данной главе получены следующие основные результаты:1.
Изложено подробное описание процесса (ξ(Z,t),ω) взаимодействия ПАЗ сОПО и предложен метод получения реализаций этого процесса.2. Предложеналгоритмопределениязначенияоценкистоимостногофункционала на процессе взаимодействия заданной ПАЗ с ОПО.Основным выводом по третьей главе является следующее утверждение:моделирование процесса (ξ(Z, t), ω) осуществляется методом статистическогомоделирования (методом Монте-Карло), позволяющим получить реализациюэтого процесса и определить значение оценки стоимостного функционала (пополученным реализациям).65Глава 4Алгоритм и программноепротивоаварийной защитыобеспечениесинтезасистемВ данной главе излагается решение задачи синтеза ПАЗ, определяемойвыражениями (2.4)-(2.6).
Решение этой задачи осуществляется итерационнымалгоритмом, построенным на основе метода статистического моделирования(метода Монте-Карло) случайного процесса {(ξ([L,A],t), ω), А∈D}, где D –множество управлений, определенное в выражении (2.4).Под синтезом ПАЗ в соответствии с принципом ALARP понимаетсявыбор такой архитектуры, характеристик обслуживания и техническихсредств на базе которых будет реализована ПАЗ, обеспечивающая минимумстоимостного функционала (формирование которого изложено во второйглаве).4.1. Исходные данные необходимые для синтеза ПАЗПрежде всего, остановимся на исходных данных задачи синтеза ПАЗ,обслуживающей группу Г = (ОПО1,…,ОПОn).
Для осуществления синтезаПАЗ необходимо наличие следующих исходных данных:1. Характеристик ОПО таких как:число опасных объектов n входящих в группу Г и число критическихобластей на каждом из них mj, j=1,…,n;частоты Fnpj,s возникновения инцидентов по s-ой критической областина j-ом ОПО, входящего в группу ОПО обслуживаемую ПАЗ;предельноевремяtпj,s нахождениязначениятехнологическогопараметра в критической области;2. Совокупность D (введенная в (2.4), в разделе 2.2) – совокупность всехвозможных вариантов архитектур, характеристик обслуживания и66технических средств, на базе которых возможно осуществить синтезПАЗ;3.
Оценкихарактеристиквходящихвзатратынасозданиеиэксплуатацию ПАЗ и в потери от внештатных ситуаций на ОПО, такихкак:стоимость проведения одной контрольной проверки – Sк;затраты на разработку, создание и ввод в эксплуатацию ПАЗ – Sр;потери от останова j-ого ОПО – Sоj;потери от аварий на j-ом ОПО – Sаj.Необходимо отметить, что в практической деятельности проектныхорганизаций, занимающихся разработкой ПАЗ, совокупность D представляетсобой конечный набор совокупностей А, определяемых выражением (1.10).При этом, совокупность D формируется на основе следующих данных:Перечень используемых типов датчиков, ПЛК и исполнительныхустройств ПАЗ, который формируется с учетом конструктивныхособенностейконкретныхОПО,входящихвгруппуГ.Надежностные характеристики датчиков, ПЛК и исполнительныхустройств указываются в паспортах, предоставляемых заводамипоставщиками указанных технических средств.Перечень возможных архитектур подсистем каждого канала ПАЗ.Перечень возможных интервалов между проведения контрольныхпроверок работоспособности ПАЗ.Оценка предельного времени эксплуатации ПАЗ.Отметим, что совокупность D является конечной в связи соследующими обстоятельствами:Перечень технических средств (датчиков, ПЛК, ИУ) возможных дляиспользования на каждом ОПО ограничен числом производителей,67с которыми взаимодействует организация проектировщикособенностямипараметров,конкретныхнаОПОкоторых(видамиестьитехнологическихкритическиеобласти;конструктивными особенностями ОПО).Возможные архитектуры обычно ограничены числом возможныхрезервных элементов, которых обычно бывает не более трех.Контрольные проверки ПАЗ обычно проводятся не чаще чем раз вквартал, и не реже чем раз в год.Рассмотрим подробнее алгоритм осуществления синтеза ПАЗ.4.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
