Побудова функціонально стійкої інформаційно-керуючої системи контролю перевезень радіоактивних матеріалів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Державний університет телекомунікацій, Київ, Україна

Побудова функціонально стійкої інформаційно-керуючої системи контролю перевезень радіоактивних матеріалів

Олег Юрійович Ільїн

Ірина Ігорівна Борисенко

Розвиток сучасних інформаційних технологій характеризується впровадженням автоматизованих інформаційно-керуючих систем в чимало сфер життєдіяльності людини для виконання задач накопичування, обробки, зберігання, передачі інформації та здійснення контролю [1-4]. Одним із актуальних питань є здійснення контролю перевезень небезпечних вантажів територією України.

Постановка проблеми. На основі викладеного можна сформулювати завдання дослідження, яке полягає в застосуванні функціональної стійкості, як властивості складної системи на прикладі інформаційно-керуючої системи.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Проблема забезпечення стійкості функціонування складних інтелектуальних систем вперше була поставлена в роботах О.А. Машкова [5], де в вперше було введено термін “функціональна стійкість”. Ключові положення теорії функціональної стійкості потім були розвинені в роботах О.В. Барабаша [3; 6], Ю.В. Кравченко [6; 7] та інших. Разом з тим, очевидною є залежність моделей і методів теорії функціональної стійкості від предметної області їх застосування.

Метою статті є визначення загальних принципів побудови системи та можливість застосування функціональної стійкості, як властивості складної системи.

Виклад основного матеріалу дослідження

Для виконання перелічених вище задач постає питання створення інформаційно-керуючої системи (ІКС) контролю перевезень радіоактивних матеріалів, які відносяться до категорії небезпечних вантажів.

Інформаційно-керуюча система - це постійно діюча система взаємозв'язку людей, технічних засобів і методичних прийомів, призначена для збору, класифікації, аналізу, оцінки і розповсюдження актуальної, своєчасної і точної інформації для використання її розпорядниками з метою вдосконалення планування, втілення в життя і контролю заходів, що здійснюється організацією.

Призначення системи:

забезпечення технічним оснащенням, засобами зв'язку та комп'ютерними комунікаціями в галузі атомної енергетики;

підвищення рівня організації при забезпеченні безпеки перевезень радіоактивних матеріалів;

облік і контроль фактичних обсягів перевезень;

уніфікація на підприємствах організаційно- розпорядчих документів з організації перевезень [1].

Потрібно здійснювати автоматизацію наступних об'єктів:

Державна корпорація Українське державне об'єднання “Радон”, яке складається з державних міжобласних спеціалізованих комбінатів (ДМСК): Дніпропетровський, Київський, Львівський, Одеський, Харківський та Донецький ДСК. В сферу діяльності ДМСК входить територія всієї України. Головними задачами СК є поводження з радіоактивними відходами різних видів шляхом їх збору, транспортування, переробки, локалізації та дезактивації.

Державне Спеціалізоване Підприємство “Централізоване підприємство з поводження з радіоактивними відходами” ЦППРВ м. Чорнобиль - єдина національна експлуатуюча організація з поводження з радіоактивними відходами на стадії їх довгострокового зберігання та захоронення, належить до сфери управління Міністерства надзвичайних ситуацій України та входить до складу підприємства Українське державне об'єднання “Радон”.

В аварійному режимі повинна бути зв'язана з МВС, СБУ, МНС, ДАУЗВ (Державне Агентство України з управління Зоною відчуження) [2].

Побудова та можливість подальшої модернізації такої автоматизованої системи на початку потребує комплексної розробки, яка буде включати в себе проектування структури системи, технічне проектування окремих складових елементів і пристроїв та оптимізація цих елементів та підсистем, які будуть спливати при встановлені зв'язків між ними. Всі дії що будуть направлені на проектування системи в першу чергу будуть характеризувати і показувати якість функціонування по виконанню основних функцій системи:

моніторинг місцезнаходження транспортних засобів (ТЗ) і вантажів із заданою періодичністю;

відображення розташування, напрямку руху та стану ТЗ на електронній карті;

визначення технічного стану ТЗ, роботи спеціальних систем (дозиметричних, навігаційних) і устаткування на основі показників датчиків;

формування та відправлення за певним алгоритмом (сценарієм) інформаційних повідомлень службам швидкого реагування (МНС, МВС, СБУ, СЕС, Державна екологічна інспекція, тощо) у разі необхідності (несправність транспортного засобу, ДТП, радіаційна аварія);

формування і передача відповідальним особам SMS-повідомлень (інформаційних та аварійних) про проходження транспорту за маршрутом;

контроль часу і місця початку і закінчення роботи, зупинок, завантаження, розвантаження; контроль виконання маршрутних завдань;

контроль реального пробігу автомобіля; спеціалізовані звіти (стан датчиків, ідентифікація і стан водія);

звіти про рух (маршрути, швидкість, пробіг, зупинки, стоянки) по добовий, груповий та інші;

для забезпечення безвідмовності, ремонтопридатності, довговічності, експлуатаційної готовності, показників надійності до системи висуваються вимоги:

апаратура повинна бути загальнопромислового призначення;

комплекс технічних засобів (КТЗ) повинен дозволяти створювати автоматизовану систему збору інформації з безперервним автоматичним відстеженням безпечного стану об'єкта;

КТЗ повинен зберігати працездатність при всіх проектних порушеннях нормальних умов з накладенням втрати джерела нормального енергопостачання (знеструмлення);

КТЗ повинен зберігати інформацію, зареєстровану до моменту повного знеструмлення, в тому числі, під час підтримки працездатності блоку вбудованим джерелом безперебійного живлення;

об'єм пам'яті КТЗ повинен забезпечувати збереження інформації, не менш 10000 точок реєстрації;

для програмного забезпечення повинен виконуватись процес внутрішньої верифікації;

КТЗ повинен бути стійким до електромагнітних перешкод;

КТЗ повинен бути стійким та міцним до впливу одиночних ударів і динамічних навантажень;

КТЗ може зазнавати різних видів зовнішніх факторів та при цьому зберігати якість функціонування [2].

Центральним поняттям в інформаційно-керуючих системах є поняття “інтеграція”. Інтеграцію можна визначити як спосіб організації окремих компонентів в одну систему, що забезпечує узгоджену і цілеспрямовану їх взаємодію, зумовлюючи велику ефективність функціонування усієї системи. Інтегрована автоматизована система управління може розглядатися як ієрархічно організований комплекс організаційних методів, технічних, програмних, алгоритмічних і інформаційних засобів, які мають модульну структуру і забезпечують наскрізне узгоджене управління матеріальними та інформаційними потоками об'єкта управління.

Структура складної системи повинна оптимізуватися з комплексом критеріїв які показують якість функціонування по виконанню основних поставлених перед системою задач і техніко-економічних та експлуатаційних вимог до неї. Основною вимогою до функціонування системи є оптимізація її характеристик за показником ефективності [3].

Під ефективністю складної інформаційно-керуючої системи, як правило, розуміють ступінь її пристосованості виконувати ті функції, заради яких вона створена. Основним критерієм ефективності автоматизованої системи контролю перевезення радіоактивних матеріалів, чиє функціонування пов'язане з ризиком для життя людей та забруднення навколишнього середовища є показник функціонування системи в разі виникнення позаштатних ситуацій [4,5].

Позаштатна ситуація це поєднання умов і обставин при експлуатації технічних систем, що відрізняються від передбачених проектами, нормами і регламентами і ведуть до виникнення небезпечних станів в технічних системах. У число позаштатних ситуацій входять ситуації з відхиленням від нормальних (штатних) умов експлуатації, проектні та позапроектні аварійні ситуації.

Елементи системи забезпечують потік даних при різних режимах функціонування системи:

в режимі повсякденної роботи - при нормальному транспортуванні вантажу;

в режимі підвищеної готовності - при погіршенні обстановки та / або отриманні прогнозу про можливе виникнення аварії (перехід в режим з підвищеною частотою проведення замірів радіаційного фону контейнера, в якому знаходиться вантаж і оперативної передачі інформації не тільки всередині системи, а й до територіальних органів оперативного реагування а також безпосередньо особам, відповідальним за перевезення);

в аварійному режимі - при виникненні аварій або аварійних ситуацій на контрольованих об'єктах (додатково до попереднього: повинна бути передбачена оперативна передача інформації службам швидкого реагування, а також можливість функціонування системи повністю в автономному режимі).

Система повинна володіти такою властивістю, як функціональна стійкість. В роботах професора Машкова О.А. введено поняття функціональної стійкості динамічної системи, “як властивості системи, що полягає в здатності виконувати хоча б установлений мінімальний об'єм своїх функцій при відмовах в інформаційній, обчислювальній та енергетичній частинах системи, а так само впливів зовнішніх дій, які передбачені умовами експлуатації" [6,7]. Фактично функціональна стійкість складної технічної системи поєднує властивості надійності (безвідмовності), відмовостійкості та живучості. Показники функціональної стійкості відображують результат стратегії її забезпечення шляхом перерозподілу існуючої надмірності або ресурсів у позаштатних ситуаціях і безпосередньо впливають на побудову та експлуатацію системи [8].

У даній роботі була розглянута інформаційно-керуюча система контролю перевезень небезпечних вантажів. Складна структура такої системи передбачає комплексний підхід при її побудові, тому запропоновано розглянути функціональну стійкість як властивість системи. Враховуючи вірогідність виникнення позаштатних ситуацій, саме функціональна стійкість дає можливість перерозподілу функцій системи для можливості подальшого функціонування.

Література

функціональний стійкість безперебійний

1. Системы управления и защиты ядерных реакторов / [Ястребенецкий М.А., Розен Ю.В., Виноградская С.В., Джонсон Г., Елисеев В.В., Сиора А.А., Скляр В.В., Спектор Л.И., Харченко В.С.]; Под ред. Ястребенецкого М.А. - К.: Основа-Принт, 2011. - 768 с.

2. Барбашев С.В. Радиационный мониторинг в Украине: состояние, проблемы и пути решения [монография] / Барбашев С.В., Витько В.И., Коваленко Г.Д.; Под ред. д-ра техн. наук Барбашева С.В. - Одесса: Астропринт, 2010 - 80 с.

3. Барабаш О.В. Построение функционально устойчивых распределенных информационных систем / О.В. Барабаш - К.: НАОУ, 2004. - 226 с.

4. Артюшин Л.М., Машков О.А. Оптимизация цифровых автоматических систем, устойчивых к отказам / Л.М. Артюшин, О.А. Машков - К.: КВВАИУ, 1991. - 89 с.

5. Машков О.А. Проблеми моделювання функціонально стійких складних інформаційних систем / О.А. Машков, О.В. Барабаш // наук. збірник Інформаційне моделювання складних систем. Центр математичного моделювання Інституту прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України. - 2002. С. 137-142.

6. Барабаш О.В. Функціональна стійкість - властивість складних технічних систем / О.В. Барабаш, Ю.В. Кравченко // Зб. наук. пр. НАОУ. -2002. - Бюл. № 40. - С. 225-229.

7. Кравченко Ю.В. Сучасний стан та шляхи розвитку теорії функціональної стійкості / Ю.В. Кравченко, С.А. Микусь // Збірник наукових праць інституту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова. - 2013. - Вип. 68. - С. 60-68.

Размещено на Allbest.ru