Моделі й методи підвищення відмовостійкості програмно-технічних комплексів інформаційних і керуючих систем енергоблоків АЕС

Размещено на http://allbest.ru

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

05.13.05 - Комп'ютерні системи та компоненти

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

Моделі й методи підвищення відмовостійкості

програмно-технічних комплексів інформаційних і

керуючих систем енергоблоків АЕС

Єлісєєв Володимир Васильович

Харків - 2008

Дисертація на правах рукопису.

Робота виконана в Харківському національному університеті радіоелектроніки Міністерства освіти і науки України.

Науковий консультант - доктор технічних наук, професор

Хаханов Володимир Іванович,

Харківський національний університет радіоелектроніки, декан факультету комп'ютерної інженерії та управління

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Харченко Вячеслав Сергійович,

Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «ХАІ», завідувач кафедри комп'ютерних систем та мереж

доктор технічних наук, професор

Хажмурадов Манап Ахмадович,

Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут», начальник відділу математичного забезпечення

доктор технічних наук, професор

Борисенко Олексій Андрійович,

Сумський державний університет, завідувач кафедри електроніки і комп'ютерної техніки

Захист відбудеться 23.04.2008 року о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.052.01 у Харківському національному університеті радіоелектроніки за адресою: 61166, м. Харків, пр. Леніна, 14, тел. (0572) 702-14-51.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою: 61166, м. Харків, пр. Леніна, 14.

Автореферат розісланий 22.03.2008 року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 64.052.01Чалий С.Ф.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Атомна енергетика займає провідне місце в енергозабезпеченні України. У теперішній час одним з головних актуальних напрямків, яким займаються українські вчені, є підвищення безпеки й експлуатаційної надійності об'єктів атомної енергетики. За останнє десятиліття в атомній галузі був впроваджений у дію цілий ряд стандартів, норм і правил, спрямованих на забезпечення рівня радіаційної і ядерної безпеки АЕС, що відповідає міжнародним вимогам. Питання безпеки АЕС тісно пов'язане з мінімізацією людського фактора й підвищенням надійності систем керування. Істотна частина порушень у роботі АЕС України пов'язана з неправильними діями людини (25-30 % за останні 10 років) і збоями в роботі інформаційних і керуючих систем (близько 20% за період з 1996 до 2002 р.). У зв'язку з цим кардинальне рішення проблеми збільшення надійності системи керування може бути досягнуте шляхом розробки й застосування нових методів підвищення відмовостійкості програмно-технічних комплексів (ПТК) інформаційних і керуючих систем (ІКС), реалізації нових функцій з інформаційної підтримки операторів.

Великий внесок у справу створення ПТК для автоматизованого керування особливо відповідальними (критичними) об'єктами внесли колективи Інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, Харківського інституту комплексної автоматизації, Інституту проблем управління (автоматики й телемеханіки) РАН, Сєверодонецького НВО «Імпульс», Київського НВО «Квант», НВО «Хартрон», Харківського ВО «Комунар», Харківського заводу ім. Шевченка, Інституту електронних керуючих машин (ІНЕКМ, м. Москва), РНЦ “Курчатівський інститут”, ФДУП НДЦ "СНДІП" (м. Москва), Харківського аерокосмічного університету ім. Жуковського «ХАІ».

Серед значного числа досліджень в області теорії й практики створення й застосування ЕОМ і ПТК для автоматизованого керування, виконаних на сьогоднішній день, варто особливо виділити роботи С.О. Лебедєва, В.М. Глушкова, Б.М. Малиновського, Ю.Я. Базилевського, І.С. Брука, Б.І. Рамеєва, М.Я. Матюхіна, М.О. Карцева, О.В. Палагіна, Є.Л. Ющенко, Л.Н. Дашевського, С.Б. Погребинського, В.Д. Лосєва, А.Г. Кухарчука, А.Ф. Незабитовського, І.В. Прангішвілі, В.В. Рєзанова, В.М. Костелянського, О.Г. Додонова, В.І. Скурихіна, М.О. Дуеля, М.А. Ястребенецького, В.С. Харченка, Г.С. Голодняка, А.І. Кривоносова, Я.Є. Айзенберга, Б.М. Конорєва.

Зростання складності й розмірності задач керування особливо відповідальними об'єктами обумовило підвищення вимог до продуктивності й надійності ІКС, що стимулювало розробку й створення в Сєверодонецькому НВО «Імпульс» засобів мікропроцесорної системи контролю й управління (МСКУ М) і подальших її модифікацій МСКУ 2М, МСКУ 3М. ПТК ІКС і проблемно-орієнтовані й спеціалізовані обчислювальні підсистеми, що входять до його складу, можуть бути реалізовані на базі компонентів МСКУ 2М та МСКУ 3М: промислових контроллерів, робочих станцій і промислових ЛОМ.

Новим етапом у розвитку АСУ ТП атомної енергетики України стала реалізація Національною атомною енергогенеруючою компанією (НАЕК) «Енергоатом» “Програми повузлової заміни підсистем АСУ ТП енергоблоків ВВЕР-1000 і ВВЕР-440 на 2000-2006р.” від 31.07.2000р., що лягла в основу Розпорядження Кабінету Міністрів України № 504-р від 29.08.2002 р. «Комплексна програма модернізації й підвищення безпеки енергоблоків атомних станцій», а також виконання проекту “Х-2/Р-4” по добудуванню енергоблоків №2 Хмельницької й №4 Рівненської АЕС. Значна частина робіт із Програми й проекту “Х-2/Р-4” по розробці, виготовленню й впровадженню відмовостійких ПТК для ІКС АЕС була доручена Сєверодонецькому НВО “Імпульс”, що вже мало досвід розробки, виготовлення й впровадження керуючих обчислювальних комплексів для АЕС Радянського Союзу.

Основні ПТК ІКС для енергоблоків АЕС, розроблені на базі МСКУ 2М і МСКУ 3М і впроваджені в 2000-2006 роках: ПТК інформаційно-обчислювальних систем (ІОС), систем внутріреакторного контролю (СВРК), керуючих систем контролю нейтронного потоку, керуючих систем безпеки, систем нормальної експлуатації, систем керування й захистів, систем контролю й діагностування комплексів технічних засобів. Розробку прикладного програмного забезпечення ІОС енергоблоків виконало ДП «Харківський НДІ комплексної автоматизації». Розробку прикладного програмного забезпечення СВРК виконали СнДІп-Атом (м. Москва), РНЦ «Курчатівський інститут». Технічні засоби МСКУ 2М і МСКУ 3М мають високий ступінь живучості, розроблені із застосуванням комплектуючих виробів провідних світових фірм-виробників. Вони дозволяють компонувати ПТК ІКС у вигляді високонадійної керуючої обчислювальної системи з ієрархічною розподіленою структурою, розвиненими засобами діагностування, а також забезпечувати високу відмовостійкість завдяки структурному резервуванню й поетапне розширення функціональних можливостей ПТК при його промисловій експлуатації. Одним з напрямків підвищення надійності систем керування АЕС є реалізація нових функцій ПТК ІКС, що забезпечують інформаційну підтримку діяльності персоналу. До таких функцій можна віднести: надання параметрів безпеки; комп'ютерна підтримка ухвалення рішення оператором; інтелектуальна сигналізація. Успішне рішення задач розробки високонадійних ПТК ІКС, важливих для безпеки АЕС, передбачає необхідність пошуку нових структурних і системотехнічних розв'язків при проектуванні ПТК ІКС.

Актуальність обраного напрямку робіт обумовлена необхідністю вирішення проблеми створення відмовостійких ПТК ІКС для особливо відповідальних об'єктів атомної енергетики. У дисертаційній роботі розв'язується проблема розробки методів дослідження й обґрунтування архітектурних і технічних рішень, що забезпечують підвищення відмовостійкості ПТК ІКС.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Основні результати дисертаційного дослідження отримані при виконанні робіт відповідно до документу НАЕК «Енергоатом»: «Програма повузлової заміни підсистем АСУ ТП енергоблоків ВВЕР-1000 і ВВЕР-440 на 2000-2006 рр.» від 31.07.2000 р., Розпорядження Кабінету Міністрів України № 504-р від 29.08.2002 р. «Комплексна програма модернізації й підвищення безпеки енергоблоків атомних станцій» і проекту “Х-2/Р-4” по добудуванню енергоблоків №2 Хмельницької й №4 Рівненської АЕС.

Дисертаційна робота виконувалася в рамках договору №204 від 26.04.2001 з Рівненською АЕС «Розробка ІОС РАЕС-4» і договорів з НАЕК «Енергоатом»: №227 від 02.11.1999 «Виготовлення, поставка й введення в експлуатацію ПТК СВРК-М для ХАЕС-2»; №228 від 13.07.2000 «Виготовлення, поставка й введення в експлуатацію ПТК ІОС для ХАЕС-2»; №60/01-А від 15.01.2003, дод. угода № 5 «ПТК СВРК-М РАЭС-4»; №61 від 20.04.2004 «Виготовлення й поставка устаткування АСУ ТП для добудування енергоблоку №4 РАЕС і енергоблоку №2 ХАЕС»; № 60/01-А від 15.01.2003, дод. угода №.27 «Верхній рівень УВС ЗАЕС»; №66 від 14.06.2005 «ПТК СВРК-М РАЕС-3»; №75 від 13.09.2005 «Устаткування для модернізації ВУ ІОС РАЕС-3»; 60/01-А від 15.01.2003, дод. угода № 4 «ПТК СВРК-М, ПТК ІОС для ХАЕС-1»; №68 від 13.09.2005 «Устаткування для заміни КСБ-3 енергоблоку №3 Запорізької АЕС»; №69 від 27.09.2005 «Устаткування КСБ-3, СНЕ РО, СНЕ ТЕ ЗАЕС-4».

У виконанні зазначених договорів автор брав участь як керівник і науковий консультант.

Мета й задачі дослідження. Метою дослідження є розробка та впро-вадження моделей та методів підвищення відмовостійкості програмно-технічних комплексів інформаційних і керуючих систем енергоблоків АЕС для суттєвого підвищення надійності й безпечної експлуатації АЕС.

Мета досягається шляхом розв'язання таких задач дослідження:

1) Розробка моделі побудови підсистеми ПТК інформаційних і керуючих систем АЕС з урахуванням особливостей задач управління АЕС для ефективної реалізації інтелектуальної підтримки оперативного персоналу по керуванню енергоблоком АЕС;

2) Розробка математичних моделей обчислювальних процесів реального часу в ПТК для визначення характеристик продуктивності обчислювальних підсистем ПТК;

3) Розробка моделі формальної оцінки й вибору дисциплін диспетчеризації задач за компонентами ПТК для мінімізації часу й підвищення відмовостійкості виконання конкретного набору задач;

4) Розробка структурно-логічної моделі процесів тестування несправностей технічних засобів паралельних ПТК і використання додаткових засобів асинхронного резервування процесів;

5) Удосконалення моделі інформаційних обмінів між компонентами ПТК з урахуванням ієрархічної структури процесів управління для можливості визначення параметрів комунікаційної підсистеми ПТК;

6) Удосконалення загальної моделі організації й проведення діагностичного обслуговування із застосуванням умовних й безумовних алгоритмів пошуку дефектів та з використанням стандартів тестопридатного проектування; відмовостійкість тестування несправностійкість технічний

7) Удосконалення моделі реконструкції ПТК інформаційних і керуючих систем АЕС для збільшення точності функціонування, стабільностї та розв'язної здатностї ІКС АЕС;

8) Розробка й впровадження практичних рекомендацій стосовно підвищення відмовостійкості ПТК ІКС АЕС.

Об'єкт дослідження - процеси розробки підсистем верхнього рівня, комунікаційних підсистем, діагностичне обслуговування ПТК ІКС АЕС.

Предмет дослідження - моделі і методи підвищення відмовостійкості ПТК ІКС АЕС.

Методи досліджень. Методи теоретичних і експериментальних досліджень, що використовувалися при розв'язанні зазначених задач, базуються на: теорії графів; теорії масового обслуговування; імітаційному статистичному моделюванні; теорії ймовірностей; лінійній алгебрі; чисельних методах; методах планування й проведення експерименту; моделях технічної діагностики. При дослідженні й розробці методів підвищення відмовостійкості виконання задач, що реалізують нові функції ІКС АЕС, математичних моделей відмовостійкого виконання обчислювальних процесів, методів диспетчеризації задач використовувалися теорія графів, теорія масового обслуговування, імітаційне моделювання, теорія ймовірностей, чисельні методи, методи планування й проведення експерименту. При дослідженні й розробці моделей організації й проведення діагностичного обслуговування ПТК застосовувалися теорія графів, моделі технічної діагностики.

Наукова новизна роботи полягає 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, отримані в дисертаційній роботі:

- вперше запропоновано модель побудови підсистеми ПТК інформаційних і керуючих систем АЕС, яка враховує особливості задач управління АЕС, що дозволяє ефективно реалізовувати нові функції інтелектуальної підтримки оперативного персоналу по керуванню енергоблоками АЕС;

- вперше розроблені математичні моделі обчислювальних процесів реального часу в ПТК, які характеризуються високим паралелизмом, що дозволяє визначити необхідні характеристики продуктивності обчислювальних підсистем ПТК, які гарантовано забезпечують виконання наборів задач за час, що не перевищує заданий (у режимі реального часу);

- вперше запропонована модель формальної оцінки й вибору дисциплін диспетчеризації задач за компонентами ПТК, яка характеризується введенням параметрів підвищеної точності і продуктивності, що забезпечує можливість мінімізації часу й підвищення відмовостійкості виконання конкретного набору задач;

- вперше розроблена структурно-логічна модель процесів тестування несправностей технічних засобів паралельних ПТК і використання додаткових засобів асинхронного резервування процесів, яка характеризується забезпеченням діагностування, локалізацією несправностей, коректним відновленням процесів, та надає можливість ураховувати вплив випадкових несправностей на час виконання складних наборів задач;

- удосконалена модель інформаційних обмінів між компонентами ПТК, що відрізняється від існуючих введенням ієрархічної структури процесів управління та дає можливість визначення параметрів комунікаційної підсистеми ПТК, при яких заявки обслуговуються за час, що не перевищує заданий директивний;

- удосконалена загальна модель організації й проведення діагностичного обслуговування, яка відрізняється застосуванням умовних й безумовних алгоритмів пошуку дефектів з використанням IEEE стандартів тестопридатного проектування, що дозволяє істотно зменшити час відновлення працездатності ПТК у процесі його функціонування;

- 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, що дозволяє підвищити безпеку й експлуатаційну надійність АЕС за рахунок збільшення точності функціонування, стабільностї та розв'язної здатності інформаційних і керуючих систем АЕС.

Практична значущість дисертаційної роботи. Отримані результати - моделі та методи - доведено до практичної реалізації у вигляді програмно-апаратних засобів, верифікації, сертифікації та впровадження. Практичні результати визначаються:

1. Впровадженням математичних моделей, методів і системних рішень у процеси проектування й експлуатації відмовостійких ПТК систем контролю й керування критичними об'єктами.

2. Впровадженням методів визначення параметрів відмовостійких ПТК і його підсистем, методів 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.

3. Створенням компонентів мікропроцесорної системи контролю й керування нового покоління, розробкою й впровадженням на їхній базі обчислювальних підсистем ПТК, що реалізують нові функції ІКС АЕС (інтелектуальні системи підтримки операторів в ІОС і СВРК).

4. Під керівництвом і за особистою участю автора були спроектовані, виготовлені й 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».

Наукові й науково-методичні результати дисертаційної роботи використовуються в Сєверодонецькому технологічному інституті Східноукраїнського національного університету з напрямку «Комп'ютерна інженерія».

Особистий внесок здобувача. Всі основні результати дисертації, що виносяться на захист, отримані здобувачем самостійно [2, 4, 9, 10, 13, 15-17, 29, 34, 35, 39]. У роботах, написаних і опублікованих у співавторстві, здобувачеві належать такі результати: [1] - аналіз досвіду розробки ПТК ІОС енергоблоку АЕС; [3] - модель опису дефектів логічних мереж; [5] - обґрунтування структури апаратно-програмної платформи ПТК для реалізації задач великої розмірності на верхньому рівні АСУ ТП АЕС; [6] - основні положення концепції модернізації СВРК АЕС України й структура СВРК на базі технічних засобів виробництва ЗАТ «СНВО „Імпульс”»; [7] - рішення системних питань розробки й реконструкції ІОС на базі технічних засобів виробництва ЗАТ «СНВО „Імпульс”»; [8] - резервована структура система контролю нейтронного потоку; [11] - стратегія застосування IEEE стандартів для тестування програмно-технічного комплексу; [12] - модель кодування компонентів зображень в поліадичному просторі; [14] - модель опису цифрової системи для діагностування дефектів; [18] - ієрархічна модель і табличний метод тестування компонентів програмно-технічного комплексу; [19] - метод діагностування складних ПТК; [20] - структурна модель обчислювальних процесів для кодування інформації; [21] - резервована структура промислової локальної мережі МСКУ М; [22] - підходи до розробки систем контролю й керування для АЕС на базі виробів НВО «Імпульс»; [23] - дослідження стану й напрямків розвитку мікропроцесорної системи контролю й керування для побудови ПТК систем контролю й керування енергоблоками ТЕС і АЕС; [24] - підходи до побудови верхнього блокового рівня АСУ ТП АЕС на базі робочих станцій ПС 5101; [25] - методи розробки комплексів технічних засобів з необхідними параметрами надійності для систем контролю й керування енергоблоками ТЕС і АЕС; [26] - методи розробки комплексів технічних засобів з необхідними параметрами надійності для систем контролю й керування об'єктами газового комплексу; [27] - підходи до модернізації компонентів МСКУ М для поліпшення характеристик розроблювальних ПТК; [28] - концепція створення мікропроцесорної системи контролю й керування другого покоління для побудови високонадійних керуючих ПТК; [30] - удосконалений критерій якості керуючої обчислювальної системи й підхід до інтелектуального динамічного керування паралельними обчислювальними процесами в керуючих паралельних обчислювальних системах реального часу; [31] - аналіз особливостей ПТК АСУ ТП, способів забезпечення їх відмовостійкості, способів організації верхнього рівня ПТК; [32] - обґрунтування застосування мікропроцесорної системи контролю й керування для побудови АСУ ТП енергетичних об'єктів; [33] - засоби й методи збільшення надійності керуючого обчислювального комплексу; [36] - методи створення АСУ ТП на базі МСКУ 2М з необхідними параметрами надійності; [37] - методи диспетчеризації задач в обчислювальних системах реального часу; [38] - методи побудови ПТК систем контролю й керування особливо відповідальними об'єктами; [40] - структура, функції й характеристики технічних засобів верхнього блокового рівня АСУ ТП серійних енергоблоків АЕС із реактором типу ВВЕР-1000; [41] - класифікація маршрутів проектування складних систем; [42] - організація діагностування відмовостійких ПТК на прикладі ПТК ІОС енергоблоку з реактором ВВЕР-1000; [43] - ієрархічна модель тестування програмно-технічного комплексу; [44] - методика визначення критичних точок для тестування програмно-технічного комплексу; [45] - модель тестування компонентів ПТК; [46] - асерційна модель убудованого тестування програмного забезпечення; [47] - модель діагностування складних цифрових систем на основі граничного сканування.

Апробація результатів дисертації. Концепція, проблематика, окремі фрагменти й результати дисертаційної роботи доповідалися на Всесоюзній науково-технічній конференції «Досвід розробки й впровадження технічних і програмних засобів серії ПС» (Сєверодонецьк, 1991 р.); міжнародній науково-практичній конференції «Ефективність систем електроенергетики» (Київ, 1996р.), науково-технічній конференції «Проблеми створення нових машин і технологій» (Луганськ, 2001 р.); Міжнародному форумі «Прикладна радіоелектроніка. Стан і перспективи розвитку» (Харків, 2002 р.); Fourth International Topical Meeting on Nuclear Plant Instrumentation, Control and Human Machine Interface Technologies (USA, Columbus, 2004 р.); Міжнародній конференції “Паралельні обчислення й задачі керування”, РАСО'2004 (Москва, 2004 р.); Міжнародній конференції “Єдиний інформаційний простір” (Дніпропетровськ, 2004 р.); Eda-Market and Soc Design Verification Technologies. Proceedings of the 8th International Conference CADSM 2005 (Lviv, Ukraine, 2005 р.), IEEE East-West Design & Test Workshop - EWDTW'05 (Odessa, Ukraine, 2005 р.), Міжнародній науково-практичній конференції «Інформаційні технології - в науку й освіту» (Харків, 2005 р.); Міжнародній науково-технічній конференції «Нові інформаційні й керуючі системи АЕС: аспекти безпеки» (Харків, 2005 р.); Міжнародній науково-технічній конференції «Impact of Modern Technology on Instrumentation and Control Systems in Nuclear Power Plants (Chatou, France, 2005 р.), Міжнародній науково-технічній конференції «Гарантоздатні (надійні та безпечні) системи, сервіси й технології» (Полтава, 2006 р.), Міжнародній науково-практичній конференції «Інформаційні технології в енергетику» (Партеніт, 2006 р.), Міжнародній науково-технічній конференції «Нові інформаційні й керуючі системи АЕС: аспекти безпеки» (Харків, 2007 р.).

Публікації. Основний зміст дисертації опублікований в 47 роботах, у т.ч. у 24 статтях у провідних наукових журналах і періодичних виданнях, включених до переліку ВАК України, та у спеціалізованих фахових виданнях інших країн, 1 навчальному посібнику, 16 тезах доповідей на конференціях.

Обсяг і структура роботи. Дисертація складається із вступу, 7 розділів, висновку, списку використаних джерел. Обсяг основного тексту роботи становить 271 сторінку, що включає 61 рисунок і 32 таблиці; список використаних джерел містить 188 найменувань на 18 сторінках. Додаток містить акти впроваждень на 55 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовується актуальність дисертаційної роботи, сформульовані її мета й задачі, які необхідно вирішити для досягнення мети, наведені характеристики отриманих результатів, показаний особистий внесок здобувача, зазначено, де проводилася апробація роботи, й наведена загальна характеристика публікацій.

У першому розділі розглянуті особливості обчислювальних задач, що реалізують нові функції ІКС, важливі для безпеки АЕС, особливості архітектурної й структурної організації сучасних ПТК ІКС АЕС, у тому числі й ПТК на базі МСКУ 2М, що враховуються в подальших дослідженнях. Визначено критерії якості відмовостійких ПТК, відповідно до цього сформульовані задачі дисертаційної роботи.

ІОС є основним джерелом одержання інформації про енергоблок для оперативного персоналу. Актуальною проблемою є розробка ІОС нового покоління - включення до складу ПТК ІОС обчислювальної підсистеми, що реалізує функцію інтелектуальної підтримки оперативного персоналу енергоблоку АЕС. Реалізація нових функцій ІОС, таких як: подання параметрів безпеки; комп'ютерна підтримка ухвалення рішення оператором; інтелектуальна сигналізація; прогнозування стану енергоблоку й т.д., пов'язана з необхідністю рішення задач великої розмірності в реальному масштабі часу в обчислювальних підсистемах верхнього рівня ПТК ІКС. До таких задач відносяться: моделювання технологічних процесів для цілей керування енергоблоком; прогнозні задачі СВРК-М; програмний комплекс підтримки оперативного персоналу енергоблоку АЕС; задачі моніторингу й діагностики устаткування реактора.

Розглянуто сучасні тенденції в структурній організації й забезпеченні відмовостійкості ПТК ІКС АЕС, що становлять особливий клас систем, на який поширюються нормативні вимоги МАГАТЕ й МЕК. Високі вимоги пред'являються до їхньої надійності функціонування й технічного діагностування. Тому розробка нових методів підвищення відмовостійкості ПТК ІКС АЕС є актуальною задачею.

Для вибору архітектури й характеристик відмовостійких ПТК, що функціонують у реальному часі й реалізують нові функції ІКС АЕС, які підвищують безпеку експлуатації енергоблоків АЕС, необхідно розробити методи й математичні моделі підвищення відмовостійкості виконання задач, що реалізують нові функції ІКС АЕС, досліджувати принципи, методи й процедури підвищення відмовостійкості ПТК на основі механізму асинхронного резервування процесів при виконанні складних наборів задач, розробити методи, що приводять до істотного зменшення часу тестування й діагностування ПТК у процесі експлуатації.

У другому розділі запропоновано модель побудови підсистеми ПТК інформаційних і керуючих систем АЕС, яка враховує особливості задач управління АЕС, що дозволяє ефективно реалізовувати нові функції інтелектуальної підтримки оперативного персоналу по керуванню енергоблоками АЕС; розроблені математичні моделі обчислювальних процесів реального часу в ПТК, які характеризуються високим паралелизмом, що дозволяє визначити необхідні характеристики продуктивності обчислювальних підсистем ПТК, які гарантовано забезпечують виконання наборів задач за час, що не перевищує заданий (у режимі реального часу).

Для реалізації нових функцій ІКС пропонується застосовувати підсистеми ПТК із паралельними обчислювальними ресурсами. Реалізація згаданих функцій зводиться до виконання обчислювальних додатків, що моделюють функціонування енергоблоку, які повинні виконуватися в реальному або прискореному масштабі часу (це викликано необхідністю надання результатів рішення задач операторові-технологові для прийняття ним своєчасного рішення). Структурно моделі енергоблоків будуються за блоковим принципом, коли кожний блок описує відповідний агрегат або вузол технологічного устаткування. За таким принципом побудовані моделі енергоблоків у підсистемах інформаційної підтримки оператора, що входять до складу програмного забезпечення ІОС і СВРК, які модернізуються.

Моделі мають багаторівневу ієрархічну структуру з вертикальними й горизонтальними зв'язками, що відбивають реальні зв'язки. Модель енергоблоку являє собою набір (комплекс) взаємозалежних послідовно-паралельних програмних модулів (задач), приклад графа якого наведений на рис. 1.

Одним із практичних варіантів реалізації обчислювального процесу в підсистемі є декомпозиція кожної програмної моделі (додатка) на основну задачу, виконувану в HOST-комп'ютері, і ряд відносно незалежних підзадач, що відповідають паралельним галузям програми й вирішуються в обчислювачах - однотипних абонентах ЛОС (рис. 2). Розглянута підсистема повинна забезпечити необхідну продуктивність, тому що невиконання циклу моделювання за заданий проміжок часу фактично є її відмовою. Тому необхідно визначити номінальні продуктивності HOST-комп'ютера й обчислювачів, при яких набір з S задач виконувався б за час, не більше директивного часу Тдир, із заданою ймовірністю D. Для цього розглянута наступна модель обчислювальної підсистеми.

У моніторі із багатозадачною мережною операційною системою в мультипрограмному режимі функціонують S задач. Під час їх виконання генеруються за деяким випадковим законом заявки на виконання підзадач (обчислювальних фрагментів) в обчислювачах. За допомогою засобів мережної ОС завдання від активної задачі передається в будь-який вільний обчислювач, а активною призначається наступна (за циклічною чергою) задача. У тому випадку, якщо в активній задачі згенерована чергова заявка й всі N обчислювачів зайняті, то виконання даної задачі блокується (блокування першого роду відсутність ресурсу) до надання їй необхідного ресурсу, а керування передається наступній (незаблокованій) задачі.

Якщо після генерації чергової заявки й видачі її на виконання задача повинна за логікою програми очікувати результатів виконання цієї заявки, то задача переводиться в стан блокування другого роду (алгоритмічний). Перехід задачі в стан блокування другого роду означає завершення фрагмента програми з паралельними галузями. Активізуючою подією у системі при блокуваннях є завершення виконання якої-небудь заявки й, відповідно, поява ресурсу. Якщо кілька задач очікують появи ресурсу (перебувають у стані блокування першого роду), то на виконання вибирається заявка відповідно до черги. При цьому якщо ця заявка викликає блокування другого роду, то дана задача переводиться у відповідний стан.

У тому випадку, якщо всі S задач блоковані (через відсутність ресурсу або алгоритмічно), монітор простоює (перебуває в стані динамічного останову). Передбачається, що перемикання задач і передача заявок відбуваються миттєво (тобто час виконання цих процесів занадто малий у порівнянні з часом генерації й виконання). Прийнято, що тривалості інтервалів між заявками від кожної активної задачі в моніторі й часи виконання заявок в одному обчислювачі розподілені за експоненціальним законом з інтенсивностями й . Позначимо - середнє число заявок, згенерованих за середній час обслуговування однієї заявки одним обчислювачем. Величини й залежать як від властивостей алгоритмів конкретних задач і майстерності програміста, так і від швидкодії монітора й обчислювачів, і є усередненими характеристиками додатків, що виконуються в системі. Вони є функціями двох параметрів: номінальної продуктивності й усередненої трудомісткості алгоритмів, виконуваних у системі додатків, тобто й , де - номінальна продуктивність монітора, - номінальна продуктивність одного обчислювача. Параметри й дорівнюють середньому числу операцій, виконуваних монітором і обчислювачем в одиницю часу, - середнє число операцій у фрагменті задачі, виконуваному в моніторі (між генераціями заявок для обчислювачів), - середнє число операцій у фрагменті, виконуваному в обчислювачі. Відповідно. Якщо співвідношення є відносно постійним для конкретного спектра додатків, то параметри й можна варіювати вибором відповідних характеристик монітора й машин-обчислювачів.

У табл. 1 наведені значення Н для збалансованої системи (продуктивності фаз рівні між собою, тобто або, при цьому ) із загальним числом задач у системі SM=16 для різних значень N і M.

Таблиця 1. Значення Н багатомоніторної системи

Проведено порівняльний аналіз дисциплін обслуговування моніторів. Кращою є рівноймовірна дисципліна обслуговування як відносно проста й ефективна. Отримано характеристики ефективної продуктивності підсистем з довільними значеннями: кількості моніторів і обчислювачів, числа й характеристик задач.

У результаті проведених досліджень обґрунтований метод визначення параметрів номінальної продуктивності підсистем, що виконують задачі в режимі реального часу. Він дозволяє аналітично й чисельними методами визначати необхідні параметри продуктивності обчислювачів і моніторів через:

необхідний директивний час виконання із заданою ймовірністю;

число й характеристики задач;

число обчислювачів.

У третьому розділі запропонована модель формальної оцінки й вибору дисциплін диспетчеризації задач за компонентами ПТК, яка характеризується введенням параметрів підвищеної точності і продуктивності, що забезпечує можливість мінімізації часу й підвищення відмовостійкості виконання конкретного набору задач. Вирішується задача формальної оцінки й вибору дисциплін динамічної диспетчеризації робіт КВР із апріорно заданого набору дисциплін по обчислювачах ПТК для кожного конкретного КВР, що задається користувачем, з метою мінімізації часу виконання кожного КВР. Процес виконання КВР у неоднорідному ПТК (обчислювачі - ОПi - розрізняються за продуктивністю) представляється базовою математичною моделлю у вигляді однофазної системи масового обслуговування.

Проведено аналіз таких дисциплін диспетчеризації: 1) «Ранг rj /зв'язність bj» роботи aj КВР. 2) Вибір робіт з різними значеннями рангів для швидкого й повільного обчислювачів, з урахуванням числа готових до виконання робіт. 3) Вибір робіт на обслуговування за значеннями середніх часівїхнього виконання на швидкому й повільному обчислювачах. 4) «Зворотна» стосовно дисципліни 3. 5) Дисципліна модифікованого за часом рангу rj* роботи aj, rj*=+max rs*, asQj. 6) Статичний розподіл робіт КВР. Результати дослідження дисциплін диспетчеризації (часи й відносний ефект) для різних КВР1 - КВР4 при значенні коефіцієнта асиметрії h=2 наведені в табл. 2.

Таблиця 2. Результати дослідження дисциплін диспетчеризації

Часові параметри кожної роботи для всіх КВР1 - КВР4 прийняті однаковими, КВР1 - КВР4 відрізняються тільки інформаційно-логічними зв'язками між роботами.

У табл. 3 наведені середні часи виконання КВР1 для різних дисциплін диспетчеризації.

Таблиця 3. Результати порівняльного дослідження дисциплін при виконанні КВР1 в однорідному й неоднорідному ПТК

Видно перевага дисциплін, що враховують часові характеристики робіт, при виконанні КВР у неоднорідному ПТК, а саме дисципліни 3 і дисципліни 5. Ще одним важливим результатом є виграш у часі, що показує ефективність використання неоднорідного ПТК у порівнянні з однорідним тої ж продуктивності для зменшення загального часу виконання КВР.

На основі запропонованого методу математичного прогнозування часу виконання комплексів взаємозалежних робіт вирішена задача формальної оцінки й вибору дисциплін динамічної диспетчеризації й статичного розподілу робіт КВР - з апріорно заданого набору дисциплін - по обчислювачах неоднорідних ПТК для кожного конкретного КВР, що задається користувачем, з метою мінімізації часу виконання заданого КВР. Розглянуті математичні моделі й наведені результати експериментів показують, що ефективність тієї або іншої дисципліни диспетчеризації робіт КВР у неоднорідному ПТК принципово залежить від конкретної структури й часових параметрів робіт КВР, від конфігурації ПТК, а відносна «цінність» дисциплін для кожного конкретного КВР визначається за допомогою запропонованих математичних моделей.

На основі даного методу можуть досліджуватися дисципліни диспетчеризації для ПТК із довільними значеннями коефіцієнтів асиметрії h, а збільшення кількості обчислювачів приводить лише до розширення конфігурації розглянутих математичних моделей - збільшення числа й типів обслуговуючих приладів.

У четвертому розділі розроблена структурно-логічна модель процесів тестування несправностей технічних засобів паралельних ПТК і використання додаткових засобів асинхронного резервування процесів, яка характеризується забезпеченням діагностування, локалізацією несправностей, коректним відновленням процесів, та надає можливість ураховувати вплив випадкових несправностей на час виконання складних наборів задач. Поставлено й вирішено задачу дослідження принципів організації як процесів діагностування несправностей обчислювальних засобів паралельних ПТК при виконанні базового графа КВР, а також і використання додаткових засобів асинхронного резервування процесів, які не тільки забезпечують діагностування й локалізацію несправностей обчислювальних ресурсів паралельних ПТК і коректне відновлення процесів, але й включають математичні методи оцінки впливу випадкових несправностей на час виконання складних наборів задач. Вони дозволяють: визначати несправність і її тип, роботи «відкоту»; прогнозувати ймовірність і час відмовостійкого виконання КВР у випадку збою або відмови обчислювальних ресурсів.

На рис. 5 наведено приклад графа КВР, що складається з N=12 вершин, який використовується для ілюстрації всього підходу.

Розглядаються тільки одиночні несправності обчислювальних ресурсів; тим самим передбачається, що в кожному сеансі виконання КВР може мати місце не більше одного збою або відмови одного з k обчислювачів. Для забезпечення надійного виконання КВР використовується резервування обчислювальних процесів - робіт КВР - із кратністю Z; у розглянутих далі прикладах Z=2. Кожній роботі aj (роботі-оригіналу) вихідного КВР відповідає робота-копія aj'; порівняння результатів цих робіт здійснюється за допомогою роботи-порівняння bj.

Граф базового КВР, отриманого введенням у вихідний КВР роботи-копії й роботи-порівняння для кожної роботи (Z=2). Базовий КВР відповідає нормальному, штатному (тобто під час відсутності несправностей) виконанню вихідного КВР із асинхронним резервуванням його робіт. Можливе виникнення несправності обчислювального ресурсу при виконанні КВР приводить до необхідності перетворень графа базового КВР, які залежать від типу несправності, виявленої в результаті виконання будь-якої j-ї роботи базового КВР. Можливість виникнення несправності при виконанні базового КВР із асинхронним резервуванням його робіт ураховується за допомогою таких прийомів.

1) Передбачається, що по завершенню виконання деякої роботи аj і її копії aj' може бути зафіксована розбіжність їхніх результатів за допомогою роботи-порівняння bj, - виявлена несправність одного з обчислювачів, що обслуговують ці роботи (включаючи bj).

2) До базового КВР приєднуються додаткові роботи - блок діагностування (БД). За допомогою БД, по-перше, визначаються «координати» несправності - номер обчислювача, на якому виконувалася конкретна j-а робота базового КВР (або аj, або aj', або bj), по завершенню якої виявлені неправильні результати обчислень. По-друге, БД призначений для визначення типу несправності (збій або відмова). БД є уніфікованим: його структура залишається незмінною для аналізу несправностей при виконанні будь-якої j-ї роботи базового КВР.

3) Залежно від «координат» і типу несправності визначаються додаткові роботи «відкоту» - підмножина робіт базового КВР, які могли скористатися перекрученими результатами роботи-оригіналу або могли виконуватися на несправному обчислювачі, і тому варто знову перезапускати такі роботи на виконання в справних обчислювачах. Базовий КВР, блок діагностування й роботи «відкоту» утворять перетворений базовий КВР (рис. 7).

4) За математичною моделлю розраховується функція розподілу часу виконання перетвореного базового КВР при несправності, апріорно передбачуваній при виконанні будь-якої j-ї роботи.

Запропонований підхід до оцінки відмовостійкості ПТК полягає у визначенні на математичних моделях імовірності успішного завершення довільного КВР при асинхронному резервуванні робіт - як при штатному виконанні КВР, так і у випадку одиночної несправності обчислювального ресурсу. На основі апарата марківських процесів розроблена математична модель для дослідження процесу виконання будь-якого перетвореного базового КВР - зі збоєм або відмовою на його будь-якій одній j-й роботі базового КВР (або аj, або aj', або bj). За допомогою моделі можуть бути розраховані функції розподілу часу виконання кожного перетвореного базового КВР при несправності, апріорно передбачуваній при виконанні будь-якої роботи базового КВР.

Важливим результатом пропонованого підходу представляється нове рішення однієї із задач забезпечення відмовостійкості - виключення необхідності використання «сторожа над сторожем»: у даному підході як робота, на якій передбачається одиночна несправність (збій або відмова) обчислювача, розглядається кожна з робіт базового графа КВР, включаючи роботу-порівняння bi («сторожа» над роботою ai і її копією ai').

У п'ятому розділі удосконалена модель інформаційних обмінів між компонентами ПТК, що відрізняється від існуючих введенням ієрархічної структури процесів управління та дає можливість визначення параметрів комунікаційної підсистеми ПТК, при яких заявки обслуговуються за час, що не перевищує заданий директивний. Вирішується задача визначення номінальної пропускної здатності ЛОМ - , при якій будь-яка заявка на передачу обслуговувалася б за час, не більший директивного часу Тдир, із заданою ймовірністю D. Рішення розглядається на прикладі ЛОМ із шинною структурою комплексу зв'язку з об'єктом (КЗО) ПТК ІОС і СВРК. Для оцінки характеристик ЛОМ КЗО її функціонування представлене у вигляді трифазної системи масового обслуговування (СМО) з N каналами-передавачами в першій фазі з локальним вихідним буфером на К заявок у кожному, обслуговуючим приладом у другій фазі й M каналами-приймачами в третій фазі.

Іншим показником якості ЛОМ є відношення математичного очікування числа працюючих каналів першої фази до їхнього загального числа - коефіцієнт завантаження першої фази E=Nраб/N. Величина Е - імовірність прийому заявок мережею на обслуговування, 1-Е - імовірність відмови в прийомі заявок. Чим ближче Q і E до 1, тим вища якість ЛОМ по обслуговуванню заявок. Показано, що для величини К=1:

Таблиця 4. Значення Q для різних значень R, N і K

Параметр R=N характеризує збалансованість продуктивність фаз розглянутої СМО. Для практичних цілей у діапазоні параметрів 4N, S8; 0W1; 0,0625R0,25 можна скористатися наближеною формулою: . Проведено порівняльний аналіз ефективності різних дисциплін обслуговування абонентів-передавачів. У системах реального часу з невеликим навантаженням на ЛОМ кращою є дисципліна обслуговування «по черзі». Вона відносно проста й має показники якості, що практично не відрізняються від аналогічних показників більш складних у реалізації динамічних дисциплін.

У шостому розділі удосконалена загальна модель організації й проведення діагностичного обслуговування, яка відрізняється застосуванням умовних й безумовних алгоритмів пошуку дефектів з використанням IEEE стандартів тестопридатного проектування, що дозволяє істотно зменшити час відновлення працездатності ПТК у процесі його функціонування. Проведено аналіз міжнародних стандартів IEEE Std 1149.1, 1149.4, 1149.6 і 1500 і технічних пропозицій SJTAG щодо рішення задач тестування функціональностей програмно-технічного комплексу і його компонентів, реалізованих у вигляді чіпів, друкованих плат, крейтів і їхніх сукупностей, розосереджених у просторі. Розроблені ad hoc технології, моделі й методи тестування, що поєднують існуючі IEEE стандарти зі спеціальними схемотехнічними рішеннями, які дозволяють у кілька разів зменшити час діагностування складних ПТК систем керування критичними технологіями.

Запропоновано аналітичну й структурну моделі діагностування ПТК, як складної цифрової системи, орієнтованої на виконання тестового експерименту в реальному масштабі часу з використанням засобів моделювання несправностей, що дозволяють установити точний діагноз за кілька секунд. Програмно-технічний комплекс F, представлений декількома рівнями ієрархії й розроблюваний на основі IEEE стандартів тестопридатного проектування, описується кортежем: F=<C,B,P,M>, де- кінцева непуста множина крейтів у системі, - множина плат у крейті, - сукупність інтегральних схем на друкованій платі, - множина функціональних IP-модулів на чіпі (в інтегральній схемі). При цьому виконуються такі умови вкладення або ієрархії:. Модель діагностування, що дозволяє виявити множину одиночних або кратних дефектів, наявних у цифровій системі, має вигляд:

Запропоновано блочно-ієрархічний метод тестування й діагностування програмно-технічних комплексів на основі їхнього подання у вигляді ієрархії щодо простих блоків, для якої розроблена мережа контроллерів граничного сканування, що дає можливість управляти процесом тестування складних об'єктів у реальному масштабі часу й істотно (на 50-70%) зменшувати час проектування й верифікації цифрових виробів.

Структура ієрархічного проекту представлена у вигляді мультиплікативного дерева, де кожна вершина - компонент стосовно верхнього рівня ієрархії - має одну вхідну дугу й кілька вихідних. Повний ідентифікатор компонента системи має чотири індекси. Нижні індекси (ij) служать для позначення рівня ієрархії й порядкового номера компонента в ньому. З метою встановлення зв'язку з його батьківською вершиною є два верхніх індекси - (rs), які задають попередній рівень ієрархії й номер елемента в ньому. Кожному компоненту складної цифрової системи ставиться у відповідність тест, дефекти й правила встановлення діагнозу:

Запропоновано метод діагностування дефектів у складних цифрових системах на основі використання сукупності таблиць несправностей і процедури її теоретико-множинного аналізу, що припускає розбивку об'єкта на чотири рівні ієрархії, що істотно (у десятки й сотні разів) зменшує обсяг діагностичної інформації.

Розроблено спеціалізовані технології тестування ПТК, як складної цифрової системи, які розвивають гібридну методологію, що поєднує IEEE стандарти й евристики.

Архітектура, яка об'єднуює переваги шинної організації, Boundary Scan стандарту й вбудованих засобів тестування BIST, дає можливість значно зменшити час виконання тестового експерименту при високій глибині діагностування дефекту в межах одного компонента системи.

Описано загальну структуру процесу тестування складної ієрархічної цифрової системи з метою перевірки працездатності й установлення місця й виду дефекту, викладені принципи організації системи тестування.

Тест-процесор регламентує подачу вхідних послідовностей необхідного формату із заданими властивостями для конкретних компонентів розглянутого рівня ієрархії . Кожний компонент має власний стандарт подання тесту для перевірки й діагностування дефектів заданого класу. Тестування підтримує автоматичний режим пошуку дефекту з високою глибиною діагностування, до рівня групи вентилів або фрагмента програмного коду. За бажанням користувача, процес може бути зупинений при досягненні заданої глибини діагностування. Після відновлення працездатності процедура діагностування виконується з верхнього рівня організації діагностичного експерименту.

Вхідні дані для встановлення діагнозу - стану розрядів boundary scan регістру, оформлені в таблицю реакцій , розмірністю , де p - число тест-векторів, n - кількість розрядів розрядів boundary scan регістру.

У сьомому розділі наведені відомості про використання отриманих наукових результатів при розробці й впровадженні ПТК ІКС АЕС; 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, що дозволяє підвищити безпеку й експлуатаційну надійність АЕС за рахунок збільшення точності функціонування, стабільностї та розв'язної здатності інформаційних і керуючих систем АЕС. Також наведені у вигляді прикладів короткі відомості про впроваджений ПТК ІОС, СВРК, про організацію їхнього діагностування, а також про систему контролю й діагностування (СКиД) керуючих систем безпеки (КСБ) і систем нормальної експлуатації (СНЕ) енергоблоків з реактором ВВЕР-1000. У структурі ПТК ІОС енергоблоку №4 Рівненської АЕС два рівні - нижній рівень, скомпонований у вигляді комплексів зв'язку з об'єктом КЗО, і верхній рівень, реалізований на базі засобів ЛОМ і робочих станцій промислового виконання. КЗО забезпечують уведення сигналів у частині реакторного відділення (РВ), турбінного відділення (ТВ) і від керуючих систем безпеки (КСБ1 - КСБ3). Кожний КЗО являє собою групу мікропроцесорних субкомплексів типу МСКУ 2, об'єднаних спеціалізованою промисловою ЛОМ. Локальна мережа КЗО дубльована, має магістральну структуру, протокол мережі забезпечує доступ абонентів під керуванням резервованого вузла-арбітра. Зв'язок КЗО із блоковою мережею забезпечують дубльовані концентратори. Концентратори реалізовані на базі робочих станцій ПС 5120. Верхній рівень включає два дубльованих сервери (сервер архівування й сервер прикладних задач) і ряд робочих станцій. Оперативний контур керування БЩК оснащений чотирма робочими станціями - дві на робочому місці ПІКР (провідний інженер керування реактором) і дві на робочому місці ПІКТ (провідний інженер керування турбіною).

ПТК модернізованої СВРК - СВРК-М - енергоблоку ВВЕР-1000 виконує контроль технологічних процесів у реакторній установці й інформаційній підтримці оператора для оптимізації технологічних процесів.

У ПТК СВРК-М реалізована можливість контролю активної зони (у всьому спектрі завантажень, реалізованих у цей час на АЕС) у стаціонарних і перехідних режимах, у тому числі у режимах маневрування потужністю. У ПТК СВРК-М реалізовані нові функції (у порівнянні з попереднім поколінням СВРК), що підвищують якість внутріреакторного контролю, включаючи: прогноз розподілу енерговиділення при заданих керуючих впливах; контроль якості оперативного відновлення поля енерговиділення; формування сигналів попереджувального захисту на обмеження потужності реактора. ПТК СВРК-М побудований у вигляді розподіленої обчислювальної системи зі ступенем резервування, достатнім для виконання проектних вимог надійності й часу виконання функцій, а також з можливістю подальшого розширення.