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

Структурна схема ПТК СВРК-М, впровадженого на енергоблоках № 4 Рівненської й №2 Хмельницької АЕС, складається з:

- комплексу зв'язку з об'єктом КЗО, що виконує збір і попередню обробку сигналів підсистеми внутріреакторного контролю (ВРК) і РУ на базі МСКУ 2;

- підсистеми внутріреакторних розрахунків, архівування й відображення інформації на базі робочих місць операторів-технологів (РМОТ) реакторного відділення блокового щита керування, серверів оперативного контролю, серверів неоперативних розрахунків нейтронно-фізичних характеристик, серверів архівування;

- підсистеми підтримки експлуатації СВРК-М на базі РМОТ неоперативного персоналу, що включають вилучені робочі місця контролюючого фізика, системного програміста, обслуговуючого персоналу, і інженерних станцій.

МСКУ 2 об'єднані дубльованою локальною мережею нижнього рівня на базі промислової мережі МАПС. Зв'язок з верхнім рівнем здійснюється за допомогою концентратора КЗО - шлюзових станцій ПС5120 - за протоколом TCP/IP по оптичних каналах зв'язку.

Підсистеми внутріреакторних розрахунків і підтримки функціонування реалізовані на базі робочих станцій ПС5120 у замовлених виконаннях.

Підсистема діагностування, що функціонує в ПТК ІОС і СВРК-М, включає як автономні програмні засоби, що працюють на інженерних станціях ПТК, так і окремі компоненти, вбудовані в базові технічні засоби й програмне забезпечення, чим забезпечується достатня глибина й повнота діагностування (до ТЕзу й інформаційного каналу). До основних функцій, виконуваних підсистемою діагностування, відноситься контроль функціонування ПТК і окремих його компонентів (робочих станцій, мікропроцесорних субкомплексів контролю й керування, ЛОМ), діагностування програмного забезпечення й технічних засобів і керування відновленням при збоях і відмовах.

СКіД являє собою розподілену систему, що охоплює близько 500 шаф КСБ і СНЕ. У СКіД реалізовані функції виявлення дефекту і його ідентифікація. Процес діагностування не впливає на виконання основних функцій КСБ і СНЕ. Тим самим виконана одна із ключових вимог до безпеки експлуатації ІКС АЕС, що передбачає виключення небезпечного впливу засобів діагностування на виконання основних функцій. Виконання цієї вимоги реалізовано з дотриманням принципу незалежності, що припускає фізичний поділ програмно-апаратних засобів діагностування й власне діагностованого об'єкта.

У додатку наведені матеріали, що підтверджують практичне застосування й впровадження результатів дисертаційної роботи.

ВИСНОВКИ

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».

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

Весельский В.П., Горелик А.Х., Елисеев В.В., Орловский В.А. Опыт разработки информационно-вычислительной системы для блока №2 Хмельницкой АЭС // Энергетика и электрификация.- 2003.- № 6.- С. 12-16.

Елисеев В.В. Оценка характеристик ЛВС нижнего уровня ИВС энергоблока ВВЭР-1000 // Радиоэлектроника и информатика. - 2004. - № 4. - С. 88-93.

Ваде Гриби, Елисеев В.В., Хассан Ктейман, Хаханов В.И., Хаханова И.В. Анализ неисправностей при проектировании дискретных логических сетей // Бионика интеллекта. - 2004. - № 64/1.- С. 61- 67.

Елисеев В.В. Выбор параметров ЛВС системы реального времени // Радиоэлектроника и информатика. - 2005. - № 4. - С. 71-77.

Горелик А.Х., Елисеев В.В., Кужиль А.С. Выбор вычислительного комплекса для реализации задач большой размерности на верхнем уровне АСУ ТП АЭС // Ядерная и радиационная безопасность. - 2005. - № 3. - С. 30-37.

Горелик А.Х., Елисеев В.В., Кужиль А.С., Орловский В.А., Падун С.П., Якубов В.Ф. Концепция модернизации систем внутриреакторного контроля ВВЭР-1000 АЭС Украины // Ядерная и радиационная безопасность. - 2005.- №4. - С. 53-65.

Горелик А.Х., Елисеев В.В., Орловский В.А. Опыт разработки новых и поэтапной реконструкции действующих информационно-вычислительных систем энергоблоков с реактором ВВЭР-1000 // Ядерная и радиационная безопасность. - 2005. - № 1. - С. 91-96.

Елисеев В.В. Пивоваров, Г.Ю., Набатов А.С., Мошинский С.А., Скляр В.В., Спектор Л.И. Система контроля нейтронного потока для реактора ВВЭР-1000: обеспечение и оценка безопасности // Ядерная и радиационная безопасность. - 2005. - № 1. - С. 51-65.

Елисеев В.В. Оценка эффективной производительности ПТК для реализации задач большой размерности на верхнем уровне АСУ ТП АЭС // УСиМ. - 2006. - №4. - С. 15-22.

Елисеев В.В. Математическая модель для оценки методов диспетчеризации наборов задач в неоднородных ПТК // Радиоэлектронные и компьютерные системы. - 2006. - № 5. - С. 71 - 76.

Хаханов В.И., Елисеев В.В. Применение IEEE стандартов для тестирования программно-технических комплексов // Радиоэлектронные и компьютерные системы. - 2006. - № 6(18). - С. 163-171.

Баранник В.В., Хаханова И.В., Елисеев В.В. Динамическое кодирование трансформант изображений в двухуровневом полиадическом пространстве // Радиоэлектроника и информатика. - 2007. - № 2. - С. 90-96.

Елисеев В.В. Выбор параметров ПТК верхнего уровня АСУ ТП АЭС // АСУ и приборы автоматики: Сб. науч. трудов. - Харьков: ХНУРЭ, 2005.- Вып. 131. - С. 53-65.

Хаханов В.И., Елисеев В.В., Обризан В.И., Ваде Гриби, Хассан Ктиаман. Ассерт-метод верификации цифровых систем на основе стандарта IEEE 1500 SECT // АСУ и приборы автоматики: Сб. науч. трудов. - Харьков: ХНУРЭ, 2005. - Вып. 132. - С. 93-105.

Елисеев В.В. К вопросу об определении параметров производительности ПТК реального времени // АСУ и приборы автоматики: Сб. науч. трудов. - Харьков: ХНУРЭ, 2006. - Вып. 136. - С. 66-70.

Елисеев В.В. Оценка времени выполнения задач в ПТК с асинхронным резервированием процессов // Моделирование и информационные технологии: Сб. науч. трудов Института проблем моделирования в энергетике. - Киев, 2006. - Вып. “Информационные технологии в энергетике”. - С. 3-12.

Елисеев В.В. Работы Северодонецкого НПО “Импульс” в области АСУ ТП // Системы контроля и управления технологическими процессами: Вісник Східноукраїнського національного университету ім. В. Даля. - Луганск, 2006. - С. 4-13.

Хаханов В.И., Елисеев В.В., Обризан В.И., Ваде Гриби, Хасан Ктиаман. Иерархическое тестирование программно-технических комплексов // АСУ и приборы автоматики: Сб. науч. трудов. - Харьков: ХНУРЭ, 2006. - Вып. 134. - С. 93-102.

Елисеев В.В., Хаханов В.И., Парфентий А.Н., Хаханова А.В. Модели диагностирования иерархических систем на основе технологий граничного сканирования // АСУ и приборы автоматики: Сб. науч. трудов. - Харьков: ХНУРЭ, 2007. - Вып. 138. - С. 86-97.

Хаханова И.В., Побеженко И.А., Елисеев В.В. Модели и архитектура вейвлет-преобразований для стандарта JPEG 2000 // АСУ и приборы автоматики: Сб. науч. трудов. - Харьков: ХНУРЭ, 2007. - Вып. 139. - С. 4-12.

Елисеев В.В., Ракитин В.Г., Айзенберг А.Б. Пивоваров Г.Ю. Макарова В.И. Микропроцессорная система контроля и управления МСКУ М // Приборы и системы управления. - 1994. - № 9. - С. 28-31.

Елисеев В.В., Ракитин В.Г., Айзенберг А.Б., Пивоваров Г.Ю., Макарова В.И. 40 лет в области АСУ ТП // Приборы и системы управления. - 1996. - № 4. - С. 15-17.

Елисеев В.В., Пивоваров Г.Ю., Макарова В.И., Ященко В.И. Перспективы развития микропроцессорной системы контроля и управления МСКУ М // Приборы и системы управления. - 1996. - № 10. - С. 3-9.

Елисеев В.В., Набатов А.С., Данильченко С.И. Новоселецкий Ю.В. Рабочие станции ПС 5101 // Приборы и системы управления. - 1998. - №2. - С. 4-6.

Елисеев В.В., Ларгин В.А., Макарова В.И., Пивоваров Г.Ю. Системы контроля и управления на базе МСКУ М для объектов тепловой и атомной энергетики // Промышленные АСУ и контроллеры. - 1999. - № 6. - С. 8-10.

Елисеев В.В., Ларгин В.А. Пивоваров Г.Ю., Ященко В.И. Комплекс МСКУ М на объектах газовой промышленности // Промышленные АСУ и контроллеры. - 1999. - №9. - С. 14-17.

Елисеев В.В., Ларгин В.А., Пивоваров Г.Ю. Новое поколение средств МСКУ М // Промышленные АСУ и контроллеры. - 2000. - №7. - С. 5-8.

Елисеев В.В., Пивоваров, Г.Ю., Ларгин В.А., Макарова В.И., Набатов А.С., Ященко В.И. Микропроцессорная система контроля и управления МСКУ 2М // Промышленные АСУ и контроллеры. - 2002. - № 3. - С. 1-5.

Елисеев В.В. Северодонецкий “Импульс” сегодня // Приборы+Автоматизация. - 2005. - №12. - С. 1 - 14.

Елисеев В.В., Игнатущенко В.В. Проблема надежного выполнения сложных наборов задач в управляющих параллельных вычислительных системах // Проблемы управления. - 2006. - № 6. - С.6-18.

Елисеев В.В., Ларгин В.А., Пивоваров Г.Ю. Программно-технические комплексы АСУ ТП. - К.: Издательско-полиграфический центр «Киевский университет», 2003. - 429 с.

Елисеев В.В., Ларгин В.А., Пивоваров Г.Ю. Микропроцессорная система контроля и управления МСКУ М // Ефективність систем електроенергетики: міжнар. наук.-практич. конф. Київ, 26-28 листопада 1996 р. - К., 1996. - С. 31-32.

Елисеев В.В., Новоселецкий Ю.В., Костелянский В.М., Лобак М.А. Модернизация ядра центральной части вычислительных комплексов ПС 1001 // Опыт разработки и внедрения технических и программных средств серии ПС: Всесоюзная науч.-технич. конф. Северодонецк, 18-20 сентября 1991 г. - Северодонецк, 1991. - C. 36-38.

Елисеев В.В. Принципы создания программно-технических средств АСУ ТП для отраслей повышенного риска // Проблемы создания новых машин и технологий: науч.-технич. конф. Луганск, 2001. - С. 51-55.

Елисеев В.В. Проблемы разработки программно-технических комплексов АСУ ТП для предприятий повышенного риска // Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития: 1-й междунар. форум. Харьков, 8-10 октября 2002 г. - Харьков, 2002. - Ч. 2. - С. 69-71.

Елисеев В.В., Пивоваров Г.Ю., Ларгин В.А., Макарова В.И., Набатов А.С., Ященко В.И. Основные особенности МСКУ 2М - нового поколения программно-технических средств для создания АСУ ТП // Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития: 1-й междунар. форум. Харьков, 8-10 октября 2002 г. - Харьков, 2002. - Ч. 2. - С. 65-68.

Елисеев В.В., Барбан А.П., Подшивалова И.Ю. Об эффективности методов диспетчеризации сложных наборов задач в неоднородных многопроцессорных вычислительных системах // Параллельные вычисления и задачи управления: II междунар. конф. Москва, 4-6 октября 2004 г. - М., 2004. - C. 796-813.

Елисеев В.В., Пивоваров Г.Ю., Ларгин В.А., Горелик А.Х., Орловский В.А. Применение современных информационных технологий для увеличения надежности систем управления особо ответственными объектами // Информационные технологии - в науку и образование: междунар. науч.-практич. конф.- Харьков, 21-22 марта 2005 г. - Харьков, 2005. - С. 80-82.

Елисеев В.В. Системы контроля и управления особо ответственными объектами на базе микропроцессорной системы контроля и управления МСКУ 2М // Информационные технологии - в науку и образование: междунар. науч.-практич. конф.- Харьков, 21-22 марта 2005 г. - Харьков, 2005. - С. 78-80.

Gorelik A., Yeliseyev V. Experience on developing new computer information systems and step-by-step reconstruction of functioning computer information systems of power units VVER-1000 // Fourth International Topical Meeting on Nuclear Plant Instrumentation, Control and Human Machine Interface Technologies.- Columbus.- Ohio.- September. - 2004. - P. 74-79.

Хаханов В.И., Елисеев В.В., Парфентий А.Н. EDA-market и технологии проектирования SOC // Единое информационное пространство: междунар. конф. Днепропетровск, 2004. - С. 201-204.

Yeliseyev V.V., Largin V.A. The organization of diagnosing of a program-technical system on the basis of microprocessor monitoring and control subsystem // Proc. of the 3rd IEEE East-West Design & Test Workshop. - Odessa, 2005. - P.152-155.

Hahanova I., Obrizan V., Ghribi W., Yeliseev V., Ktiaman H., Guz O. Hierarchical Hybrid Approach to Complex Digital Systems Testing // Proc. of the 3rd East-West Design and Test Workshop. - Odessa. Ukraine. - September 15-19, 2005. - P. 254-256.

Kaminska M.O., Kulak E.N., Guz O.A., Yeliseev V.V. Probabilistic testability measure before pseudorandom test generation // Proc. of the 12th International Conference “Mixed Design of Integrated Circuits and Systems”. - Gdynia. - 2006. - P. 591-594.

Hahanov V., Obrizan V., Yeliseev V., Ghribi V. Hierachical testing of complex digital systems // Proceedings of the International Conference TCSET 2006. - Lviv, Ukraine. - 2006. - P. 426-429.

Alexandr Yegorov, Irina Hahanova, Olga Melnikova, Vladimir Yeliseyev. Eda-Market and Soc Design Verification Technologies // Proc. of the 8th International Conference CADSM 2005. - Lviv, Ukraine. - 2005. - P. 352-355.

Vladimir Hahanov, Vladimir Yeliseev, Anna Hahanova, Dmytro Melnik. Hierarchical Systems Testing based on Boundary Scan Technologies // Proc. of the 4th East-West Design and Test Workshop. - Sochi. Russia. - September 15-19, 2006. - P. 53-58.

АННОТАЦИЯ

Елисеев В.В. Модели и методы повышения отказоустойчивости программно-технических комплексов информационных и управляющих систем энергоблоков АЭС. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.13.05 - Компьютерные системы и компоненты. - Харьковский национальный университет радиоэлектроники, г. Харьков, 2008.

Целью исследования является разработка и внедрение моделей и методов отказоустойчивости ПТК информационных и управляющих систем АЭС для существенного повышения надежности и безопасной эксплуатации АЭС. Научная новизна работы заключается в решении важной научно-технической проблемы повышения отказоустойчивости ПТК ИУС АЭС на основе внедрения в процессы проектирования ПТК моделей и методов, которые обеспечивают необходимые характеристики функциональности и отказоустойчивости ПТК. Научные результаты: впервые разработана модель подсистемы ПТК для реализации новых функций интеллектуальной поддержки оперативного персонала по управлению энергоблоком АЭС и разработаны модели определения качества ПТК с позиции отказоустойчивости, что позволяет оценивать характеристики его работы в реальном масштабе времени; впервые разработаны математические модели вычислительных процессов реального времени, что позволяет определить необходимые характеристики производительности вычислительных подсистем ПТК, которые обеспечивают выполнение наборов задач за время, не превышающее заданное (в режиме реального времени); впервые предложена модель формальной оценки и выбора дисциплин диспетчеризации задач по компонентам ПТК, что характеризуется введением параметров повышенной точности и производительности, которая обеспечивает возможность минимизации времени и повышение отказоустойчивости выполнения конкретного набора задач; впервые разработана аналитическая модель процессов тестирования неисправностей технических средств параллельных ПТК и использования дополнительных средств асинхронного резервирования процессов, которая характеризуется обеспечением диагностирования, локализацией неисправностей, корректным восстановлением процессов, и предоставляет возможность учитывать влияние случайных неисправностей на время выполнения сложных наборов задач; усовершенствована модель информационных обменов, которая отличается от существующих введением иерархической структуры процессов и дает возможность определения параметров коммуникационной подсистемы ПТК, при которых заявки обслуживаются за время, не превышающее заданное директивное; усовершенствована общая модель организации и проведения диагностического обслуживания, которая отличается применением условных и безусловных алгоритмов поиска дефектов с использованием IEEE стандартов тестопригодного проектирования, что позволяет существенным образом уменьшить время восстановления работоспособности ПТК в процессе его функционирования; получила дальнейшее развитие модель создания систем контроля и управления критическими объектами, что позволяет предложить пути реконструкции ПТК ИУС АЭС.

Практическая значимость диссертационной работы. Полученные результаты - модели и методы - доведены до практической реализации в виде программно-аппаратных средств, верификации, сертификации и внедрения и определяются: 1. Внедрением математических моделей, методов и системных решений в процессы проектирования и эксплуатации отказоустойчивых ПТК систем контроля и управление критическими объектами. 2. Внедрением методов определения параметров отказоустойчивых ПТК и его подсистем, методов прогнозирования времени отказоустойчивого выполнения задач, организации процессов диагностирования неисправностей в ПТК: ИВС энергоблоков №1 и №2 Хмельницкой АЭС, энергоблоков №3 и №4 Ровенской АЭС, энергоблоков № 1-6 Запорожской АЕС, СВРК энергоблока №3 Запорожской АЭС, энергоблоков № 1, 2 Хмельницкой АЭС, энергоблоков №3, 4 Ровенской АЭС; КСБ и систем нормальной эксплуатации энергоблока № 2 Хмельницкой АЭС и энергоблоков № 3, 4 Запорожской АЭС. 3. Созданием компонентов микропроцессорной системы контроля и управление нового поколения, разработкой и внедрением на их базе вычислительных подсистем ПТК, которые реализуют новые функции ІКС АЭС (интеллектуальные системы поддержки операторов в ИВС и СВРК). 4. Под руководством и при личном участии автора были спроектированы, изготовлены и введены ПТК: ИВС энергоблоков №1 и №2 Хмельницкой АЭС, №3 и №4 Ровенской АЭС, № 1-6 Запорожской АЕС; СВРК энергоблока №3 Запорожской АЭС, №1 и №2 Хмельницкой АЭС, управляющих систем безопасности и систем нормальной эксплуатации энергоблоков №2 Хмельницкой и №3, 4 Запорожской АЭС.

Ключевые слова. Программно-технический комплекс; информационные и управляющих системы; энергоблок АЭС; интеллектуальная поддержка оперативного персонала; отказоустойчивость, реальный масштаб времени, математические методы оценок, диагностирование.

АНОТАЦІЯ

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 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: 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.

ABSTRACT

Yeliseev V.V. Models and methods of robustness increase for program-technical systems and control units of nuclear power plants. - Manuscript.

Doctoral thesis on 05.13.05 specialty “Computer systems and components”. Kharkiv National University of Radio Electronics, Kharkiv, 2008.

The thesis solves problem of new methods development for robustness increase of program-technical systems and control units of nuclear power plants.

In this work, criteria of quality of program-technical system is stated, the system performs functions in real time is considered, the quality indicators are monitored in real time. Method has been developed which allows robustness increase of task execution on parallel subsystems. These tasks implement new functions of intellectual support for personnel dealing with control of nuclear power plant. Developed mathematical models determine necessary characteristics of computing subsystem performance, needed for task suite execution in predefined time interval (in real time). Problem of formal evaluation and selection of dynamic task scheduling has been researched. The solution minimizes run time of a single task suite.It were built principles for diagnostics process organization for technical means of parallel program-technical systems and using of asynchronous backup processes, fault localization, correct repair of processes, mathematic methods of evaluation of random fault impact on run time of complex task suits. Formal model of information interchange has been improved. This model defines parameters of communication subsystem to process requests in specified time. General model of establishment and execution of diagnostic experiment has been improved. The model includes conditional and unconditional algorithms of faults location; IEEE design for testability standards were applied to decrease repair time. Theoretical and experimental results were used during development and deployment of control centers for nuclear power plant with VVER-1000 reactor, in Khmelnitsk (№2) and Rovno (№4).

Keywords. Program-technical system; informational and control systems; power unit of power plant; intellectual support of personnel; real time system; mathematical methods of evaluation; diagnostics.

Размещено на Allbest.ru