Сравнительная оценка методов построения отказоустойчивых и высоконадежных управляющих систем безопасности и аварийной защиты
СУТЬ ПРОБЛЕМА
обеспечения надежности систем аварийной защиты и безопасности самих систем безопасности Особенно важен учет видов отказов в системах - аварийной защиты, в УСБ атомных энергетических установок, в системах пожарной безопасности и в других. В этих системах имеет место - как накопление «скрытых отказов» в каналах управления, приводящих в конечном итоге или к несрабатыванию системы защиты, так и возникновение «явных оказов», приводяших к ее излишнему или «ложному» неправильному срабатыванию Как несрабатывания, так и ложные срабатывание приводят к огромным потерям, трагическим последствиям и даже к техногенным катастрофам. Нерешенные задачи 1. Разработка математических моделей и эффективных методов анализа надежности и отказоустойчивости невосстанавливаемых многоканальных управляющих систем безопасности (УСБ) и аварийной защиты (САЗ) как систем из элементов (каналов) с тремя несовместными состояниями и требующих учета всех возможных последовательностей возникновения различных видов отказов каналов, обеспечивающих возможность корректной количественной оценки вероятности нахождения системы в работоспособном состоянии, вероятностей ложного срабатывания, вероятности нахождения в состоянии скрытого отказа. 2. Исследование возможности преодоления так называемого «проклятия размерности» при расчете показателей надежности многоканальных резервированных УСБ с помощью алгоритма И.А. Рябинина, обеспечивающего, оставаясь в рамках бинарных моделей, возможность анализа надежности структурно-сложных систем из элементов с тремя несовместными состояниями (отказы типа «короткое замыкание» и «обрыв»), но не учитывающего возможных последовательностей возникновения отказов, характерных для управляющих систем типа УСБ и САЗ. 3. Исследование возможности получения для рассматриваемых типовых многоканальных резервированных структур УСБ - «2 из 3-х», «2 из 4-х» - зависимостей (в том числе аналитических выражений) вероятностей нахождения системы в работоспособном состоянии, состоянии ложного срабатывания и в состоянии скрытого отказа от характеристик отдельных каналов – вероятности отказа (как функции времени) и соотношения между явными и скрытыми отказами каналов. 4. Разработка и исследование характеристик надежности многоканальных УСБ и САЗ с динамическим резервированием с перестройкой алгоритмов работы восстанавливающих органов при накоплении числа отказавших каналов для обеспечении функционирования на последнем оставшемся в строю канале (принцип «каннибализации» или «элегантной деградации»). Сравнение структур «2 из 3-х» и «2 из 4-х» с постоянным и динамическим резервированием.