К оглавлению

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ОПЕРАТОРОВ АЭС

Е.Ф. Жарко, В.Д. Ильюков, К.Р. Чернышев (Институт проблем управления, Россия)

С.А. Молчанов (МЧС РФ)

В условиях увеличения объема и качества автоматизации АЭС, операторы все в большей степени будут выступать в роли экспертов, оценивающих советы по управлению, даваемые специализированными системами информационной поддержки операторов (СПО), входящей в состав АСУТП. В то же время, вся полнота ответственности за последствия принятых решений по управлению объектом остается на человеке-операторе, что делает его “ключевым звеном” человеко-машинных систем управления. Эффективные СПО способны обеспечить качественное повышение надежности функционирования такого “ключевого звена”, чем, собственно, и обусловлено опосредованное (через человека-оператора) воздействие СПО как на общее повышение качества эксплуатации, так и на снижения риска тяжелых аварий по причине неадекватных складывающейся технологической ситуации действий операторов. Решение соответствующих диагностических задач играет при этом ключевую роль.

Новым и принципиально важным фактом, определяющим методы диагностики на АЭС, является понимание того, что технологическое оборудование и основные технологические процессы - это разные объекты диагностики. Диагностические методы, ориентированные на применение в реальном масштабе времени, можно условно разделить на алгоритмические и основанные на знаниях. В основе алгоритмических диагностических методов для поиска нарушений в системе лежат теории оценивания, фильтрации и идентификации. В противоположность им, диагностика в системах, основанных на знаниях, напоминает стиль решения задачи оператором. Оператор осуществляет логические умозаключения на многих уровнях функциональной и структурной абстракции, поэтому информационная модель энергоблока АЭС должна содержать несколько уровней детализации понятий физических величин и процессов - от системного уровня вниз до конкретного оборудования и устройств. Иерархия позволяет представить информацию от нижнего уровня детализации к интегрированным понятиям на вышестоящем уровне. Иерархическая структура в процессах диагностики и прогнозирования представляет собой результат декомпозиции технологического процесса на определенные осмысленные уровни.

Наличие информации о параметрах, важных для безопасности АЭС, позволяет быстро оценить ситуацию, прогнозировать развитие технологического процесса и оперативно реагировать на различные нестандартные ситуации при эксплуатации. Решение этой задачи осуществимо путем введения в состав отображающейся информации критических функций и параметров безопасности и генерацией симптомно-ориентированных инструкций. Таким образом, необходимо изменить принцип отображения информации в СПО.

Способность оператора решать задачи управления в переходных режимах зависит не только от его квалификации, но и от информационной нагрузки в процессе управления. Так как оператор не в состоянии выполнить анализ информации, поступающей на БЩУ за короткий промежуток времени из-за большого числа параметров и рассредоточенности приборов контроля за ними, возникает задача комплексного представления информации на одном информационном поле, а также создания системы представления критических функций и параметров безопасности, которая позволит обобщить информацию об основных параметрах технологического процесса и, тем самым, представить оперативному персоналу информацию о статусе работы энергоблока с точки зрения безопасности.

В реальной аварийной ситуации активизируется большое число сигналов, указывающих на отклонение от нормальных значений переменных, что делает затруднительным установить однозначную связь между некорректно функционирующими компонентами системы и сигналами с измерительных систем. В связи с этим необходимо комплексно представить параметры, важные для безопасности энергоблока, таким образом, чтобы по полученному представлению можно было бы однозначно судить как о состоянии отдельных подсистем, так и всего энергоблока в целом. Входящие в систему подсистемы представляют по сути отдельные функциональные единицы, которые описываются аналогичным образом и состоят из компонент оборудования или узлов. Hаряду с моделью структуры объекта, существуют ассоциированные с ней модели: состояния объекта, состояния процессов и т.д. В этих моделях содержится информация о текущем и требуемом состоянии и статусе элементов структуры, значениях переменных, характеризующих текущее и требуемое состояние процессов. Состояние переменных процесса описывается в качественных терминах, таких как: выше нормы, нормальное, ниже нормы, растет, падает, стабильное. Состояние и статус элементов системы - в терминах: открыт, закрыт, включен, выключен, резерв, ремонт и т.п.