Геловани В.А. и др. Интеллектуальные системы поддержки принятия решений в нештатных ситуациях

Подождите немного. Документ загружается.

6.2. Разработка спринт-технологии построения

СППР

РВ 221

liiGAHua 6.6

Образец заполнения клетки таблицы анализа типов моделей

Физическ:

Функцион:

Изменение

Процедур:

Экономич:

Когнитив:

Обнаружение

и оборудования). Здесь когнитивная и физическая модели не использу-

ются.

Далее, проведем анализ технологических задач, для чего приведем

их описание. Целью данного этапа анализа Хфедметной области является

определение функций интеллектуальной информационной поддержки,

необходимых оператору при решении конкретных технологических задач

управления энергоблоком.

Определим понятие «технологическая задача» как последовательность

действий, предпринимаемых оператором для достижения заданного целе-

вого состояния технологического процесса, оборудования или энергобло-

ка в целом. Упомянутая последовательность действий соответствует всем,

либо некоторым из пяти этапов решения, перечисленных в предьщущем

разделе.

Для определения требуемых оператору функций поддержки необхо-

димо проанализировать решаемые им задачи с точки зрения их сложности

и трудоемкости. В результате проведенных собеседований с экспертами

в рассматриваемой технологии выявлены 6 значимых факторов, опреде-

ляющих сложность технологической задачи:

Объем основной информации, непосредственно используемой

в процессе решения задачи (основные технологические параметры, ин-

струкции и правила управления).

Объем косвенной или редко учитываемой информации, а также

информации, не формируемой в явном виде средствалш отображения (ка-

чественная информация — шум, вибрация; интегральные показатели —

скорость, среднее значение и др.).

Надежность датчиков и достоверность основной информации,

непосредственно учитываемой при решении задачи.

Эргономические и психологические условия решения задачи

(удобство представления информации, расположение средств отобра-

жения, шум, психологические факторы, действующие на оператора).

Быстрота реакции, требуемая от оператора при решении задачи

на этапах принятия решения и исполнения действий.

6. Экономические и экологические последствия невыполнения или

неправильного решения задачи (включая прямые и косвенные экономи-

ческие потери).

222

Глава 6.

Технология разработки диагностических систем

Следующим шагом в СПРИНТ-технологи проводится экспертиза

технологических задач. Экспертиза технологических задач включает два

этапа взаимодействия с экспертами:

•

формирования списка

задач,

•

анализа

задач.

Формирование списка технологических задач, подлежащих даль-

нейшему анализу, осуществляется путем собеседования с экспертами.

Формируемый список является подмножеством полного перечня техно-

логических задач, выполняемых оперативным персоналом в процессе

эксплуатации энергоблока. Основным условием включения задачи в спи-

сок является высокая сложность и логическая разветвленность алгоритма

ее решения, большое количество операций по обработке информации

и манипулированию органами управления. Вторым значимым критерием

включения задачи в анализируемый список является ее важность с точ-

ки зрения влияния на безопасность и эффективность промышленной

эксплуатации энергоблока.

Выделенные технологические задачи объединяются в табл. 6.7. Более

корректным является разделение задач на два списка:

Ткблица 6.7 а

Эксперт

Лолжность_

Дата__

Аншшз технологических задач

Кр1тгерий_

.Включение-выключение главных

циркуляхщонных насосов (ГЦН)

Подготовка

и 2 контуров

к гидроиспытаниям

3 Гидроиспыгания 1 и 2 контуров

Разогрев

и 2 KOirrypOB

ВыходнаМКУ

6 Набор вакуума на турбине

7 Включение ТНХ

8. Толчок турбины и вывод ее

на 1500об/мин

9 Включение генератора в сеть

10.

Подъем мощности до номинальной

11.

Разгрузка и отключение блока от сети

12.

Останов реактора

13.

Расхолаживание 1 контура

14 Расхо.лаживание турбоустановки

6 2. Разработка спринт-технологии построения

СППР

РВ

223

Таблица 6.7 б

Экс11ерт_

Д0ЛЖН0С1Ъ_

Дата_

Анализ технологических задач

Критсрий_

Не компенсируемые

течи 1 контура

Течи из 1 во 2 контур

Кокшенсируемые течи

1 контура

Разрыв паропровода или

трубопровода питательной

воды в не отключаемой

части парогенератора (Ш")

Разрыв паропровода или

трубопровода питательной

воды в отхлючаемой

части ПГ

6. Ложное открьпие

предохранительных

устройств 1 и 2 контуров

7 Отключение ГЦН

в различных комбинациях

8. Отключение

турбопитательных насосов

(ТПН)

9. Аварийное отключение

генератора

10.

Аварийное отключение

турбины с потерей или без

потери вакуума

11 Полное обеспечение

блока

12 Полная потеря

подпитки 1 контура

13 Огалючение

циркулярных насосов

в различных комбинациях

14 Отключение

конденсатных насосов

15.

Повышение вибрации

на турбине

224

Глава 6.

Технология

разработки диагностических систем

• список задач регулирования и изменения режима работы оборудова-

ния — «плановые задачи»;

• список задач, возникающих вследствие нештатной аномальной си-

туации — «аномальные задачи».

Разделение задач на два списка объясняется двумя причинами'

• громоздкостью единого списка, в который будут сведены все техно-

логические задачи;

• несравнимостью некоторых аномальных и плановых задач, значи-

тельно отличающихся друг от друга по психологическим факторам

и степени готовности операторов к их решению.

Каждый эксперт, принимающий участие в собеседовании форми-

рует свои списки задач, объем которых неограничен. Помимо задач,

предусмотренных регламентом эксплуатации энергоблока, эксперт мо-

жет включить в списки задачи, не указанные документами (либо не вы-

деленные в них в качестве самостоятельных), однако имеющие мести

в практической деятельности оператора. Кроме наименования

для

каждой

задачи, включенной в список, указывается ориентировочная периодич-

ность ее выполнения (или возникновения предпосылок, инициирующих

Ъблица 6.8

Итоговая таблица анализа плановых задач

Включение-выключение ГЦН

Подготовка 1 и 2 контуров

к гидроиспытаниям

Гидроиспытания 1 и 2 контуров

Разогрев 1 и 2 контуров

5.ВыходнаМКУ

6. Набор вакуума на турбине

Включение ТПН

8. Толчок турбины и вывод

на 1500 об/мин

9. Включение генератора в сеть

10.

Подъем мошности

до номинальной

11.

Разгрузка и отключение блока

от сети

12.

Останов реактора

13.

Расхолаживание 1 контура

14.

Расхолаживание турбоустановки

43,7

39,4

36,«

49,2

50,6

58,1

51,2

65,3

59,6

77,9

78,7

65,1

58,4

50,0

42,1

74,2

67,1

53,7

42,4

71,0

55,5

60,4

50,2

52,4

54,8

48,9

57,4

54,0

66,5

45,3

56,4

55,0

60,9

48,6

59,9

63,8

63,4

58,7

57,3

58,2

47,6

42,3

69,3

37,7

44,2

53,9

73,9

46,0

62,4

53,6

58,4

58,8

57,4

61,6

56,7

50,0

64,3

37,4

50,4 •

50,0

59,9

36,6

56,0

64,9

65,9

71,5

72,6

65,7

48,4

40,4

54,9

43,0

49,4

48,3

84,7

37,0

50,8

55,6

64,9

64,7

60,7

69,0

52,8

48,'".

6.2. Разработка спринт-технологии построения

СППР

РВ

225

Ткблица 6.9

Итоговая таблица анализа аномальных задач

Некомпенсируемые течи

контура

Течи из 1 во 2 контур

3 Компенсируемые течи 1 конгура

Разрыв паропровода или трубопровода

питательной воды в неотключаемой части

парогенератора (ПГ)

5 Разрыв паропровода или трубопровода

питательной воды в отключаемой части 11Г

6 Ложное открытие предохранительных устройств

1 и 2 контуров

7 Отключение ГЦН в различных комбинациях

8 Отключение TI1H

9 Аварийное отключение генератора

10 Аварийное отключение турбины с потерей или

без потери вакуума

11 Полное обесточивание блока

12 Полная потеря подпитки 1 контура

О.Огключение циркуляционных насосов

в различных комбинациях

14.

Отключение конденсатных насосов

15.

Повышение вибрации на турбине

81,7

82,6

71,0

77,1

69,7

76,2

50,2

45,0

50,1

56,0

76,5

43,5

42,9

43,0

34,3

84,9

81,2

77,9

80,2

74,3

75,5

41,7

39,2

50,3

50,2

67,9

50,4

41,0

40,0

45,2

36,8

42,8

44,8

43,7

48,7

48,5

76,7

72,9

68,5

46,5

69,9

80,7

79,3

63,5

38,5

40,4

45,1

42,6

44,9

48,1

76,8

82,5

72,4

69,8

49,8

68,6

73,2

78,1

69,1

71,2

67,5

62,8

71,6

76,2

51,0

50,7

61,5

61,8

63,5

44,3

51,7

50,5

44,1

88,5

86,1

67,9

78,8

71,6

79,2

50,4

41,9

51,4

52,9

65,2

43,8

42,2

39,8

40,2

ее).

На основании индивидуальных списков формируются два итоговых

перечня плановых и аномальных задач подлежащих дальнейшему анализу.

Для анализа технологических задач используется метод парных срав-

нений. Анкета, заполняемая экспертом, состоит из 12 страниц. Страница

содержит одну таблицу, в которую сведены плановые, либо аномаль-

ные задачи, подлежащие анализу (образцы страниц, анкеты приведены

Б табл. 6.8, 6.9). Задача эксперта состоит в попарном сравнении меж-

ду собой анализируемых задач, сведенных в одну таблицу. В качестве

критериев сравнения выступают 6 перечисленных выще факторов, ха-

рактеризующих сложность задач (таким образом, один эксперт должен

заполнить 6 таблиц анализа плановых задач — одна таблица содержит

результаты сравнения задач по одному из щестк критериев, и 6 таблиц

анализа аномальных задач). Результат сравнения между собой двух задач

определяется экспертом по шкале, приведенной ниже, и записывает-

ся в клетку таблицы, находящуюся на пересечении строки и столбца,

имеющих номера, соответствующие сравниваемым задачам. Шкала срав-

226 Глава 6.

Технология

разработки диагностических систем

нения состоит из 7 значений; {1/4,1/3,1/2,1,2,3,4}, интерпретируемых

следующим образом:

4 — первая из сравниваемых задач «намного более значима», чем

вторая по заданному критерию сравнения;

3 — первая задача «более значима», чем вторая;

2 — первая задача «чуть более значима», чем вторая;

1 — сравниваемые задачи «равноценны»;

1/2 — первая задача «чуть менее значима», чем вторая;

1/3 — первая задача «менее значима», чем вторая;

1/4 — первая из сравниваемых задач «намного менее значима», чем

вторая по заданному критерию сравнения.

Рассмотрим примеры интерпретации оценки «4» для каждого из кри-

териев сравнения:

Объем непосредственно используемой информации.

Объем косвенной и неявной информации: «в процессе решения

первой из сравниваемых задач используется гораздо больший объем

информации, чем во второй задаче».

Достоверность информации: «по опыту работы, информация, ис-

пользуемая в первой из сравниваемых задач, гораздо более достоверна,

чем информация во второй задаче».

Эргономические и психологические условия: «при выполнении

первой из сравниваемых задач оператор находится в гораздо более удоб-

ных и комфортных с психологической и эргономической точек зрения

условиях, чем во второй задаче».

Быстрота ргакции: «ситуации, которые могут возникнуть при

решении первой из сравниваемых задач, требуют гораздо более высокой

реакции оператора, чем во второй задаче».

6. Экономические и экологические последствия: «Невыполнение

первой задачи может повлечь за собой гораздо более серьезные эконо-

мические потери и/или экологические последствия, чем невыполнение

второй задачи».

Для получения точных данных проведем анализ результатов экс-

пертизы. Анализ и интерпретация результатов экспертизы выполняются

после обработки анкет и получения итоговых оценок, содержащих обоб-

щенное мнение.

Рассматривая содержание этапов решения задач, влияние перечи-

сленных факторов на сложность технологических задач и назначение

возможных функций поддержки оператора, можно установить соответ-

ствие между функциями поддержки, этапами и факторами,

точки зрения

которых были проанализированы задачи

(табл.

6.10).

Указанное соответствие позволяет определять необходимые для ка-

ждой задачи функции поддержки оператора на основании выявленной

в ходе экспертного опроса значимости тех или иных факторов, проявля-

ющейся при решении данной задачи.

Последовательность обработки экспертных оценок

6.2. Разработка спринт-технологии построения

СППР

РВ

227

Ъблица 6.10

Функции поддержки оператора

Представление информации в более удобной форме

(графики, схемы, рисунки и т.п.)

Формирование недостающей информации, не фиксируемой

непосредственно

Сжагае информации и формирование

интегрированных показателей (гфоизводные, статистики)

Привлечение внимания к событию (изменение цвета,

яркости и т.п)

Тестирование информации и диагностирование

информационных каналов

Обнаружение ложньк срабатываний защит

и блокировок

Автоматическое диагностирование аномальных ситуаций

Выдача соответствующих ситуации пунктов инструкции

Разработка плана компенсации аномальной ситуации

Расчеты, связанные с моделированием поведения установки

Анализ плана (подтверждение корректности действий

оператора)

Контроль правильности и своевременности действий

оператора при решении плановых задач

Контроль срабатывания оборудования и устройств

Отслеживание и комментирование выполнения

пунктов плана (выдача очередного и контроль

исполнения предыдущего)

Этапы

решения

обнаружение

обнаружение,

классификация

обнаружение,

классификация

планирование

исполнение

исполнение,

отслеживание

Фак-

торы

1,4

2,3,4

1,2

4,5,6

2,3

5,6

4,6

3,4

Целью обработки экспертных оценок является формирование обоб-

щенного мнения группы экспертов, принимавших участие в опросе.

Обработка оценок выполняется в следующей последовательности:

• анализ заполненных экспертами анкет с помощью коэффициента

согласованности анкеты анализа деятельности оператора и коэф-

фициента противоречивости анкеты анализа технологических задач,

и отсеивание наиболее противоречивых таблиц, либо их повторное

заполнение;

• преобразование (унификация) анкетных таблиц в единую форму,

удобную для автоматизированной обработки экспертных оценок;

• обработка таблиц методом ранговой корреляции и получение обоб-

щенного мнения наиболее согласованной части экспертов.

6.2.3.2. Анализ деятельности оператора энергоблока с ВВЭР-ЮОО

Описанный выше метод анализа предметной области использо-

ван для исследования процесса оперативного управления энергоблоком

с ВВЭР-ЮОО Калининской АЭС. Уровень абстракции, на котором вы-

полнялся анализ, позволяет перенести полученные выводы на другие

228

Глава 6. Технология разработки диагностических систем

объекты аналогичного типа. Экспертиза проводилась последовательно

в 2 этапа:

• анализ деятельности оператора (заполнение таблиц анализа соотно-

шений уровней мышления и типов моделей);

• анализ технологических задач (формирование списка задач и запол-

нение таблиц сравнения плановых и аномальных задач).

Для получения репрезентативной выборки к экспертизе бьши при-

влечены наиболее квалифицированные специалисты-представители сле-

дуюшлх должностей: инструктор учебно-тренировочного пункта, на-

чальник смены блока, начальник смены реакторного цеха, инженер

управления реактором, инженер управления турбиной, начальник сме-

ны станции. На первом этапе обследования участвовало 14 экспертов,

на втором — 7 (сравнительно небольшое число экспертов на втором этапе

Ъблица 6.11

Анализ деятельности оператора при подготовке к гидроиспытаниям (эксперт 6)

Аномалии

Изменение

Регулиро-

вание

Навыки'З

ПравилаЗ

Знания: 4

Навыки:3

11равила:4

Знания:3

Навыки:3

Правила:3

Знания 4

Навьжи'З

Правила:4

Знания: 3

HaBbuai2

Правила:4

Знания 4

Навыки.З

ПравилаЗ

Знания'4

Навыки:3

Правила 3

Знания.4

Навыки:3

Правила:3

Знаниям

Навыки:4

Правила4

Знания'2

Навыки 4

Правил а:4

Знания:2

Навыки: 5

Прааила:3

Знания:2

Навыки. 5

Правила:4

Знания:

Навыки:4

Правияа:3

Знания'З

Навыки:4

Правш1а:3

Знания:3

Навыки:4

Правила:2

Знания:4

Обнаружение Классификация Планирование Исполнение Отслеживание

Ткблица 6.12

Анализ типов моделей (эксперт 6)

Аномалии

Изменение

Регулиро-

вание

физичес

Функцио:3

Процеду:4

Экоиоми:0

Когшгги.2

физичес:

функш1о:2

Процеду:5

Экономи 0

Когнити 2

Физичес.З

функцио.2

Процеду.4

Экономи:0

Когнити.

Физичес:!

ФункциоЗ

Процеду:5

Экономи:0

Когнити.)

Физичес:2

Функцио:3

Процеду 4

Экономи: 0

Когнити 1

Физичес:3

Функвдю.2

Процеду.4

Экономи:0

Когнити:]

Физичес 2

Функцио:3

Процеду:4

Экономи 1

Когеити:0

Физичес 3

Функдио-2

Процедур

Экономи.

Когнити:0

Физичес.2

Функдио:!

Процеду.5

Экономи:2

Когнити:0

Физичес.2

Функцио:3

Процеду:4

Экономи:!

Когнига.О

Физичес 2

Фунмщо.2

Процеду 4

Экономи:2

Когнити 0

Физичес:

Функцио 2

Процеду: 5

Экономи.2

Когнити:0

Физичес.2

Функцио:2

Процедур

Экономи:!

Когнити 1

Физичес.2

Функцио.2

Процедур

Экономи:2

Когнига:0

Физичес 2

Функцио:2

Процеду.4

Экономи:!

Когнити 1

Обнаружение Классификация Планирование Исполнение Отслеживание

6.2. Разработка спринт-технологии построения

СППР

РВ 229

объясняется относительно низким уровнем абстракции объектов и кри-

териев экспертизы, что обуславливает высокую степень согласованности

оценок). В табл. 6.11-6,М приведены примеры заполнения экспертами

таблиц анализа.

230

Глава 6.

Технология

разработки диагностических систем

Таблица 6.13

Анализ технологических задач (эксперт 6) (объем косвенной информации)

Включение-выключение ГЦН

Подготовка 1 и 2 контура

к гидроиспытаниям (заполнение,

воздухоудаление, разогрев)

Гидроиспьггания 1 и 2 контуров

4 Разогрев 1 и 2 котггура

Выход на МКУ

S Набор вакуума на турбине

7 Включение ТПН

8. Толчок и вывод на

1500 об/мин турбины

9 Включение генератора в сеть

10 Подъем мощности до номинальной

11 Разгрузка и отключение блока

от сети

12,

Останов реактора

13.

Расхолаживание 1 контура

14 Расхолаживание турбоусгановки

1/2

1/4

1/3

1/2

1/4

1/2

1/3

1/2

1/3

1/2

1/3

1/2

1/3

1/4

1/2

1/4

1/2

1/4

1/2

1/4

1/2

1/3

1/2

1/3

1/4 1/3

1 2

1/4 1/3

1/2 1

1/4 1/4

1/2

1/2 1/2

1/3

1/2

1/3

1/4

1/3

1/2

1/3

1/4

1/3

1/2

1/3

1/2 1/3

1/3

1/2

1/4

1/3

1/2

1/3

1/2

Ъблица 6.14

Анализ технологических задач (эксперт 6) (объем косвенной информации)

Некомпенсируемые течи 1 контура

2 Течи из 1 контура во 2

3 Компенсируемые течи 1 контура

4 Разрыв паропровода или

трубопровода питательной воды

в неотключаемой части

парогенератора (ПГ)

S. Разрыв паропровода или

трубопровода пиггательной воды

в отключаемой части ПГ

6 Ложное открытие

предохранительных устройств

1 и 2 контуров

Отключение ПДН в различных

комбинациях

8 Отключение ТПН

9 Аварийное отключение генератора

10 Аварийное отключение турбины

с потерей или без потери вакуума

11 Полное обесгочивание блока

12 Полная потеря подпитки 1 контура

13.

Отключение циркуляционных

насосов в различных комбинациях

14.

Отключение конденсатных насосов

15 Повышение вибрации на турбине

1/3

1/4

1/3

1/4

1/2

1/4

1/3

1/4

1/3

1/4

1/2

1/4

1/3

1/4

1/3

1/4

1/2

1/4

1/3

1/4

1/3

1/4

1/2

1/4

1/3

1/4

1/3

1/4

1/2

1/4

1/3

1/4

1/3

1/4

1/2

1/4

1/2

1/3

1/2

1/3

1/2

1/3

1/2

1/3

1/2

1/3