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

241

СПРИНТ-РВ позволяет на одном экране сгруппировать следующие

компоненты, необходимые для поддержки принятия управленческого

решения.

• Фрагменты мнемосхем иерархической структуры.

• Часть регламента, привязанного к данной мнемосхеме.

• Обобщенный фрагмент объекта.

• Сигнальное окно диагностической составляющей.

Самое большое окно — с мнемосхемой. Все фрагменты иерархиче-

ской структуры связаны между собой ссылками, образующими систему

меню для их вызова. Переход на связанные фрагменты одного уровня

осуществляется по стрелкам на фрагментах. Для «погружения» на более

низкий уровень достаточно указать на вьщеленное цветом оборудование

или узел. «Всплытие* на более высокий уровень обобщения происходит

при указании курсором на область заголовка данного фрагмента.

Под ним внизу окно с соответствутощей частью инструкции. Это

удобно для быстрого поиска раздела регламента, отвечающего за техноло-

гическую систему, мнемосхема которой представлена в окне отображения

мнемосхем.

В правом нижнем углу — образное когнитивное представление ре-

акторной установки, позволяющее оперативному персоналу, отвечаю-

щему за реакторную часть, постоян-

но отслеживать состояние подотчет-

ного им оборудования в целом. Все

основные параметры реакторной ча-

сти свернуты по определенным алго-

ритмам до семи управляющих «глобу-

сом» переменных: ОФФСЕТ, период

реактора, контроль неравномерностей

нейтронного поля, контроль могцно-

сти,

термоконтроль, контроль систе-

мы измерения (СВРК), контроль ак-

тивной зоны (A3). Состояние указан-

ных единиц контроля хорошо описы-

вается в виде глобуса (рис. 6.10) с из-

меняющимися атрибутами (паралле-

ли,

меридианы, форма шара, цвет,

скорость вращения вокруг оси). По-

ка глобус имеет правильную, симметричную форму и белый цвет, опера-

гор знает, что реактор находится в нормальном состоянии Если наблю-

даются какие-нибудь огклонения в работе реакторной части, образ тут же

меняет форму, расположение параллелей и меридианов и цвет.

Диагностическое окно представляет собой набор иконок. Каждая

иконка сигнализирует о состоянии соответствующей подсистемы. Икон-

ка сера>1 — в результате прохода гго логическо.му дереву был получен

диагноз о том, что система находится в норме. Если получено аварийное

Рис.

6.10

242 Глава 6. Технология разработки диагностических систем

сообщение, то иконка мигает красным цветом. Оператор по желанию мо-

жет вызвать окно с результатом работы диа1-ностической составляющей

системы СПРИНТ-РВ.

Оператору предоставляется возможность на выведенном фрагменте

открывать одно или несколько окон с заранее сформированной статиче-

ской информацией и обновляемой «динамикой» (рис. 6.11). Группа пара-

метров, отображаемая в окне, и форма отображения (цифровая таблица,

гистофамма или фафик) выбирается экспертом. Окна открываются в за-

ранее определенных и наименее информативных областях фрагментов.

Все эти окна легко перемещаются по экрану.

Оператору предоставляется возможность маскировать часть статиче-

ской информации, носящей справочный харахтер (шифры параметров

и оборудования) для снижения информационной насыщенности данного

фрагмента. Использование окон и маскирования реализует на экране

несколько информационных слоев.

Технически рассмотренные контуры интеллектуальной поддержки

процессов принятия решений в человеко-машинной системе СПРИ1ГТ-

РВ реализуются на комплексе средств оперативного оборудования. В со-

став аппаратуры входят:

• средства отображения локальной информации для макрозоны «вни-

мание на события» (сигнальные табло, указатели положения);

• дисплеи для отображения локальной информации по макрозоне

«внимание на состояние» и зонам «анализа состояний и принятия

решений», «прогноза состояния» и «анализа прогноза и принятия

решений»;

• цветные фафические дисплеи для отображения локальной информа-

ции по зонам «анализа состояний и принятия решений» и «анализа

прогноза и принятия решений», экран коллективного полкзования

для отображения обобщенной информации по зонам «анализа со-

стояний и принятия решений» и «анализа прогноза и принятия

решений»; командно-коммутационные органы.

Все вышеописанные средства монтируются на панелях и пультах

управления, размещаемых в помещениях БЩУ энергоблока АЭС.

Информация, представляемая оператору-технологу, оформляется ли-

бо в виде алфавитно-цифровых сообщений, либо в виде графических

образов.

Графические образы носят локальный (например, видеофаммы от-

дельных технологических узлов и афегатов) или глобальный характер

(например, мнемоническое изображение технологической структуры объ-

екта и значений основных режимных параметров на экране коллективного

пользования).

Глобальность и локальность видеоинформации 01ражают, с одной

стороны, иерархическую структуру технологических элементов объекта

управления, с другой стороны, позволяют создать средства фафиче-

ской информационной поддержки процессов принятия управляющих

решений. Это позволяет подкреплять алфавитно-цифровую информацию

о том, «что, где, когда, почему случилось (или может случиться?)» и «что

6.2. Разработка спринт-технологии построения

СППР

РВ 243

|11Ш1Ш1Ш1110|

1ПН1111ММ1

244 Глава 6.

Технология

разработки диагностических систем

делать?» образно-графической информацией, тем самым увеличивая на-

дежность человеко-машинного управления в аварийный ситуациях.

Проблема автоматизации проектирования видеофамм непосред-

ственно не относится к интерфейсу оператора-технолога, но система

их автоматизированного проектирования, входящая в СПРИНТ-тех-

нологию СПРИНТ-КОГРА, также обеспечивает дружественный интер-

фейс (рис. 6.12).

Проектирование видеограмм в СПРИНТ-КОГРА основывается на

следующих принципах:

Выбор количества видеограмм и информации, отображаемой на ка-

ждой из видеограмм. Основной принцип основан на идее нисхо-

дящего проектирования, т. е. разрабатывается опорная видеограмма

(или мнемосхема диспетчерского щита), где отображается обобщен-

ная информация о работе отдельных частей объекта. Далее разра-

батывается набор расшифровывающих видеограмм, где информация

по каждой части объекта представляется более подробно. Возможно

использование нескольких ярусов расшифровки. Расшифровка мо-

жет производиться по топологическому приьщипу (т. е. по отдельным

агрегатам и их частям) и по функциональному принципу (электри-

ческие, тепловые схемы, маслохозяйство и т.д.). В качестве опорной

мнемосхемы технологического объекта в настоящее время наиболее

часто используется щит.

Расположение информации на мнемосхеме. В системе СПРИНТ-КО-

ГРА использованы следующие принципы:

• мнемоничность — изображение объекта отражает привычную, мне-

мосхему и топологию (топологическое отображение объекта);

• регулярность — объект изображается условно развернутым в ли-

нию,

например, трубопровод изображается горизонтально, а все изобра-

жения насосов одинаковы и расположены рядом.

Первый из этих принципов лучше отображает топологию обору-

дования, второй позволяет быстрее обнаружить отклонения режи.мов

агрегатов. Противоречие между этими принципами может быть разре-

шено, если использовать двойной набор видеофамм с топологическим

и регулярным расположением объектов Другой путь — на мнемосхемах

с топологическим расположением в окнах дополнительно располагаются

регулярные элементы, например гистофаммы или расположенные в ряд

изображения дискретных сигналов.

Предельная насыщенность видеограмм. На видеофамме можно разме-

стить тем больше информации (с обеспечением удовлетворительного

времени реакции персонала на ее изменение), чем более pei-улярное

изображение афегатов на ней.

Проектирования условных обозначений на фрагментах мнемосхем. Здесь

использован принцип формулировки свойств, которым должны удо-

влетворять СИМВОЛЫ'

3 Спринт - КОГРА PpisOOS.vim

Окно

редактируе-

мой

мнемосхе.чы,

образа

Инстру-

менты

Окно

базы

Окно выбора

мнемосхем и

образов

Рис.

6.12

246 Глава 6. Технология разработки диагностических систем

• существенная общность изображения объекта одно1-о типа в раз-

личных состояниях;

• существенное различие изображения объекта в различных состоя-

ниях;

• существенное различие изображения объектов различных типов;

• общие принципы изображения сходных состояний объектов раз-

личных типов;

• мнемоничность изображения объектов — близость к привычным

изображениям в технической документации;

• простота символов, обеспечивающая верное прочтение при не-

больших искажениях на экране или при чтении с большого расстояния,

или под острым углом (различимость).

Проблемы использования цвета. Здесь СПРИНТ-КОГРА опирается

на следующие положения:

• дисплей должен обеспечивать многообразие цветов, но использо-

вать нужно только четко различимые;

• наиболее часто цветом отображается состояние технологических

переменных;

• цветом могут выделяться, например, тракты пара, воды, электро-

энергии и т. д.

6 Развития и тиражирования Он основан на создании библиотеки ста-

тических рисунков и динамических образов, накладываемых на них.

6.2.5. Функции поддержки приняггия решений в СПО СПРИНТ-РВ

СППР СПРИНТ-РВ как система поддержки оператора (СПО) — это

компьютеризированная система, состоящая из комплекса технических,

программных и организационных средств, предназначенная для прие-

ма и обработки контролируемых аналоговых и дискретных параметров

состояния АЭС с целью получения и представления:

• обобщенных оценок текущего состояния как АЭС в целом, так и от-

дельных подсистем (критических функций безопасности, параметров

безопасности, готовности систем безопасности и т.д.);

• обобщенной или деталь}юй текущей информации о любой группе

параметров отдельного оборудования и/или систем, объединенных

по функциональному или другим признакам;

• детальной информации по любому отдельному параметру, включая

текущие значения, историю и тренды;

• диагностических оценок состояния (режима) энергоблока или от-

дельного оборудования;

• прогнозирующих оценок по состоянию (режиму) энергоблока или

отдельного оборудования;

• советов оператору в тех режимах, где это признано целесообразным.

Таким образом, основным назначением СПО СПРИНТ-РВ является

оптимизация, как минимум, следующих фаз деятельности оператора:

6.2. Разработка спринт-технологии построения

СППР

РВ 247

• контроль состояния объекта;

• исключение ошибок при выполнении регламентных операций;

• идентификация отклонения условий эксплуатации от нормальных;

• принятия решения по ликвидации или минимизации последствий

отклонения.

Введение предлагаемой системы, как надстройки над существую-

щим профаммно-техническим комплексом АСУГП не должно снижать

надежность процесса предоставления информации оператору. Исходя

из того, что существующие компьютеризированные информационные

системы на АЭС (СВРК, комплекс «УРАН», автоматизированная систе-

ма управления турбиной — АСУТ) имеют статус «систем нормальной

эксплуатации» предлагаемая система должна определяться аналогичным

образом. Работа основных систем АСУГП в режиме «горячего резерва»

предъявляет ряд требований к структуре комплекса технических средств

СГЮ,

важнейшим из которых является выполнение в полном объеме всех

своих функций гфи двух независимых отказах абонентов системы.

Д..ГЯ действующих АЭС система информационной поддержки опера-

тора имеет статус системы нормальной эксплуатации класса ЗН (СНЭ

ЗН) и удовлетворяет требованиям обеспечения безопасности атомных

станций (ОПБ-88), предъявляемым к таким функционально-техничес-

ким комплексам.

В соответствии с концепцией СППР СПРИНТ и нормативными

документами [54, 72, 83, 101, 119], классификация функций СПО выпол-

нялась на основе следующих показателей:

1) Режим работы энергоблока, при котором используется СПО:

• нормальные режимы работы (стационарные режимы, проектные

переходные режимы — пуск, останов, изменение нагрузки);

• режимы с нарушением нормальных условий эксплуатации (обесто-

чивание, аварийное отключение основного оборудования, сбросы и на-

бросы нагрузки);

• аварийные режимы (проектные и запроектные аварии).

2) Степень оперативности работы СПО:

• ретроспективный анализ происшедших событий;

• оперативный анализ в темпе процесса;

• прогнозирование событий

3) Вид представляемой информации:

• информация, характеризующая состояние оборудования, систем

и технологических процессов;

• выявленные аномальные ситуации и их оценка;

• диагнозы состояния оборудования и процесса;

• прогнозы развития аномальных ситуаций;

• рекомендации оператору по дальнейшим действиям.

При выборе функциональной структуры СПО СПРИНТ-РВ учитыва-

лось соответствие этих функций функциям лиц оперативного персонала.

При этом считалось, что лица оперативного персонала осуществляют

следующие функции:

248 Глава 6.

Технология

разработки диагностических систем

• идентификация событий;

• контроль состояния оборудования, параметров рабочей среды в со-

ответствии с регламентом;

• ручные регламентные операции управления оборудованием;

• получение на основе фактических данных подтверждения положи-

тельного результата своих действий;

• операции по изменению уставок;

• согласование действий с администрацией;

• регистрация режима и его последствий;

• передача информации вышестоящему руководству.

В режимах нормальной эксплуатации при работе энергоблока

на мощности оперативный персонал обязан дополнительно:

• производить обход, осмотр и обслуживание оборудования в объеме

и с периодичностью, определяемыми должностными инструкциями

и эксплуатационными инструкциями оборудования и систем;

• контролировать выполнение таблицы допустимых режимов эксплуа-

тации;

• поддерживать эксплуатационные запасы средств и материалов, обес-

печивающие работу энергоблока требуемого качества и в требуемых

пределах.

В непроектных режимах и аварийных ситуациях:

• оперативный персонал должен принять меры по смягчению послед-

ствий непроектного протекания режимов с помощью имеющихся

в его распоряжении технических средств;

• для режимов нормальной эксплуатации с нарушением проектных

пределов из-за отказов систем автоматического регулирования или/и

ошибок операторов, а также для режимов нарушения норма;гьных

условий эксплуатации с отказами систем и оборудования, не рассмо-

тренными в проекте, следует исключить непроектные нагружения

узлов оборудования и обеспечивать охлаждение активной зоны без

нарушения первого проектного предела по топливу;

• в аварийных ситуациях с наложением непроектных отказов необ-

ходимо прежде всего обеспечить ядерную безопасность и свести

к минимуму повреждения топлива;

• при появлении признаков гипотетической аварии должен быть вве-

ден в действие план мероприятий по защите персонала на случай

гипотетических аварий;

• изменение параметров и последовательности технологических опе-

раций при непроекгных режимах и аварийных ситуациях должны

быть зарегистрированы и использованы при определении объема ре-

визий и ремонтов и регламентации работ по устранению последствий

указанных ситуаций.

6.2. Разработка спринт-технологии построения

СППР

РВ 249

6.2.5.1.

Функции ело СПРИНТ-РВ для режима нормальной

эксплуатации

В режиме нормальной эксплуатации СПО подцерживаег следующие

функции:

• контроль параметров технологического процесса;

• контроль правильности действий оператора (на предмет соответствия

технологическому регламенту и эксплуатационным инструкциям);

• контроль за технологической сигнализацией с целью фильтрации

множества событий;

• выявление аномалий и их классификация;

• диагностирование причин возникновения аномалий;

• прогнозирование событий и возможных направлений развития ано-

малий;

• поиск управляющих решений на возникающие аномалии и, исходя

из диагноза, причин их появления, а также прогноз их развития;

• помощь оператору в режимах пуска/останова.

6.2.5.2. Функции СПО СПРИНТ-РВ для режима с нарушениями

нормальной эксплуатации

В режиме с нарушениями нормальной эксплуатации СПО поддер-

живает следующие функции:

• вьшвление аномалий и классификация аномалий;

• диагностирование причин возникновения аномалий;

• прогнозирование событий и возможных направлений развития ано-

малий;

• поиск управляющих решений на возникающие аномалии, диагнозы

причин их появления, прогноз их возможного развития;

• помощь оператору при проведении пуско/остановочных операций;

• сжатие потока технологической информации;

• архивирование событий и их ретроспективный анализ.

6.2.5.3.

Функции СПО СПРИНТ-РВ для режима проектных аварий

В режиме проектных аварий СПО поддерживает следующие функ-

ции:

выявление аномалий и классификация аномалий;

диагностирование причин возникновения аномалий;

прогнозирование событий и возможных направлений развития ано-

малий;

поиск управляющих решений на возникающие аномалии, диагнозы

причин их появления, прогноз их возможного развития;

помощь оператору при проведении пуско/остановочных операций;

сжатие потока технологической информации;

архивирование событий и их ретроспективный анализ;

анализ действия защит и блокировок;

поддержка параметров безопасности, контроль критических функ-

ций и анализ действия оператора по симптомно-ориентированным

инструкциям.

250

Глава 6.

Технология

разработки диагностических систем

6 2.5.4.

Функции

СПО СПРИНТ-РВ для

режима запроектных аварий

В режиме запроектных аварий СПО поддерживает следующие функ-

ции:

• выяш1ение аномалий и классификация аномалий;

• диагностирование причин возникновения аномалий;

• прогнозирование событий и возможных направлений развития ано-

малий;

• поиск управляющих решений на возникающие аномалии, диагнозы

причин их появления, прогноз их возможного развития;

• помощь оператору при проведении пуско/остановочных операции;

• сжатие потока технологической информации;

• архивирование событий и их ретроспективный анализ.

• анализ действия защит и блокировок;

• дистанционное управление с экрана дисплея.

6.2 5.5.

Функциональная структура СПО

СПРИНТ-РВ

Функциональная структура СПО СПРИНТ-РВ приведена на

рис.

6.13.

В рамках этой структуры предполагается, что вышеописанные функции

по анализу действия защит и блокировок, поддержки параметров безо-

пасности, контролю критических функций и анализу действия оператора

по симптомно-ориентированным инструкциям, а также другие предмет-

но-орие1ггированные функции представляются в системе в виде моделей,

по1ружаемых в оперативные и неоперативные базы знаний.

АЛГОРИТМ КОНТРОЛЯ состояния ЭНЕРГОБЛОКА, ОБОРУДОВАНИЯ

ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ

Рис.

6.13