Модели и методы поддержки принятия решений по обеспечению надежности объектов электроэнергетики

• Автор: Петухов, Илья Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 159 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР ПОДХОДОВ К МОДЕЛИРОВАНИЮ ССТС ДЛЯ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ, БЕЗОПАСНОСТИ И ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

1.1 Модели оценки надежности элемегюв ССТС

1.1.1 Характеристики надежности элементов.

1.1.2 Основные состояния элементов

1.1.3 Основные показатели надежности элементов

1.1.4 Оценка надежности по результатам испытаний

1.1.5 Учет цензурированных наработок

1.1.6 Параметрические методы оценки.

1.1.7 Критерии согласия.

1.1.8 Непараметрические методы оценки.
1.2 Моделирование ССТС для оценки надежности и безопасности
1.2.1 Подходы к моделированию ССТС
1.2.2 Исходные данные для моделирования ССТС
1.2.3 Деревья событий и деревья отказов.
1.2.4 Логиковероятностный метод
1.3 Моделирование ССТС для решения задач по информационной поддержке
ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
1.3.1 Метод готовых решений.
1.3.2 Имитационное моделирование
1.3.3 Методология координированных переключений.
1.4 Выводы.
2 ПОСТРОЕНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ И
БЕЗОПАСНОСТИ ССГС
2.1 Особенности оценки надежности находящейся в эксплуатации ССТС
2.1.1 Сбор данных по отказам элементов ССТС.
2.1.2 Моделирование в условиях изменения структуры ССТС.
2.1.3 Использование справочных показателей надежности.
2.2 Обоснование необходимости использования двухпараметрических законов распределения для расчета надежности отдельных элементов ССТС
2.2.1 Анализ статистики отказов автотрансформаторов энергетической
системы
2.2.2 А нас из статистики отказов кислородных компрессоров
2.2.3 А нас из статистики отказов центробежного нагнетателя газоперекачивающей станции
2.2.4 Выводы
2.3 Метод А.С.Лглпова.
2.4 Выбор логиковероятностных методов для оценки надежности и
безопасности ССТС в целом
2.4.1 Метод наращивания путей.
2.4.2 Метод отбора КПУФ.
2.4.3 Комбинированный метод построения вероятностной функции
2.5 Выводы
3 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ В ССТС
3.1 Анализ требований.
3.2 Математическое описание ССТС
3.2.1 Описание структуры
3.2.2 Типизация элементов.
3.2.3 Учет резервных связей.
3.2.4 Критерий работоспособности элементов
3.2.5 Переходы между состояниями
3.2. б IIорядок переключен ия портов
3.3 Формальное описание переключения.
3.3.1 Переключение при эксплуатации
3.3.2 Переключение при возникновении аварии
3.3.3 Алгоритм поиска варианта переключения
3.4 Выводы.
4 РАЗРАБОТКА ПОДХОДА К АГРЕГАЦИИ РАЗНОРОДНЫХ МОДЕЛЕЙ АНАЛИЗА ССТС И ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
4.1 Технология формализованного описания семантики ССТС
4.1.1 Семантическая объектная сеть.
4.1.2 Использование конечных автоматов для моделирования объектов сложных
технических систем
4.1.3 Описание конечных автоматов в семантической объектной септ.
4.1.4 Технология отображения семантической объектной сети во внешнее хранилище данных через промежуточный объектноориентированный уровень .
4.2 ПОДХОД К АГРЕГАЦИИ МОДЕЛЕЙ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ И ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ.
4.3 Программный комплекс по ощнке надежности и безопасности ССТС
4.3.1 Диаграмма вариантов использования
4.3.2 Диаграмма классов
4.4 Оценка эффективности.
4.4.1 Модель оценки надежности отдельных элементов ССТС
4.4.2 Модель оценки надежности и безопасности ССТС.
4.4.3 Модель выполнения переключений элементов ССТС
4.5 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


IV международной научнотехнической конференции Искусственный интеллект в XXI веке. Решения в условиях неопределенности в г. Третьи Уткинские чтения в г. VI международной конференции Актуальные проблемы промышленной безопасности от проектирования до страхования в г. Личный вклад автора. Основные научные положения, алгоритмы и их программная реализация, содержащиеся в диссертационной работе, получены автором самостоятельно. Публикации. Основные теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в научных работах, среди которых 3 статьи в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в перечне ВАК, 6 докладов на всероссийских и международных научнопрактических конференциях, 1 учебное пособие и 4 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего наименований, и 5 приложений. Для анализа надежности ССТС в целом необходимы показатели надежности каждого из элементов, входящих в систему. Под понятием элемент в дальнейшем будем понимать любое устройство, надежность которого изучается независимо от надежности частей, из которых оно состоит. Показатели надежности отдельных элементов могут быть получены из справочников или иных источников в виде табулированного набора значений или в аналитическом виде. Для ряда простых элементов таких, как конденсаторы, резисторы и транзисторы в электротехнике, переключатели и размыкатели в электроэнергетике, клапаны и насосы в нефтегазовой отрасли показатели надежности могут быть найдены в справочниках, но для большинства остальных элементов получить таким способом точные значения показателей надежности не предс тавляется возможным. Анализ надежности элементов ССТС можно проводить, используя известные математические методы анализа наработки изделий до отказа 5, 7, , , 1. Эти методы предполагают проведение серии испытаний с использованием определенного количества изделий и последующий математический анализ экспериментов. Данные методы хорошо себя зарекомендовали при анализе надежности выпускаемых изделий на предприятияхизготовителях и при проектировании сложных систем. В тех случаях, когда анализ надежности изделий не был произведен при их производстве или во время подготовки проекта сложной системы, единственным способом оценки показателей надежности остается оценка в процессе эксплуатации. Таким образом, принципиально существует два основных способа анализа надежности отдельных элементов по результатам специально проводимых испытаний и по результатам работы элементов в реальных условиях эксплуатации. Первый способ требует имитации реальных внешних условий и является достаточно затратным по времени и стоимости. Кроме того, его результаты напрямую зависят от опыта и ответственности лиц, проводящих эксперименты, т. Однако вышеперечисленные недостатки хорошо компенсируются сравнительной легкостью сбора требуемого объема необходимых исходных данных для анализа надежности. Второй способ значительно менее дорогостоящ и не требует имитации внешних условий. Но и этот способ не лишен недостатков для получения объективной оценки надежности требуется проводить анализ по тем наблюдениям и записям, которые уже имеются в наличии. Такие наблюдения могут производиться различными людьми, и в силу человеческого фактора не всегда точны и полны. Любой элемент сложной технической системы предназначен для выполнения какойлибо функции или нескольких функций. Качеством элемента будем называть совокупность свойств, определяющих степень его пригодности для использования по назначению II, с. Понятие о качестве элемента сильно зависит от способа использования этого элемента и определяется предметной областью, в которой проводится исследование надежности. Качество элемента может определяться некоторым набором функций, которые этот элемент выполняет или набором свойств, которыми обладает элемент. Качество элемента является субъективным понятием, поскольку оно зависит от деятельности тех лиц, которые составляют совокупность свойств или функций элемента.