Анотація до роботи:

Токарєв Віктор Іванович. Моделі та метод забезпечення надійності інформаційно-управляючих систем АЕС з використанням багатоверсійних технологій. – Рукопис.

Дисертація у формі рукопису на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.13.06 – автоматизовані системи управління і прогресивні інформаційні технології. Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», Харків, 2004.

Проведений аналіз особливостей інформаційно-управляючих систем (ІУС) АЕС, структур програмно-технічних комплексів, які складають їх основу і методів та засобів забезпечення надійності ІУС АЕС. Розроблено моделі надійності одноверсійних та багатоверсійних структур ІУС, які враховують різну кількість та види відмов і збоїв технічних засобів і програмного забезпечення, враховують збої і відмови версій, що обумовлені відносними, груповими й абсолютними дефектами, і дозволяють одержати аналітичні залежності для розрахунку показників безвідмовності невідновлюваних і готовності відновлюваних систем. Удосконалено метод оцінки і вибору варіантів структур ІУС, який базується на комплексному підході до рішення задач аналізу, синтезу і верифікації структур і дозволяє обґрунтовувати багатоверсійну технологію розробки систем. Отримані результати застосовано для програмно-технічного комплексу аварійного та попереджувального захисту ядерних реакторів ВВЕР–1000, які використовуються на АЕС України. Це дозволило обґрунтувати системотехнічні рішення та забезпечити виконання вимог щодо принципу диверсності (різноманітності).

1. Надійність інформаційно-управляючих систем є найбільш важливою властивістю для забезпечення вимог до безпеки в процесі функціонування технічних комплексів критичного використання. У зв'язку з цим важливого значення набуває рішення питань, пов'язаних з розробкою методів створення інформаційно-управляючих систем, стійких до відмовлень технічних засобів і програмного забезпечення, а також з оцінкою надійності таких систем.

У дисертації поставлена і вирішена актуальна наукова задача розробки методів оцінки, забезпечення надійності та вибору структур інформаційно-управляючих систем, важливих для безпеки АЕС, з використанням багатоверсійних технологій.

2. Запропоновані моделі надійності багатоверсійних структур ІУС, які, на відміну від відомих, враховують збої і відмови версій, що обумовлені відносними, груповими й абсолютними дефектами, і дозволяють обчислити імовірності станів з різними рівнями безпеки.

3. Удосконалені моделі надійності одноверсійних структур ІУС, які описують можливі стани системи, що ураховують різну кількість та види відмов і збоїв технічних засобів і програмного забезпечення, та дозволяють одержати аналітичні залежності для розрахунку показників безвідмовності невідновлюваних і готовності відновлюваних систем.

4. Удосконалений метод оцінки і вибору варіантів структур ІУС, який базується на комплексному підході до рішення задач аналізу, синтезу і верифікації структур і дозволяє обґрунтовувати багатоверсійну технологію розробки систем.

5. Практичне значення отриманих результатів полягає у розробці: аналітичних залежностей, структурних схем, алгоритмів і рекомендацій, спрямованих на підвищення надійності і безпеки ІУС АЕС; методик оцінки надійності (безвідмовності та готовності) різних типів ІУС, які базуються на запропонованих моделях і дозволяють визначити показники надійності залежно від параметрів каналів і кількості версій; принципів системотехнічної реалізації та схем технічних засобів відмовостійких одноверсійних та багатоверсійних ІУС; елементів інформаційної технології підтримки вибору варіантів структур відновлюваних ІУС залежно від вимог до надійності. Рішення дисертаційних задач дозволило на 20-30 відсотків знизити ймовірність відмов ІУС, а також підвищити готовність відновлюваних систем на 5-10 відсотків.

6. Результати досліджень впроваджені у ЗАТ «Радій» (при розробці програмно-технічних комплексів для АЕС), у Сертцентрі АСУ Держцентрякості Державного комітету ядерного регулювання України (при розробці інструментальних засобів і нормативно-методичних матеріалів для проведення експертизи та сертифікації ІУС), у навчальному процесі Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського «ХАІ».

7. Подальше використання результатів можливе і доцільне для автоматизації процесу прийняття рішень при розробці ІУС технічних комплексів критичного використання, а також для створення інформаційних технологій підтримки процесів розробки та експлуатації ІУС, важливих для безпеки АЕС.

8. Далі дослідження доцільно проводити в напрямку розвитку інформаційних технологій розробки та верифікації структур ІУС АЕС, компонентів програмного забезпечення та технічних засобів, включаючи програмно-апаратні засоби, створені за допомогою програмованих логічних інтегральних схем (так званих ПЛІС-технологій).

Публікації автора:

1. Харченко В.С., Токарев В.И., Черепахин Д.А. Метод оценки живучести и безопасности невосстанавливаемых систем с многоступенчатой деградацией с использованием Д-матриц // Радиоэлектронные и компьютерные системы.– 2003.– № 2.– С. 56-63.

2. Харченко В.С., Токарев В.И. Проектирование отказоустойчивых и живучих компьютерных систем управления на основе концепции “3М” // Вісник Технологічного університету Поділля.– 2003.– № 3.– С. 29-32.

3. Харченко В.С., Скляр В.В., Токарев В.И. Модели отказобезопасных структур цифровых систем контроля и управления // Системи обробки інформації.– Харків: ХВУ.– 2003.– Вип. 4.– С. 200-205.

4. Скляр В.В., Токарев В.И. Метод оценки и выбора вариантов структур информационных и управляющих систем // Моделювання та інформаційні технології.– Київ: Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАНУ.– 2004.– Вип. 26.– С. 184–187.

5. Харченко В.С., Мухаметов З.Г , Токарев В.И. Имитационная модель для исследования живучести и выбора параметров многоярусных резервированных структур // Системи обробки інформації.– Харків: ХВУ.– 2003.– Вип. 5.– С. 160-165.

6. Харченко В.С., Мухаметов З.Г., Токарев В.И. Метод оценки и выбора живучих структур многоярусных резервированных систем обработки информации АСУ // Моделювання та інформаційні технології.– Київ: Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАНУ.– 2003.– Вип. 22.– С. 219-222.

7. Харченко В.С., Скляр В.В., Гордеев А.А., Токарев В.И., Герасименко А.Д., Белый Ю.А. Использование метрик Холстеда при оценке безопасности критического программного обеспечения // Радиоэлектронные и компьютерные системы.– 2003.– № 4. – С. 145-150.

8. Харченко В.С., Скляр В.В., Токарев В.И. Графо-событийный анализ отказоустойчивости многоверсионных систем с учетом различных типов дефектов программных средств // Труды 11-ой Международной научно-практической конф. «Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье» (MicroCAD 2003).– Харьков: НТУ «ХПИ», 2003. – С. 708.

9. Харченко В.С., Токарев В.И. Эволюция свойств и модели отказобезопасных компьютерных систем контроля и управления // Труды 4-ой Международной научно-практической конф. «Современные информационные и электронные технологии» (СИЭТ 2003).– Одесса: ОНПУ, 2003.– С. 105.

10. Харченко В.С., Токарев В.И., Шурыгин О.В. Анализ влияния ошибок контроля на безопасность резервированных систем управления критическими объектами // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті.– 2003.– № 5.– 41-42.