KR101267978B1 - Fast calculation system of minimal path sets by using independent modules in a fault tree and its fast calculation method - Google Patents

Fast calculation system of minimal path sets by using independent modules in a fault tree and its fast calculation method Download PDF

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KR101267978B1
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KR1020110140206A
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정우식
이윤환
양준언
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한국수력원자력 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A fast calculation system of minimal path sets using independent modules in a fault tree and a fast calculation method thereof are provided to calculate modularized minimal path sets from modularized minimal cut sets, thereby reducing the quantity of computations. CONSTITUTION: A fault tree and multiple logic gates are stored in a hard disk(20). A processor performs a logical calculation of minimal path sets in the fault tree. A first processing unit(31) calculates OR gate-type independent modules from the fault tree in the hard disk. A second processing unit(32) calculates the minimal path sets of the independent modules extracted from the first processing tree. A third processing unit(33) calculates modularized minimal cut sets from the fault tree. A fourth processing unit(34) calculates modularized minimal path sets from the modularized minimal cut sets. [Reference numerals] (21) Fault tree; (22) Memory; (31) First processing unit; (32) Second processing unit; (33) Third processing unit; (34) Fourth processing unit; (35) Fifth processing unit

Description

고장수목의 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 연산 시스템 및 이를 이용한 계산 방법{Fast Calculation System of Minimal Path Sets by Using Independent Modules in a Fault Tree and its Fast Calculation Method}Fast Calculation System of Minimal Path Sets by Using Independent Modules in a Fault Tree and its Fast Calculation Method

본 발명은 고장수목을 이용한 최소성공집합 계산 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고장수목의 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 연산 시스템을 제공하는 것이다.The present invention relates to a method for calculating a minimum success set using a fault tree, and more particularly, to provide a fast minimum success set calculation system using an independent module of a fault tree.

또한 본 발명은 고장수목의 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 계산 방법을 제공하는 것이다.
In another aspect, the present invention to provide a method for calculating the minimum minimum success set using the independent module of the fault tree.

전세계적으로 국가의 주요 안전시설(Safety-critical System) 혹은 안전계통들을 내외부 공격으로부터 보호하기 위한 물리적 방호(Physical Protection)가 활발히 진행되고 있다. Physical protection is being actively carried out around the world to protect the country's major safety-critical systems or safety systems from internal and external attacks.

전통적인 [경계 방호]에서 나아가 계통의 핵심기기들을 미리 선정하여 적극적으로 방호하는 [핵심기기 방호]가 물리적 방호의 새로운 분야이다. 미국의 9.11테러 이후 더욱 중요해진 [핵심기기 방호]에 고장수목 분석(Fault Tree Analysis)이 활발하게 응용되고 있다.In addition to traditional [boundary protection], [core equipment protection], which preselects and actively protects the core devices of the system, is a new field of physical protection. Fault Tree Analysis has been actively applied to the core equipment protection, which has become more important since the 9.11 terror in the United States.

미국을 중심으로 한 일부 국가들은 (1) 계통의 고장수목(Fault Tree)을 작성하고, (2) 이 고장수목으로부터 최소단절집합(Minimal Cut Set, MCS)들을 계산하고, (3) 최소단절집합들로부터 최소성공집합(Minimal Path Set, MPS)들을 계산하고, (4) 하나의 최소성공집합만을 골라 그 안의 기기들을 방호하는 [핵심기기 방호] 방법을 사용하고 있다. Some countries, mainly in the United States, (1) create a fault tree of the system, (2) calculate the minimum cut sets (MCS) from the fault tree, and (3) the minimum break set. The minimum path sets (MPS) are calculated from the data sets, and (4) the core device protection method is used to select only one minimum success set and protect the devices therein.

한편, 다수의 기기로 구성된 복잡한 계통의 신뢰도 평가는 고장수목 분석방법을 사용한다. 계통 고장수목은 계통 고장을 유발하는 기기 고장들을 논리 게이트(Gate)로 연결한 논리적 조합이다. 고장수목 분석은 다음과 같은 순서에 의해 순차적으로 수행된다. On the other hand, the reliability assessment of a complex system consisting of multiple devices uses the fault tree analysis method. A system fault tree is a logical combination of device failures that cause a system failure to a logic gate. Fault tree analysis is performed in the following order.

(1)고장수목 작성(1) Making of trouble tree

(2)고장수목으로부터 최소단절집합들을 계산(2) Calculate the minimum cut sets from the fault tree

(3)최소단절집합들을 가지고 계통 고장확률 계산(3) Calculate the probability of system failure with the minimum set of breaks

계통의 신뢰도 계산을 위한 고장수목 분석 방법에서In the tree analysis method for calculating the reliability of the system

(1) S는 계통 고장 사건을 의미하고 /S는 계통 성공 사건을 의미한다. (1) S means system failure and / S means system success.

(2) X는 기기 고장 사건을 의미하고 /X는 기기 성공 사건을 의미한다.(2) X means device failure and / X means device success.

(3) XY = X ∩ Y 그리고 X + Y = X ∪ Y를 의미한다.(3) XY = X ∩ Y and X + Y = X ∪ Y.

(4) 항등규칙 XX = X와 흡수법칙 X + XY = X를 사용한다.(4) The identity rule XX = X and the absorption law X + XY = X are used.

(5) X=TRUE는 사건 X가 일어났음을 의미한다.(5) X = TRUE means event X has occurred.

(6) X=FALSE는 사건 X가 일어나지 않았음을 의미한다.(6) X = FALSE means that event X did not occur.

도 1은 일반적인 예제 계통의 예를 나타낸 예시도이며, (a)는 예제 계통이며, (b)는 고장 수목을 나타낸다.1 is an exemplary view showing an example of a general example strain, (a) is an example strain, (b) shows a fault tree.

도 1을 참조하여 불리안 대수를 이용한 고장수목 분석 방법을 설명하였다.With reference to FIG. 1 Fault tree analysis using Boolean algebra has been described.

도 1의 (a)예제 계통에 대해 (b)과 같은 고장수목이 구성된다. 고장수목의 A, B, C는 기본사건(Basic Event) 혹은 기기고장이라 부르며 G1, G2, S는 논리 게이트(Gate)라고 부르며 특별히 S는 정점사건(Top Event)라고 부른다. 정점사건 S는 계통의 고장을 의미하는 고장수목의 최상위 사건이다.The fault tree as shown in (b) is configured for the example system of FIG. The fault trees A, B, and C are called basic events or equipment failures, G 1 , G 2 , and S are called logic gates, and S is called top events. The vertex event S is the top event of the fault tree, indicating a fault in the system.

도 1의 (a)고장수목을 불리안 식으로 표현하면 다음과 같다. When (a) the faulty tree of FIG. 1 is expressed by a Boolean expression, it is as follows.

S = G1G2 S = G 1 G 2

G1 = A + BG 1 = A + B

G2 = A + C 식 (1)G 2 = A + C equation (1)

G1 = A + B와 G2 = A + C를 정점사건, S = G1G2에 대입하면 다음과 같다.G 1 = A + B and G 2 Substituting = A + C into the vertex event, S = G 1 G 2 ,

S = (A + B)(A + C) 식 (2)S = (A + B) (A + C) Equation (2)

이식을 전개하면If you develop a transplant

S = AA + AB + AC + BC 식 (3)S = AA + AB + AC + BC equation (3)

가 된다. 여기에서 항등규칙 XX = X와 흡수법칙 X + XY = X를 사용하면, AA = A가되고 A + AB + AC = A가 되어. Here, using the identity rule XX = X and the absorption law X + XY = X, AA = A and A + AB + AC = A

S = A + BC 식 (4)S = A + BC (4)

로 간략화된다. 계통 S는 두 개의 최소단절집합 {A,BC}를 가지고 있다.. Line S has two minimum cutoff sets {A, BC}.

(1)최소단절집합 {A}는 기기 A가 고장나면 나머지 기기의 상태에 관계없이 계통 고장이 발생함을 의미한다. (1) The minimum cutoff set {A} means that if a device A fails, a system failure occurs regardless of the status of the remaining devices.

(2)최소단절집합 {BC}는 기기 B와 C가 동시에 고장나면 나머지 기기의 상태에 관계없이 계통 고장이 발생함을 의미한다.(2) The minimum cutoff set {BC} means that if equipment B and C fail at the same time, a system failure occurs regardless of the status of the rest of the equipment.

도 2는 다른 예의 예제 계통을 나타낸 예시도이며, 도 3은 도 2의 예제 계통의 고장 수목을 나타낸다.2 is an exemplary view showing another example of the example system, Figure 3 shows a fault tree of the example system of FIG.

고장수목으로부터 최소단절집합들을 계산하는 방법을 도 2 및 도 3을 통해 다시 설명한다. The method of calculating the minimum break sets from the fault tree will be described again with reference to FIGS. 2 and 3.

도 3의 불리안 식은 다음과 같다.The Boolean equation of FIG. 3 is as follows.

Figure 112011102327854-pat00001
식 (5)
Figure 112011102327854-pat00001
Equation (5)

G1에서 G8까지를 정점사건, S = G1 + G2 + G3에 대입하면 다음과 같다.Substituting G 1 to G 8 into the vertex event, S = G 1 + G 2 + G 3 ,

S = A(C + D + E) + B(F + H) + AB(I + IJ)S = A (C + D + E) + B (F + H) + AB (I + IJ)

= A(C + D + E) + B(F + H) + ABI 식 (6)= A (C + D + E) + B (F + H) + ABI Equation (6)

여기에서 흡수법칙 X + XY = X를 사용하면, I + IJ = I가 된다. 식 (6)을 전개하면 아래와 같이 간략화된다.Here, using the law of absorption X + XY = X, I + IJ = I. Expanding equation (6) is simplified as follows.

S = AC + AD + AE + BF + BH + ABI 식 (7.a)S = AC + AD + AE + BF + BH + ABI equation (7.a)

S ~ AC + AD + AE + BF + BH 식 (7.b)S to AC + AD + AE + BF + BH equation (7.b)

식 (7.a)와 달리 식 (7.b)는 세 개 이상의 기기고장을 갖는 최소단절집합 {ABI}를 절삭한 경우이다. 대형 고장수목의 경우 최소단절집합들의 크기가 메모리 최대용량을 초과하기 때문에 일반적으로 미리 정해진 숫자 이상의 기기고장을 갖는 최소단절집합들을 절삭하면서 계통의 최소단절집합들을 계산한다.Unlike Equation (7.a), Equation (7.b) is the case of cutting the minimum break set {ABI} with three or more equipment failures. In the case of a large fault tree, since the size of the minimum breaksets exceeds the maximum memory capacity, the minimum breaksets of the system are generally calculated while cutting the minimum breaksets having a failure of more than a predetermined number.

계통 S는 여섯 개의 최소단절집합 {AC, AD, AE, BF, BH, ABI}을 가지고 있다.Line S has six minimum cutoff sets {AC, AD, AE, BF, BH, ABI}.

(1) 첫번째 최소단절집합 {AC}의 경우에, 기기 A와 C가 동시에 고장나면 다른 기기 고장들에 관계없이 계통 고장이 발생한다.(1) In the case of the first minimum disconnection set {AC}, if equipment A and C fail simultaneously, a system failure occurs regardless of other equipment failures.

(2) 마지막 최소단절집합 {ABI}의 경우에, 기기 A, B, I가 동시에 고장나면 다른 기기 고장들에 관계없이 계통 고장이 발생한다.(2) In the case of the last minimum break set {ABI}, if the devices A, B and I fail at the same time, a system failure occurs regardless of other device failures.

한편, 내외부 공격으로부터 방호해야 할 핵심기기를 선정하는 물리적 방호는 다음 순서로 진행된다.On the other hand, physical protection that selects key devices to be protected from internal and external attacks proceeds in the following order.

(1) 계통 고장수목 작성(1) Creating system fault tree

(2) 고장수목으로부터 최소단절집합들을 계산(2) Calculate the minimum cut sets from the fault tree

(3) 최소단절집합으로부터 최소성공집합들을 계산(3) Calculate the minimum success sets from the minimum break set

(4) 하나의 최소성공집합을 골라 그 안의 기기들을 방호(4) Select one minimum success set and protect the devices in it.

고장수목의 최소성공집합들을 계산하여 계통의 물리적 방호에 이용할 수 있다. 계통을 방호하기 위한 물리적 방호에서는 The minimum success sets of fault trees can be calculated and used for physical protection of the system. In physical protection to protect the system

(1) S는 계통 방호 실패 사건을, /S는 계통 방호 성공 사건을 의미한다.(1) S means system protection failure event, / S means system protection success event.

(2) X는 기기 방호 실패 사건을, /X는 기기 방호 성공 사건을 의미한다.(2) X means device protection failure event and / X means device protection success event.

(3) 드 모르간의 법칙(De Morgan's Law)을 XY와 X+Y의 불리안 식에 적용하면 /(XY) = /X + /Y로 /(X + Y) = /X/Y로 변환된다.(3) Applying De Morgan's Law to a Boolean expression of XY and X + Y converts to / (XY) = / X + / Y and / (X + Y) = / X / Y .

여기서, 식 (4)에 드 모르간의 법칙을 적용하여 최소단절집합들로부터 최소성공집합들을 다음과 같이 계산할 수 있다.Here, by applying De Morgan's law to Eq. (4), the minimum success sets can be calculated from the minimum break sets as follows.

Figure 112011102327854-pat00002
식 (8)
Figure 112011102327854-pat00002
Equation (8)

식 (8)에서 계통 S는 두 개의 최소성공집합 {/A/B, /A/C}를 가지고 있다. {/A/B}의 의미는 기기 A와 B를 성공적으로 방호하면 계통을 성공적으로 방호할 수 있음을 의미한다. 다음과 같이 두 개의 최소성공집합들 {/A/B, /A/C} 중 하나를 골라 그 안의 기기를 방호하면 공격자로부터 계통을 근본적으로 방호할 수 있다.In Eq. (8), system S has two minimum success sets {/ A / B, / A / C}. The meaning of {/ A / B} means that if the devices A and B are successfully protected, the system can be successfully protected. If one of the two minimum success sets {/ A / B, / A / C} is selected and the device in it is protected, the system can be fundamentally protected from the attacker.

(1) 첫번째 최소성공집합 {/A/B}를 선택하여 그 안의 기기 A와 B를 성공적으로 방호하면, 공격자가 기기 A와 B를 손상시킬 수 없다. 이 두 개의 기기들을 성공적으로 방호한 /A=/B=TRUE 즉 A=B=FALSE를 식 (4)에 대입하면 아래와 같이 S=FALSE가 되어 계통 방호 실패 사건이 공집합이 된다. 즉 계통을 성공적으로 방호할 수 있음을 의미한다.(1) If the first least successful set {/ A / B} is selected and successfully protects devices A and B in it, the attacker cannot damage devices A and B. Substituting / A = / B = TRUE or A = B = FALSE, which successfully protects these two devices into Eq. (4), S = FALSE is shown below, and the system protection failure event is empty. This means that the system can be successfully protected.

S = A + BC = FALSE + FALSE × C = FALSE 식 (9)S = A + BC = FALSE + FALSE × C = FALSE Equation (9)

(2) 두번째 최소성공집합 {/A/C}를 선택하여 그 안의 기기 A와 C를 성공적으로 방호하면, 공격자가 기기 A와 C를 손상시킬 수 없다. 이 두 개의 기기들을 성공적으로 방호한 /A=/C=TRUE 즉 A=C=FALSE를 식 (4)에 대입하면 아래와 같이 S=FALSE가 되어 계통 방호 실패 사건이 공집합이 된다. 즉 계통을 성공적으로 방호할 수 있음을 의미한다.(2) If the second least successful set {/ A / C} is selected to successfully protect devices A and C in it, the attacker cannot compromise devices A and C. Substituting / A = / C = TRUE, or A = C = FALSE, which successfully protects these two devices into Eq. (4), S = FALSE is shown below. This means that the system can be successfully protected.

S = A + BC = FALSE + B × FALSE = FALSE 식 (10)S = A + BC = FALSE + B × FALSE = FALSE Equation (10)

즉 두 개의 최소성공집합들 {/A/B}와 {/A/C} 중에서 하나의 최소성공집합을 골라 그 안의 기기들을 방호하면 공격자로부터 계통을 근본적으로 방호할 수 있다. 이 예에서 알 수 있듯이 고장수목의 최소성공집합들을 계산하여 계통의 물리적 방호에 이용할 수 있다.In other words, if one of the two minimum success sets {/ A / B} and {/ A / C} is selected and the devices in it are protected, the system can be fundamentally protected from the attacker. As can be seen in this example, the minimum success sets of fault trees can be calculated and used for physical protection of the system.

식 (7.a)와 (7.b)에 드 모르간의 법칙을 적용하여 최소단절집합들로부터 최소성공집합들을 다음과 같이 계산할 수 있다.By applying De Morgan's law to equations (7.a) and (7.b), the minimum success sets can be calculated as

Figure 112011102327854-pat00003
식 (11.a)
Figure 112011102327854-pat00003
Formula (11.a)

그리고And

Figure 112011102327854-pat00004
식 (11.b)
Figure 112011102327854-pat00004
Formula (11.b)

식 (11.a)와 (11.b)는 각각 (7.a)와 (7.b)로부터 계산된 최소성공집합들이다. 여기에서 항등규칙 XX = X와 흡수법칙 X+XY=X을 사용하여 불리안 식을 간략화 한다.Equations (11.a) and (11.b) are the minimum success sets calculated from (7.a) and (7.b), respectively. Here the Boolean equation is simplified using the identity rule XX = X and the absorption law X + XY = X.

식 (11.a)에서 계통 S는 식 네 개의 최소성공집합 {/A/B, /A/F/H, /B/C/D/E, /C/D/E/F/H/I}를 가지고 있다. 이 네 개의 최소성공집합들 중에 하나를 골라 그 안의 기기를 방호하면 공격자로부터 계통을 근본적으로 방호할 수 있다. In Eq. (11.a), System S is the four minimum set of equations {/ A / B, / A / F / H, / B / C / D / E, / C / D / E / F / H / I } Has Selecting one of these four minimum success sets and protecting the devices in it can fundamentally protect the system from attackers.

예를 들어 첫 번째 최소성공집합 {/A/B}를 선택하여 그 안의 기기 A와 B를 성공적으로 방호하면, 공격자가 기기 A와 B를 손상시킬 수 없다. 이 두 개의 기기들을 성공적으로 방호한 /A=/B=TRUE 즉 A=B=FALSE를 식 (7.a)에 대입하면 S = FALSE가 되어 계통 방호 실패 사건이 공집합이 된다. 즉 계통을 성공적으로 방호할 수 있음을 의미한다.For example, if you select the first minimum success set {/ A / B} and successfully protect devices A and B in it, the attacker cannot compromise devices A and B. Substituting / A = / B = TRUE or A = B = FALSE, which successfully protected these two devices into Equation (7.a), S = FALSE results in an empty system protection failure event. This means that the system can be successfully protected.

마지막 최소성공집합 {/C/D/E/F/H/I}를 선택하여 그 안의 기기 C, D, E, F, H, I를 성공적으로 방호하면, 공격자가 기기 C, D, E, F, H, I를 손상시킬 수 없다. 이 여섯 개의 기기들을 성공적으로 방호한 /C=/D=/E=/F=/H=/I=TRUE 즉 C=D=E=F=H=I= FALSE를 식 (7.a)에 대입하면 아래와 같이 S=FALSE가 되어 계통 방호 실패 사건이 공집합이 된다. 즉 계통을 성공적으로 방호할 수 있음을 의미한다.Selecting the last minimum set of successes {/ C / D / E / F / H / I} and successfully protecting devices C, D, E, F, H, and I in it, an attacker can use devices C, D, E, Can't damage F, H, I / C = / D = / E = / F = / H = / I = TRUE or C = D = E = F = H = I = FALSE, which successfully protected these six devices in Equation (7.a) If assigned, S = FALSE will be set as below, and the system protection failure event will be empty. This means that the system can be successfully protected.

즉 네 개의 최소성공집합들 중에서 하나의 최소성공집합을 골라 그 안의 기기들을 방호하면 공격자로부터 계통을 근본적으로 방호할 수 있다. 이 예에서 알 수 있듯이 고장수목의 최소성공집합들을 계산하여 계통의 물리적 방호에 이용할 수 있다. In other words, if one of the four minimum success sets is selected and the devices in it are protected, the system can be fundamentally protected from the attacker. As can be seen in this example, the minimum success sets of fault trees can be calculated and used for physical protection of the system.

이처럼, 식 (8), (11.a), (11.b)에서 보여준 것 처럼 고장수목의 크기 증가에 따라 최소성공집합 계산의 복잡도가 지수적으로 증가함을 알 수 있다. 대형 계통의 고장수목인 경우 최소단절집합들과 최소성공집합들의 계산은 많은 연산량과 큰 메모리를 사용하여 매우 어려운 계산으로 알려져 있다. As shown in Equations (8), (11.a), and (11.b), the complexity of the minimum success set calculation increases exponentially as the size of the fault tree increases. In the case of a fault tree of a large system, the calculation of the minimum break sets and the minimum success sets is known to be a very difficult calculation using a large amount of computation and a large memory.

수 많은 기기로 이루어진 대형 계통의 고장수목 분석의 경우 백 만개 단위 이상의 최소단절집합들이 고장수목으로부터 계산된다. 이 수많은 최소단절집합들은 하드디스크와 메모리에 큰 용량을 차지한다. In the case of fault tree analysis of a large system with many devices, the minimum set of cuts of more than 1 million units are calculated from the fault tree. Many of these minimally truncated sets take up large amounts of space on hard disks and memory.

또한 수많은 최소단절집합들로부터 최소성공집합들을 계산하기 위해서 대용량의 메모리와 수많은 불리안 대수 연산이 필요하다. 이 이유들 때문에 컴퓨터 하드디스크에 차지하는 용량과 컴퓨터 메모리 사용을 최소화하는 새로운 최소성공집합들의 계산 방법 개발이 필요하다.
In addition, a large amount of memory and a large number of Boolean algebra operations are needed to calculate the minimum success sets from a large number of minimum disconnect sets. For these reasons, it is necessary to develop a new method of calculating the minimum success sets that minimizes the amount of computer hard disk space and computer memory usage.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래에 사용된 최소성공집합 계산방법, 예컨대, 계산된 대용량의 최소단절집합들을 하드디스크에 저장하고, 최소성공집합을 계산하기 위해 하드디스크에 저장된 대용량의 최소단절집합들을 다시 읽어 들여 메모리에 존재시키는 방법의 문제점을 갖고 있었다. 이로 인해, 대용량의 최소단절집합들로부터 대용량의 최소성공집합들을 계산하기 위해 (1) 매우 큰 메모리와 많은 불리안 연산을 요구하게 되며, (2) 계산 시간이 매우 오래 걸리는 문제점이 있다. 이런한 문제점들을 해결할 수 있는 고장수목의 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 연산 시스템 및 이에 적용된 계산 방법을 제공하는 것이다.
The problem to be solved by the present invention is a conventional method for calculating the minimum success set, for example, storing the calculated large minimum disconnection sets on a hard disk, and calculating the minimum success set of large capacity minimum interruptions stored on the hard disk. There was a problem with how to read them back into memory. As a result, (1) very large memory and many Boolean operations are required to calculate large minimum success sets from large minimum break sets, and (2) calculation time is very long. It is to provide a fast minimum success set operation system and a calculation method applied thereto using independent modules of fault trees that can solve these problems.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 고장수목의 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 연산 시스템은 고장수목이 저장된 하드디스크; 및 상기 고장수목의 최소성공집합을 논리연산하도록 프로그래밍된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 하드디스크 내의 고장수목에서 OR 게이트 타입의 독립모듈을 추출하는 제1처리부; 상기 제1처리부로부터 추출된 독립모듈의 최소성공집합을 계산하는 제2처리부; 상기 고장수목으로부터 [모듈화 최소단절집합]을 계산하는 제3처리부; 상기 [모듈화 최소단절집합]에서 [모듈화 최소성공집합]을 계산하는 제4처리부; 및 각 [모듈화 최소성공집합]을 순차적으로 하나씩 선택하여 그 안의 독립모듈들을 제2처리부에서 계산된 독립모듈들의 최소성공집합으로 치환하고 상기 하드디스크 내에 저장시키는 제5처리부를 포함한다.
The high-speed minimum success set calculation system using the independent module of the fault tree according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a hard disk in which the fault tree is stored; And a processor programmed to logically calculate the minimum success set of the fault trees, wherein the processor comprises: a first processor extracting an OR gate type independent module from the fault trees in the hard disk; A second processor configured to calculate a minimum success set of the independent modules extracted from the first processor; A third processing unit for calculating the [modular least cut set] from the fault tree; A fourth processor configured to calculate a modularized minimum success set from the modularized minimum break set; And a fifth processing unit which selects each of the modular minimum success sets one by one and replaces the independent modules therein with the minimum success sets of the independent modules calculated by the second processing unit, and stores them in the hard disk.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 고장수목 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 계산 방법은 하드디스크 내의 고장수목에서 OR 게이트 타입의 독립모듈들을 제1처리부에서 추출하는 제1단계; 드 모르간 법칙이 프로그래밍된 알고리즘을 이용하여 상기 제1단계에서 추출된 독립모듈들 각각의 최소성공집합을 제2처리부에서 계산하는 제2단계; 상기 고장수목으로부터 [모듈화 최소단절집합]을 제3처리부에서 계산하는 제3단계; 상기 [모듈화 최소단절집합]들로부터 [모듈화 최소성공집합]들을 제4처리부에서 계산하는 제4단계; 및 각 [모듈화 최소성공집합]을 순차적으로 하나씩 선택하여 그 안의 독립모듈들을 제2처리부에서 계산된 독립모듈들의 최소성공집합으로 치환하고 상기 하드디스크 내에 저장시키는 제5단계를 포함한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of calculating a minimum minimum set of failures using a fault tree independent module, the method comprising: extracting OR gate type independent modules from a fault tree in a hard disk by a first processor; A second step of calculating, by a second processor, the minimum success set of each of the independent modules extracted in the first step by using an algorithm programmed by a de Morgan law; A third step of calculating, by a third processing unit, a modularized minimum set of cuts from the fault tree; A fourth step of calculating, by a fourth processor, the modular minimum success sets from the modular minimum break sets; And a fifth step of selecting each of the modular minimum success sets one by one, replacing the independent modules therein with the minimum success sets of independent modules calculated by the second processor, and storing the independent modules in the hard disk.

상기 제1단계는, 식 (12)의 고장수목에서 OR 게이트로 구성된 독립모듈인 M1=C+D+E, M2=F+H를 추출하는 단계인 것을 특징으로 한다.
The first step is characterized in that the step of extracting M1 = C + D + E, M 2 = F + H, which is an independent module composed of OR gates from the fault tree of equation (12).

상기 제2단계는, 상기 제1단계의 결과값으로부터 최소성공집합을 아래의 식 (13)으로 계산하는 단계인 것을 특징으로 한다. The second step is characterized in that the step of calculating the minimum success set from the result value of the first step by the following equation (13).

Figure 112011102327854-pat00005
식 (13)
Figure 112011102327854-pat00005
Equation (13)

여기서, /M1과 /M2는 드 모르간의 법칙이 적용되어 변환된 독립모듈이며, C, D, E, F, H는 기본사건을 나타낸다.
Here, / M1 and / M2 are independent modules transformed by applying De Morgan's law, and C, D, E, F, and H represent basic events.

상기 제3단계는, 상기 식 (12)의 고장수목으로부터 [모듈화 최소단절집합]들을 식 (14.a), 식 (14.b)를 통해 계산하는 단계인 것을 특징으로 한다.The third step is characterized in that the step of calculating the (modular least cut set) from the fault tree of the formula (12) through the formula (14.a), (14.b).

S = AM1 + BM2 + ABI 식 (14.a)S = AM 1 + BM 2 + ABI equation (14.a)

S ~ AM1 + BM2 식 (14.b)S to AM 1 + BM 2 equation (14.b)

여기서, 식 (14.a)은 최소단절집합 절삭없이 식 (12)의 고장수목을 계산한 [모듈화 최소단절집합]을 나타내며, 식 (14.b)는 {ABI}를 절삭하며 식 (12)의 고장수목을 계산한 [모듈화 최소단절집합]들이다.
Here, Equation (14.a) represents the [Modular Minimal Break Set] in which the fault tree of Equation (12) is calculated without the minimum disconnection set cutting, and Equation (14.b) cuts {ABI} and Equation (12) These are the modularized least-breaksets that compute the fault tree of

상기 제4단계는, 상기 제3단계에서 계산된 [모듈화 최소단절집합]들로부터 식 (15.a) 및 식 (15.b)를 이용하여 [모듈화 최소성공집합]들을 계산하는 단계인 것을 특징으로 한다.The fourth step is a step of calculating the [modular minimum success set] using the equation (15.a) and the equation (15.b) from the [modular minimum cut set] calculated in the third step. It is done.

Figure 112011102327854-pat00006
식 (15.a)
Figure 112011102327854-pat00006
Equation (15.a)

Figure 112011102327854-pat00007
식 (15.b)
Figure 112011102327854-pat00007
Formula (15.b)

상기 제5단계는, 상기 제4단계로부터 계산된 [모듈화 최소성공집합]들을 순차적으로 하나씩 선택하여 그 안의 독립모듈들을 제2단계에서 계산된 독립모듈들의 최소성공집합으로 치환하여 상기 하드디스크 내의 메모리에 저장시키는 단계인 것을 특징으로 한다.
In the fifth step, the [modular minimum success sets] calculated in the fourth step are sequentially selected one by one, and the independent modules therein are replaced with the minimum success sets of independent modules calculated in the second step, thereby replacing the memory in the hard disk. It characterized in that the step of storing in.

본 발명의 고장수목의 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 연산 시스템 및 이에 적용된 계산 방법을 이용하면 저용량의 [모듈화 최소단절집합]들을 메모리에서 사용하고, 저용량의 [모듈화 최소단절집합]들을 하드디스크에 저장한 후, 저용량의 [모듈화 최소단절집합]들로부터 아주 빠르게 저용량의 [모듈화 최소성공집합]들을 계산할 수 있다. 이러한 연산 방법을 통해 메모리 사용량이 적고, 불리안 대수 연산량이 매우 적고, 계산시간이 매우 짧아질 수 있다.By using the high speed minimum success set calculation system using the independent tree of the fault tree of the present invention and the calculation method applied thereto, the low capacity [modular minimum cut sets] are used in the memory, and the low capacity [modular minimum cut sets] are used in the hard disk. After storing in, we can calculate the low-modulation minimum success sets very quickly from the low-capacity modular sets. Through this calculation method, the memory usage is small, the amount of Boolean arithmetic is very small, and the calculation time is very short.

또한, [모듈화 최소성공집합]을 하나씩 순차적으로 하나씩 선택하여 그 안의 독립모듈들을 제2처리부에서 계산된 독립모듈들의 최소성공집합으로 치환(/M1을 /C/D/E, /M2를 /F/H로 교체)하고 모듈없이 기기로만 이루어진 최소성공집합을 순차적으로 저장함으로써 최소성공집합들을 계산할 수 있다.
Also, select [Modular minimum success set] one by one and replace the independent modules therein with the minimum success set of independent modules calculated by the second processor (/ M1 to / C / D / E, / M2 to / F). / H) and sequentially store the minimum success set consisting of only the device without a module.

도 1은 일반적인 예제 계통의 예를 나타낸 예시도이며, (a)는 예제 계통이며, (b)는 고장 수목을 나타낸다.
도 2는 다른 예의 예제 계통을 나타낸 예시도이다.
도 3은 도 2의 예제 계통의 고장 수목을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고장수목 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 연산 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 5는 도 4에 도시된 시스템의 처리과정을 순차적으로 나타낸 플로우 차트이다.
1 is an exemplary view showing an example of a general example strain, (a) is an example strain, (b) shows a fault tree.
2 is an exemplary view showing an example system of another example.
3 shows a fault tree of the example system of FIG.
4 is a block diagram illustrating a fast minimum success set calculation system using a fault tree independent module according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flow chart sequentially illustrating a process of the system illustrated in FIG. 4.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고장수목 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 연산 시스템을 나타낸 블럭도이며, 도 5는 도 4에 도시된 시스템의 처리과정을 순차적으로 나타낸 플로우 차트이다.4 is a block diagram illustrating a high speed minimum success set calculation system using a failure tree independent module according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flow chart sequentially illustrating a processing process of the system shown in FIG. 4.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연산 시스템(100)은 하드디스크(20) 및 프로세서(30)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the computing system 100 of the present invention includes a hard disk 20 and a processor 30.

상기 하드디스크(20)는 도 3과 같은 고장수목을 저장한다.The hard disk 20 stores the fault tree as shown in FIG.

상기 프로세서(30)는 상기 고장수목 독립모듈의 최소성공집합을 논리연산하도록 프로그래밍되도록 설계된다.The processor 30 is designed to be programmed to logically compute the minimum success set of the fault tree independent modules.

보다 구체적으로, 상기 프로세서(30)는 제1처리부(31), 제2처리부(32), 제3처리부(33), 제4처리부(34) 및 제5처리부(35)를 포함한다.More specifically, the processor 30 includes a first processing unit 31, a second processing unit 32, a third processing unit 33, a fourth processing unit 34, and a fifth processing unit 35.

상기 제1처리부(31)는 상기 하드디스크로부터 고장수목을 읽어 OR 논리연산자 타입의 독립모듈을 추출한다.The first processor 31 reads the fault tree from the hard disk and extracts an independent module of the OR logic operator type.

상기 제2처리부(32)는 상기 제1처리부(31)로부터 추출된 독립모듈에서 최소성공집합을 계산한다. 또한, 추출한 최소성공집합을 상기 하드디스크의 메모리로 저장할 수 있다.The second processor 32 calculates the minimum success set in the independent module extracted from the first processor 31. In addition, the extracted minimum success sets may be stored in a memory of the hard disk.

상기 제3처리부(33)는 고장수목으로부터 [모듈화 최소단절집합]을 계산한다. 또한, 계산된 [모듈화 최소단절집합]을 상기 하드디스크(20) 내의 메모리에 저장할 수도 있다.The third processing unit 33 calculates the [modular least cut set] from the fault tree. In addition, the calculated [modular minimum cut set] may be stored in a memory in the hard disk 20.

상기 제4처리부(34)는 상기 제3처리부(33)로부터 계산된 상기 [모듈화 최소 단절집합]에서 [모듈화 최소성공집합]을 계산한다. 또한, 계산한 [모듈화 최소성공집합]을 상기 하드디스크(20) 내의 메모리에 저장할 수도 있다.The fourth processing unit 34 calculates the [modular minimum success set] from the [modular minimum break set] calculated from the third processing unit 33. In addition, the calculated [modular minimum success set] may be stored in a memory in the hard disk 20.

상기 제5처리부(35)는 상기 제4처리부(34)로부터 계산된 [모듈화 최소성공집합]을 순차적으로 하나씩 선택하여 그 안의 독립모듈들을 제2처리부(32)에서 계산된 독립모듈들의 최소성공집합으로 치환하여 상기 하드디스크 내에 저장한다.The fifth processing unit 35 sequentially selects the [modular minimum success set] calculated from the fourth processing unit 34 one by one, and selects independent modules therein from the minimum success set of independent modules calculated by the second processing unit 32. Replace with and store it in the hard disk.

이하에서는 본 발명의 시스템 처리 과정을 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter will be described in more detail the system processing of the present invention.

본 발명의 고장수목의 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 연산 처리 과정을 설명하기에 앞서, 참고로, 거의 대부분의 고장수목에서 일부 게이트들은 다른 게이트들과 기본 사건을 공유하지 않는 독립된 게이트들이 존재한다.Prior to describing the high-speed, minimum-success set operation processing process using the independent module of the fault tree of the present invention, for reference, in most fault trees, some gates have independent gates that do not share a basic event with other gates. do.

이 독립 게이트들을 독립모듈이라 부른다. 이 독립모듈들은 세 가지 종류의 부분 고장수목으로 분류되며, 예컨대, AND 게이트 타입의 부분 고장수목, OR 게이트 타입의 부분 고장수목, 그리고 AND와 OR 게이트 타입의 게이트들이 계층으로 쌓인 좀더 큰 부분의 고장수목들이다. These independent gates are called independent modules. These stand-alone modules are classified into three types of partial fault trees, for example an AND gate type partial fault tree, an OR gate type partial fault tree, and a larger portion of the AND and OR gate type gates stacked in layers. It is trees.

예를 들어, 도 3의 고장수목은 두 개의 OR 게이트 타입의 독립모듈 M1 = G4 = C + D + E 와 M2 = G5 = F + H를 가지고 있으며, 이 독립모듈들의 최소성공집합은 /M1 = /C/D/E와 /M2 = /F/H으로 나타낼 수 있다.For example, the fault tree of FIG. 3 has two OR gate type independent modules M1 = G4 = C + D + E and M2 = G5 = F + H, and the minimum success set of these independent modules is / M1 = It can be represented as / C / D / E and / M2 = / F / H.

따라서, 본 발명에서는 OR 게이트 타입의 독립모듈들을 선택하여 기본사건처럼 취급하여 기존 방법보다 훨씬 적은 갯수의 [모듈화 최소단절집합]들과 모듈 최소성공집합들을 계산하고자 하는 것이다. Therefore, in the present invention, by selecting the OR gate type independent modules and treating them as basic events, a much smaller number of [modular minimum break sets] and module minimum success sets are calculated.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연산 시스템은 제1단계(S110) 내지 제5단계(S150)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the computing system of the present invention includes the first step S110 to the fifth step S150.

상기 제1단계(S110)는 하드디스크(20)에 저장된 도 3의 고장수목 독립모듈들 중 OR 게이트 타입의 독립모듈들을 제1처리부(31)에서 추출단계이다.The first step (S110) is an extraction step of the independent modules of the OR gate type among the fault tree independent modules of FIG. 3 stored in the hard disk 20 by the first processor 31.

상기 제1단계(S110)는 하드디스크(20)에 저장된 도 3의 고장수목을 읽어 OR 게이트로 구성된 독립모듈을 파악하는 단계로서, 도 3의 고장수목에서 OR 게이트로 구성된 독립모듈 예컨대, M1과 M2를 추출하는 단계이다. The first step (S110) is to read the fault tree of FIG. 3 stored in the hard disk 20 to identify an independent module composed of OR gates. Extracting M2.

Figure 112011102327854-pat00008
식 (12)
Figure 112011102327854-pat00008
Equation (12)

상기 제2단계(S120)는 드 모르간 법칙이 프로그래밍된 알고리즘을 이용하여 상기 제1단계(S110)에서 추출된 독립모듈들 각각의 최소성공집합을 제2처리부(32)에서 계산하는 단계이다.The second step (S120) is a step of calculating, in the second processor 32, the minimum success set of each of the independent modules extracted in the first step (S110) by using an algorithm in which De Morgan's law is programmed.

상기 제2단계(S120)는 독립모듈의 최소성공집합을 식 (13)으로 계산하는 단계이다.The second step (S120) is a step of calculating the minimum success set of the independent module by the equation (13).

Figure 112011102327854-pat00009
식 (13)
Figure 112011102327854-pat00009
Equation (13)

상기 제3단계(S130)는 식 (12)의 고장수목으로부터 [모듈화 최소단절집합]들을 제3처리부(33)에서 계산하는 단계이다.The third step S130 is a step of calculating, by the third processing unit 33, [modular minimum cut sets] from the fault tree of Equation (12).

상기 제3단계(S130)는 식 (12)의 고장수목으로부터 [모듈화 최소단절집합]들을 식 (14.a)와 식 (14.b)로 계산하는 단계로서, 이때 독립모듈들은 전개하지 않는다.The third step (S130) is a step of calculating the (modular minimum cut set) from the fault tree of equation (12) to equation (14.a) and equation (14.b), wherein the independent modules are not expanded.

S = AM1 + BM2 + ABI 식 (14.a)S = AM1 + BM2 + ABI equation (14.a)

S ~ AM1 + BM2 식 (14.b)S to AM1 + BM2 equation (14.b)

식 (14.a)는 최소단절집합 절삭없이 식 (12)를 계산한 [모듈화 최소단절집합]들이다. 식 (14.a)는 {ABI}를 절삭한 [모듈화 최소단절집합]들이다. 독립모듈들을 전개하지 않았기 때문에 식 (7.a)와 식 (7.b)보다 식 (14.a)와 (14.b)가 매우 단순함을 알 수 있다.Equations (14.a) are the [modular minimum break sets] in which equation (12) is calculated without the minimum cut set cutting. Equation (14.a) is the [modular least cut set] truncated {ABI}. Since we did not deploy the independent modules, we can see that equations (14.a) and (14.b) are much simpler than equations (7.a) and (7.b).

상기 제4단계는 상기 [모듈화 최소단절집합]들로부터 [모듈화 최소성공집합]들을 제4처리부에서 계산하는 단계이다.The fourth step is a step of calculating, in the fourth processor, the modular minimum success sets from the modular minimum break sets.

예를 들면, 제4처리부에서 계산된 [모듈화 최소성공집합]들은,For example, [modular minimum success sets] calculated in the fourth processing unit,

Figure 112011102327854-pat00010
식 (15.a)
Figure 112011102327854-pat00010
Equation (15.a)

그리고And

Figure 112011102327854-pat00011
식 (15.b)
Figure 112011102327854-pat00011
Formula (15.b)

이다. 위의 식 (15.a)와 (15.b)는 각각 식 (14.a)와 (14.b)로부터 계산된 [모듈화 최소성공집합]들이다.to be. Equations (15.a) and (15.b) above are [modular minimum success sets] calculated from equations (14.a) and (14.b), respectively.

기존 방법의 식 (11.a)와 (11.b)의 계산 복잡도와 본 발명의 식 (15.a)와 (15.b)의 계산 복잡도를 비교해 보면 본 발명의 연산 숫자가 훨씬 적고 최종식이 차지하는 메모리의 크기가 훨씬 작아짐을 알 수 있다.Comparing the computational complexity of equations (11.a) and (11.b) of the conventional method with the computational complexity of equations (15.a) and (15.b) of the present invention, the computational number of the present invention is much smaller and the final equation is You can see that the memory occupies much smaller.

상기 제5단계(S150)는 상기 제4단계(S140)에서 계산된 [모듈화 최소성공집합]들을 순차적으로 하나씩 선택하여 그 안의 독립모듈들을 상기 제2단계(S120)에서 계산된 독립모듈들의 최소성공집합으로 치환시켜 상기 하드디스크(30) 내의 메모리에 저장시키는 단계일 수 있다. The fifth step (S150) sequentially selects the [modular minimum success set] calculated in the fourth step (S140) one by one and the independent modules therein are the minimum success of the independent modules calculated in the second step (S120) It may be a step of replacing with a set to store in the memory in the hard disk (30).

예를 들면, 식 (15.a)와 (15.b)의 [모듈화 최소성공집합]들을 순차적으로 하나씩 선택하여 그 안의 독립모듈들을 식 (13)의 독립모듈의 최소성공집합으로 치환(/M1을 /C/D/E, /M2를 /F/H)하고, 독립모듈들 /M과 /M2가 없는 식 (16.a)와 (16.b)의 최소성공집합들을 하드디스크(30)에 저장한다.For example, select [Modular minimum success set] of equations (15.a) and (15.b) one by one and replace the independent modules therein with the minimum success set of independent modules of equation (13) (/ M1). / C / D / E, / M2 to / F / H) and the minimum success sets of equations (16.a) and (16.b) without independent modules / M and / M2 Store in

Figure 112011102327854-pat00012
식 (16.a)
Figure 112011102327854-pat00012
Formula (16.a)

그리고And

Figure 112011102327854-pat00013
식 (16.b)
Figure 112011102327854-pat00013
Formula (16.b)

최종 식 (11.a)와 (11.b)의 결과와 식 (16.a)와 (16.b)의 최소성공집합들이 동일함을 알 수 있다.It can be seen that the results of the final equations (11.a) and (11.b) and the minimum success sets of equations (16.a) and (16.b) are the same.

따라서, 본 발명은 우주왕복선이나 원전과 같이 수 많은 기기로 이루어진 대형 계통의 고장수목 분석의 경우 백만개 단위 이상의 최소단절집합들이 고장수목으로부터 계산된다. 이렇게 수 많은 최소단절집합들은 매우 큰 하드디스크 용량을 차지하고 이 대용량의 최소단절집합들을 메모리에서 다루어야 한다. 이들로부터 최소성공집합들을 계산하기 위해서 많은 불리안 연산이 필요하다.Therefore, in the present invention, in case of fault tree analysis of a large system composed of a large number of devices such as a space shuttle or a nuclear power plant, a minimum break set of more than one million units is calculated from the fault tree. Many of these minimal interruptions take up a very large amount of hard disk space and must be handled in memory. Many Boolean operations are needed to calculate the minimum success sets from them.

그러나, 본 발명의 고장수목의 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 연산 시스템을 이용하면 저용량의 [모듈화 최소단절집합]들을 메모리에서 계산하고, 저용량의 [모듈화 최소단절집합]들을 하드디스크에 저장한 후, 저용량의 [모듈화 최소단절집합]들로부터 아주 빠르게 저용량의 [모듈화 최소성공집합]들을 계산할 수 있다. However, when using the fast minimum success set calculation system using the independent module of the fault tree of the present invention, the low-capacity [modular minimum-break sets] are calculated in memory, and the low-capacity [modular minimum-break sets] are stored in the hard disk. Then, from the low capacity [modular minimum break sets], it is possible to calculate the low capacity [modular minimum success sets] very quickly.

본 발명의 시스템 처리과정을 통해 메모리 사용량, 불리안 대수 연산량이 매우 적고, 계산시간이 매우 짧아질 수 있다.Through the system processing of the present invention, the memory usage, the Boolean arithmetic calculation amount are very small, and the calculation time can be very short.

또한, [모듈화 최소성공집합]을 하나씩 순차적으로 선택하여 선택된 [모듈화 최소성공집합]이 가진 독립모듈들을 치환(/M1을 /C/D/E, /M2를 /F/H로 교체)하고 모듈없이 기기로만 이루어진 최소성공집합을 순차적으로 저장함으로써 최소성공집합들을 계산할 수 있다.In addition, select [Modular Minimal Success Set] one by one to replace the independent modules of the selected [Modular Minimal Success Set] (replace / M1 with / C / D / E and / M2 with / F / H). The minimum success sets can be calculated by sequentially storing the minimum success set consisting of only the device without using the device.

이상과 같이 본 발명에 따른 고장수목의 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 연산 시스템을 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
As described above, the high-speed minimum success set calculation system using the independent module of the fault tree according to the present invention has been described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed herein, and the present invention. Various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea.

20: 하드디스크 21: 고장수목
22: 메모리 30: 프로세서
31: 제1처리부 32: 제2처리부
33: 제3처리부 34: 제4처리부
35: 제5처리부 100: 시스템
20: Hard Disk 21: Failure Tree
22: memory 30: processor
31: first processing unit 32: second processing unit
33: third processor 34: fourth processor
35: fifth processing unit 100: system

Claims (7)

고장수목과 복수 개의 논리 게이트가 저장된 하드디스크; 및
상기 고장수목의 최소성공집합을 논리연산하도록 프로그래밍된 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는,
상기 하드디스크 내의 고장수목에서 OR 게이트 타입의 독립모듈을 계산하는 제1처리부;
상기 제1처리부로부터 추출된 독립모듈의 최소성공집합을 계산하는 제2처리부;
상기 고장수목으로부터 [모듈화 최소단절집합]을 계산하는 제3처리부;
상기 [모듈화 최소단절집합]에서 [모듈화 최소성공집합]을 계산하는 제4처리부; 및
각 [모듈화 최소성공집합]을 순차적으로 하나씩 선택하여 그 안의 독립모듈들을 제2처리부에서 계산된 독립모듈들의 최소성공집합으로 치환하고 상기 하드디스크 내에 저장시키는 제5처리부;
를 포함하는 고장수목 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 계산 시스템.
A hard disk storing a fault tree and a plurality of logic gates; And
A processor programmed to logically compute the minimum success set of the fault trees,
The processor comprising:
A first processor configured to calculate an independent module of an OR gate type from a fault tree in the hard disk;
A second processor configured to calculate a minimum success set of the independent modules extracted from the first processor;
A third processing unit for calculating the [modular least cut set] from the fault tree;
A fourth processor configured to calculate a modularized minimum success set from the modularized minimum break set; And
A fifth processing unit which sequentially selects each [modular minimum success set] one by one, replaces the independent modules therein with the minimum success set of independent modules calculated by the second processing unit, and stores them in the hard disk;
High speed minimum success set calculation system using a fault tree independent module including a.
하드디스크 내의 고장수목에서 OR 게이트 타입의 독립모듈들을 제1처리부에서 추출하는 제1단계;
드 모르간 법칙이 프로그래밍된 알고리즘을 이용하여 상기 제1단계에서 추출된 독립모듈들 각각의 최소성공집합을 제2처리부에서 계산하는 제2단계;
상기 고장수목으로부터 [모듈화 최소단절집합]을 제3처리부에서 계산하는 제3단계;
상기 [모듈화 최소단절집합]들로부터 [모듈화 최소성공집합]들을 제4처리부에서 계산하는 제4단계; 및
각 [모듈화 최소성공집합]을 순차적으로 하나씩 선택하여 그 안의 독립모듈들을 제2처리부에서 계산된 독립모듈들의 최소성공집합으로 치환하고 상기 하드디스크 내에 저장시키는 제5단계를 포함하는 고장수목 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 계산 방법.
Extracting, by a first processor, the independent modules of the OR gate type from the fault tree in the hard disk;
A second step of calculating, by a second processor, the minimum success set of each of the independent modules extracted in the first step by using an algorithm programmed by a de Morgan law;
A third step of calculating, by a third processing unit, a modularized minimum set of cuts from the fault tree;
A fourth step of calculating, by a fourth processor, the modular minimum success sets from the modular minimum break sets; And
A fault tree independent module including a fifth step of selecting each [modular minimum success set] one by one, replacing the independent modules therein with the minimum success set of independent modules calculated by the second processor, and storing the result in the hard disk; Fast minimum success set calculation method.
제2항에 있어서,
상기 제1단계는,
상기 고장수목에서 OR 게이트로 구성된 독립모듈인 M1=C+D+E, M2=F+H를 추출하는 단계인 것을 특징으로 하는 고장수목의 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 계산 방법.
The method of claim 2,
In the first step,
High speed minimum success set calculation method using the independent module of the failure tree, characterized in that the step of extracting the independent modules M1 = C + D + E, M2 = F + H consisting of the OR gate from the failure tree.
제2항에 있어서,
상기 제2단계는,
상기 제1단계의 결과값으로부터 독립모듈들의 최소성공집합을 아래의 식 (13)으로 계산하는 단계인 것을 특징으로 하는 고장수목의 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 계산 방법.
Figure 112011102327854-pat00014
식 (13)
여기서, /M 과 /M2는 드 모르간의 법칙이 적용되어 변환된 독립모듈들이며, C, D, E, F, H는 기본사건을 나타낸다.
The method of claim 2,
The second step comprises:
Computing the minimum success set of the independent modules from the result value of the first step by the following equation (13), characterized in that the high speed minimum success set calculation method using the independent module of the fault tree.
Figure 112011102327854-pat00014
Equation (13)
Here, / M and / M2 are independent modules converted by De Morgan's law, and C, D, E, F, and H represent basic events.
제2항에 있어서,
상기 제3단계는,
상기 고장수목으로부터 [모듈화 최소단절집합]들을 식 (14.a), 식 (14.b)를 통해 계산하는 단계인 것을 특징으로 하는 고장수목의 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 계산 방법.
S = AM1 + BM2 + ABI 식 (14.a)
S ~ AM1 + BM2 식 (14.b)
여기서, 식 (14.a)은 최소단절집합 절삭없이 식 (12)를 계산한 [모듈화 최소단절집합]을 나타내며, 식 (14.b)는 {ABI}를 절삭한 [모듈화 최소단절집합]들이다.
The method of claim 2,
In the third step,
The method of calculating the minimum minimum success set using the independent module of the fault tree, characterized in that the step of calculating the [modular minimum break set] from the fault tree through equation (14.a), (14.b).
S = AM 1 + BM 2 + ABI equation (14.a)
S to AM 1 + BM 2 equation (14.b)
Here, Equation (14.a) represents the [Modular Minimal Break Set] in which Equation (12) is calculated without the Minimal Cut Set, and Equation (14.b) is the [Modular Minimal Break Set] in which {ABI} is cut. .
제2항에 있어서,
상기 제4단계는,
상기 계산된 [모듈화 최소단절집합]들로부터 식 (15.a) 및 식 (15.b)를 이용하여 [모듈화 최소성공집합]들을 계산하는 단계인 것을 특징으로 하는 고장수목의 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 계산 방법.
Figure 112011102327854-pat00015
식 (15.a)
Figure 112011102327854-pat00016
식 (15.b)
The method of claim 2,
In the fourth step,
High speed using independent modules of fault trees, characterized in that the step of calculating the (modular minimum success set) using the equation (15.a) and equation (15.b) Of methods for calculating the minimum success set.
Figure 112011102327854-pat00015
Equation (15.a)
Figure 112011102327854-pat00016
Formula (15.b)
제2항에 있어서,
상기 제5단계는,
상기 제4단계에서 계산된 [모듈화 최소성공집합]들을 순차적으로 하나씩 선택하여 그 안의 독립모듈들을 상기 제2단계에서 계산된 독립모듈들의 최소성공집합으로 치환하고 상기 하드디스크 내의 메모리에 저장시키는 단계인 것을 특징으로 하는 고장수목의 독립모듈을 이용한 고속의 최소성공집합 계산 방법.
The method of claim 2,
In the fifth step,
Selecting the modular minimum success sets calculated in the fourth step one by one, replacing the independent modules therein with the minimum success sets of the independent modules calculated in the second step, and storing them in a memory in the hard disk; High speed minimum success set calculation method using the independent module of the fault tree.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101553893B1 (en) 2014-04-30 2015-09-17 한국원자력연구원 System for evaluating coverage of abnormal operating procedure in nuclear power plant and method thereof
KR101696433B1 (en) * 2015-10-28 2017-01-13 세종대학교산학협력단 Method for minimizing size of minimal cut sets by identifying independent modules and minimal cut set analyzer for executing the method
KR20190101710A (en) * 2018-02-23 2019-09-02 한국원자력연구원 Apparatus and method of calculating status of top event of fault tree having circular logic, computer readable medium recording program for executing the method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101061368B1 (en) 2009-04-16 2011-09-01 서강대학교산학협력단 Delta type I / O state space model recognition system and model recognition method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101061368B1 (en) 2009-04-16 2011-09-01 서강대학교산학협력단 Delta type I / O state space model recognition system and model recognition method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101553893B1 (en) 2014-04-30 2015-09-17 한국원자력연구원 System for evaluating coverage of abnormal operating procedure in nuclear power plant and method thereof
KR101696433B1 (en) * 2015-10-28 2017-01-13 세종대학교산학협력단 Method for minimizing size of minimal cut sets by identifying independent modules and minimal cut set analyzer for executing the method
KR20190101710A (en) * 2018-02-23 2019-09-02 한국원자력연구원 Apparatus and method of calculating status of top event of fault tree having circular logic, computer readable medium recording program for executing the method
KR102031964B1 (en) * 2018-02-23 2019-10-14 한국원자력연구원 Apparatus and method of calculating status of top event of fault tree having circular logic, computer readable medium recording program for executing the method

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