RU2508528C1 - Method of evaluating state of controlled object - Google Patents

Method of evaluating state of controlled object Download PDF

Info

Publication number
RU2508528C1
RU2508528C1 RU2012130708/28A RU2012130708A RU2508528C1 RU 2508528 C1 RU2508528 C1 RU 2508528C1 RU 2012130708/28 A RU2012130708/28 A RU 2012130708/28A RU 2012130708 A RU2012130708 A RU 2012130708A RU 2508528 C1 RU2508528 C1 RU 2508528C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
primary
controlled object
information
toe
transducers
Prior art date
Application number
RU2012130708/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012130708A (en
Inventor
Олег Германович Алексеев
Игорь Альфредович Борисенков
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2012130708/28A priority Critical patent/RU2508528C1/en
Publication of RU2012130708A publication Critical patent/RU2012130708A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2508528C1 publication Critical patent/RU2508528C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Alarm Systems (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method involves, before the effect of external physical factors, mounting threshold-type primary transducers in a housing in which the object is placed, said transducers being grouped according to each possible active physical factor; encoding the controlled object for subsequent identification thereof; setting up information communication channels with the primary transducers and a witness channel for controlling integrity of the information channels; after exposing the controlled object to external factors, determining integrity of the information channels; identifying the controlled object and from each primary transducer, picking up the recorded information and determining the hazard level and type of physical factor causing high hazard for the controlled object from the triggering/non-triggering of the corresponding primary transducer.
EFFECT: rapid and reliable determination of the hazard level of hazardous objects subjected to accidental exposures, needed for optimum scheduling and conducting rescue operations when rectifying consequences of accidents.
3 dwg

Description

Изобретение относится к способам оценки состояния контролируемого объекта, а именно к проектированию систем диагностики опасных объектов, подвергающихся аварийным воздействиям в процессе эксплуатации.The invention relates to methods for assessing the state of a controlled object, namely, the design of diagnostic systems for hazardous objects exposed to emergency impacts during operation.

Несмотря на значительные усилия в области повышения безопасности перевозки опасных объектов (ОО), по-прежнему достаточно высокой остается вероятность аварийных происшествий и прежде всего транспортных происшествий - железнодорожных и автомобильных.Despite significant efforts to increase the safety of transportation of hazardous objects (TO), the likelihood of accidents and, above all, transport accidents - railway and automobile - remains quite high.

Обеспечение гарантированной безопасности ОО в условиях транспортных происшествий является весьма дорогостоящей задачей и не всегда разрешимой. В настоящее время выполняется большой объем работ в области создания аварийностойких контейнеров, однако их массовое применение при транспортировке по причинам прежде всего экономического характера ограничено.Ensuring guaranteed TOE security in traffic accidents is a very expensive task and not always solvable. Currently, a large amount of work is being carried out in the field of creating accident-resistant containers, but their mass use during transportation for reasons of primarily economic nature is limited.

При этом и транспортирование ОО в защитных контейнерах полностью не исключает вероятности экстремального повышения опасности ОО после нерегламентированных воздействий (НВ), к которым относятся прежде всего термические (пожар) и механические (удар, падение, столкновение) воздействия.At the same time, the transportation of the TOE in protective containers does not completely exclude the possibility of an extreme increase in the danger of the TOE after unregulated impacts (NW), which primarily include thermal (fire) and mechanical (shock, fall, collision) impacts.

В связи с чем, для минимизации риска при обращении с 00, подвергшимся НВ, весьма актуальной становится задача своевременного и качественного диагностирования его (ОО) состояния с помощью специальных систем контроля.In this connection, in order to minimize the risk when handling 00 subjected to HB, the task of timely and high-quality diagnosis of its (OO) state with the help of special control systems becomes very urgent.

Такого рода системы, например, мобильные установки для рентгенографирования, переносные интегрированные видеосистемы и др., насколько нам известно, разработаны или разрабатываются как в США, так и в России.Such systems, for example, mobile X-ray systems, portable integrated video systems, etc., as far as we know, have been developed or are being developed both in the USA and in Russia.

Однако, несмотря на требования высокой мобильности спецформирований, оснащенными указанными выше установками, прибытие их к месту происшествия, как правило, занимает достаточно длительный промежуток времени, что может оказаться усугубляющим фактором повышения опасности ОО.However, despite the requirements for high mobility of special forces equipped with the above facilities, their arrival at the scene usually takes a fairly long period of time, which can be an aggravating factor in increasing the danger of TOE.

Вместе с тем, как показывает анализ происшествий, существует достаточно широкий диапазон ситуаций нерегламентированных воздействий, при которых ОО, транспортируемый даже не в аварийностойком контейнере, не претерпевает критических изменений.At the same time, as the analysis of incidents shows, there is a fairly wide range of situations of unregulated impacts in which the TOE, transported even not in an accident-resistant container, does not undergo critical changes.

А это означает, что возможно дальнейшее транспортирование ОО, подвергшегося нерегламентированным воздействиям, с места происшествия штатными средствами без привлечения аварийных формирований.This means that it is possible to further transport the TOE, which has undergone unregulated impacts, from the scene of the incident by regular means without involving emergency formations.

Естественно это возможно в случае получения оперативной и достоверной информации о фактическом состоянии ОО после нерегламентированных воздействий.Naturally, this is possible in the case of obtaining timely and reliable information about the actual state of the TOE after unregulated impacts.

Решение этой задачи может быть обеспечено встроенной системой экспресс-диагностики (СЭД) состояния ОО.The solution to this problem can be provided by the built-in express-diagnosis system (SED) of the state of the PA.

Решаемой технической задачей является разработка способа оценки состояния контролируемого объекта.The technical problem to be solved is the development of a method for assessing the state of a controlled object.

Достигаемым техническим результатом является оперативное и достоверное определение степени опасности ОО подвергшегося аварийным воздействиям, необходимое для оптимального планирования и проведения аварийно-спасательных мероприятий по устранению последствий аварий.The technical result achieved is the prompt and reliable determination of the degree of danger of the TOE subjected to accidental impacts, necessary for the optimal planning and conduct of rescue measures to eliminate the consequences of accidents.

Для достижения технического результата способ оценки состояния контролируемого объекта, характеризующийся тем, что предварительно до воздействия внешних физических факторов в корпусе с расположенным в нем объектом, устанавливают сгруппированные по каждому из возможных воздействующих физических факторов первичные преобразователи порогового типа, которые ранжируют по степени опасности контролируемого объекта, при этом места установки первичных преобразователей и их порог срабатывания определяют заранее с учетом трансформации физического воздействия от места установки первичного преобразователя к характерной зоне контролируемого объекта, после чего осуществляют кодирование контролируемого объекта для последующей его идентификации, организуют информационные каналы связи с первичными преобразователями и канал - свидетель для контроля целостности информационных каналов, после воздействия физических факторов на контролируемый объект определяют целостность информационных каналов, после чего осуществляют идентификацию контролируемого объекта и с каждого первичного преобразователя производят съем зарегистрированной информации, по факту срабатывания/несрабатывания соответствующего первичного преобразователя определяют уровень опасности и вид физического фактора, обусловившего повышение опасности контролируемого объекта.To achieve a technical result, a method for assessing the state of a controlled object, characterized in that prior to exposure to external physical factors in a building with an object located in it, threshold-type primary transducers grouped for each of the possible physical factors that rank according to the degree of danger of the controlled object are installed, wherein the installation locations of the primary converters and their response threshold is determined in advance, taking into account the transformation of physical impact from the installation site of the primary converter to the characteristic zone of the monitored object, after which the coding of the monitored object is carried out for its subsequent identification, information channels of communication with the primary converters and a witness channel for monitoring the integrity of the information channels are organized, after the influence of physical factors on the monitored object, the integrity is determined information channels, after which the controlled object is identified and from each of the primary converter, the registered information is taken out, upon the actuation / failure of the corresponding primary converter, the hazard level and the type of physical factor determining the increased danger of the controlled object are determined.

Учитывая, что процесс изменения степени опасности ОО в условиях нерегламентированных воздействий, как правило, имеет ступенчатый, а не непрерывный характер, предлагается построение датчиковой системы по пороговому принципу, т.е. регистрируется значение (уровень) физического фактора воздействия соответствующее переходу ОО из одного состояния (безопасное) в другое (опасное), что позволяет получать информацию о степени опасности ОО и принимать соответствующим должностным лицам непосредственно на месте происшествия необходимые решения о порядке обращения с ОО после НВ.Considering that the process of changing the degree of hazard of the TOE under the conditions of unregulated impacts, as a rule, has a stepwise rather than a continuous character, it is proposed to build a sensor system according to the threshold principle, i.e. the value (level) of the physical impact factor is recorded corresponding to the transition of the TOE from one state (safe) to another (dangerous), which allows you to obtain information about the degree of danger of the TOE and make the appropriate officials directly at the scene of the incident the necessary decisions on the treatment of the TOE after the HB.

При этом предполагается регистрация порогов, соответствующих:In this case, it is supposed to register thresholds corresponding to:

первый - нерегламентированные воздействия превысили уровень сохранения работоспособности ОО, но не достигли опасного уровня;first, unregulated impacts exceeded the level of maintaining the health of the TOE, but did not reach a dangerous level;

второй и т.д. - нерегламентированные воздействия превысили критериальные значения на ОО, соответствующие переходу ОО в первое состояние опасности и т.д.second etc. - unregulated impacts exceeded the criteria for the TOE, corresponding to the transition of the TOE to the first hazard state, etc.

Очевидно, что в условиях НВ возможна реализация ряда ситуаций:Obviously, in the conditions of HB, a number of situations are possible:

- первая, вторая - когда уровень воздействий не превысил соответственно первого или второго порога. В этом случае ОО неопасен и с ним допускается по сути штатное обращение;- first, second - when the level of impacts did not exceed, respectively, the first or second threshold. In this case, the PA is non-hazardous and staffing is essentially allowed with it;

- третья ситуация и далее, когда превышен второй порог и следующие. ОО опасен и дальнейшее обращение производится по соответствующим правилам.- the third situation and further, when the second threshold and the following are exceeded. The PA is dangerous and further treatment is done according to the relevant rules.

Такого рода объективная информация, дополняющая полученную визуальным контролем, в способе оценки состояния контролируемого объекта может быть обеспечена встроенной в «защитный контейнер - ОО» датчиковой системой экспресс-оценки (СЭО) состояния ОО. Основной особенностью этой системы является формирование ею в короткий промежуток времени и непосредственно на месте происшествия конечного результата, характеризующего факт возможного перехода ОО из одного состояния (безопасного) в другое (опасное). Для этого датчиковая система изначально, при установке в защитный контейнер - ОО, должна быть настроена на регистрацию соответствующих уровней физических факторов НВ, достижение которых характеризует изменение состояния опасности ОО. При этом первичным преобразователям датчиковой системы (для исключения встроенного блока хранения информации) предполагается придание свойства памяти, т.е. запоминания зарегистрированной информации. Необходимым и определяющим условием получения достоверной информации с помощью датчиковой системы порогового типа является методический аппарат определения мест установки первичных преобразователей, назначения пороговых уровней их срабатывания в зависимости от зон их размещения в системе «транспортное средство (ТС) - защитный контейнер (ЗК) - ОО» (ТС-ЗК-ОО), а также наличие количественных и качественных критериев перехода OO в опасное состояние по каждому из физических факторов НВ.This kind of objective information, in addition to the obtained visual inspection, in the method of assessing the state of a controlled object can be provided by a sensor-based express assessment system (SEA) of the state of the TOE built into the “protective container - OO”. The main feature of this system is its formation in a short period of time and directly at the scene of the incident the final result characterizing the fact of a possible transition of the TOE from one state (safe) to another (dangerous). To do this, the sensor system, initially, when installed in a protective container - TOE, should be configured to record the corresponding levels of physical factors of HB, the achievement of which characterizes the change in the hazard state of the TOE. In this case, the primary converters of the sensor system (to exclude the built-in information storage unit) are supposed to give a memory property, i.e. storing registered information. A necessary and determining condition for obtaining reliable information using a threshold-type sensor system is the methodological apparatus for determining the installation locations of primary converters, assigning threshold levels for their operation depending on the areas of their placement in the system “vehicle (TS) - protective container (LC) - OO” (TS-ZK-OO), as well as the availability of quantitative and qualitative criteria for the transition of OO to a dangerous state for each of the physical factors of HB.

Многообразие конструктивно-компоновочных схем ОО, контейнера, критериев опасности, моделей аварийных ситуаций, то есть всего того, что определяет параметры первичных преобразователей, а собственно и облик СЭО в целом, предопределили необходимость широкого использования компьютерного моделирования реакции системы: "OO-контейнер" при нерегламентированных термомеханических воздействиях. Современные двух- и трех-мерные численные методы математического моделирования, основу которых составляют двух-трехмерные методики расчета динамических задач нестационарного взаимодействия и упруго-пластического деформирования конструкций в переменных Лагранжа, Эйлера; комплекс программ для описания процесса макроконвективного, радиационного и молекулярного теплообмена в многомерных областях, с учетом эффектов рассеивания, фазовых переходов, подвижности внешней границы, меняющейся геометрии объектов, позволяют симитировать разнообразные условия внешних воздействий и определить сколь-угодно детально реакцию элементов системы: "ОО-контейнер" на соответствующее воздействие. Это, в свою очередь, позволяет проследить трансформацию физического параметра, определяющего изменение состояния ОО (температура, перегрузка и т.п.) из практически любой зоны контейнера, ОО до характерного элемента ОО, то есть определить вид передаточной функции от места возможной установки первичного преобразователя СЭО к элементу ОО, для которого заданы соответствующие критериальные требования, определяющие переход ОО в контролируемое состояние опасности.The variety of structural and layout schemes of the TO, container, hazard criteria, emergency models, that is, everything that determines the parameters of the primary transducers, and actually the appearance of the SEA as a whole, predetermined the need for widespread use of computer simulation of the reaction of the system: “OO container” for unregulated thermomechanical influences. Modern two- and three-dimensional numerical methods of mathematical modeling, the basis of which are two-three-dimensional methods for calculating the dynamic problems of unsteady interaction and elastic-plastic deformation of structures in the variables of Lagrange, Euler; A set of programs for describing the process of macroconvective, radiation, and molecular heat transfer in multidimensional areas, taking into account the effects of scattering, phase transitions, mobility of the external boundary, and changing geometry of objects, allows us to simulate various conditions of external influences and determine how the system elements react in any detail: container "for the appropriate impact. This, in turn, allows us to trace the transformation of the physical parameter that determines the change in the state of the TOE (temperature, overload, etc.) from almost any zone of the container, the TOE to the characteristic element of the TOE, that is, to determine the type of transfer function from the place of the possible installation of the primary converter SEA to the TOE element, for which the corresponding criteria requirements are defined that determine the transition of the TOE to a controlled hazard state.

Таким образом, перенося основную тяжесть проектирования СЭО на методы компьютерного моделирования, по сути "наполняя интеллектом" достаточно простые первичные преобразователи, удается решить задачу создания замкнутой (с точки зрения получения непосредственно на месте происшествия оперативной информации о степени опасности ОО после НВ) системы экспресс-оценки состояния ОО. В условиях аварийных происшествий к каковым относятся и термические воздействия (пожар), может затрудняться процесс идентификации ОО, в связи с чем актуальным становится вопрос обеспечения в любых условиях аварийных воздействий определения необходимой (например, тип ОО, его заводской номер и т.п.) служебной информации. Это обусловливает целесообразность введения в способ оценки состояния контролируемого объекта операций кодирования и идентификации ОО. Конструктивно это реализуется посредством введения в состав СЭО специального устройства - блока кода и идентификации. Используя универсальный физический принцип работы соответствующих первичных преобразователей СЭО, действующий практически для всего диапазона возможных изменений параметров внешних нерегламентированных воздействий, можно создать типоряды первичных преобразователей с различными порогами срабатываний, обеспечивающие решение задачи разработки СЭО для любой системы ОО-ЗК. Естественно, наиболее предпочтительным, с точки зрения упрощения задачи обеспечения строгого соответствия порогов срабатывания первичных преобразователей группам критериев на ОО, характеризующих переход ОО в одно из контролируемых состояний, является вариант размещения встроенных элементов СЭО на элементах ОО.Thus, transferring the main burden of designing SEA to computer simulation methods, essentially “filling with intellect” fairly simple primary transducers, it is possible to solve the problem of creating a closed (from the point of view of obtaining on-the-spot operational information about the degree of danger of the TO after the HB) of the express assessment of the state of the TOE. In emergency situations, which include thermal influences (fire), the process of identifying the TOE can be hindered, and therefore the issue of providing the necessary definition in any emergency conditions becomes urgent (for example, the type of TOE, its serial number, etc.) service information. This makes it expedient to introduce coding and OO identification operations into the method for assessing the state of a controlled object. Structurally, this is realized by introducing a special device into the SEA - a code block and identification. Using the universal physical principle of operation of the corresponding primary SEA converters, which is valid for almost the entire range of possible changes in the parameters of external unregulated influences, it is possible to create standard series of primary converters with different thresholds of operation that provide a solution to the problem of developing SEA for any OO-ZK system. Naturally, the most preferable, from the point of view of simplifying the task of ensuring strict correspondence of the thresholds of the primary converters to the criteria groups for the TOE, characterizing the transition of the TOE to one of the controlled states, is the option of placing the built-in elements of the SEA on the TOE elements.

Однако это не всегда возможно и в этих случаях в качестве наиболее информативных (облегчающих решение нахождения надежных корреляционных зависимостей) могут быть:However, this is not always possible and in these cases, the most informative (facilitating the decision to find reliable correlation dependencies) may be:

- для термодатчиков - элементы крепления ("термические мосты") ОО в контейнере, внешняя поверхность корпуса, днища ОО;- for temperature sensors - fasteners ("thermal bridges") of the TO in the container, the outer surface of the body, the bottom of the TO;

- для датчиков ударного импульса - силовые элементы крепления ОО в контейнере, обладающие наибольшей жесткостью, а также выше упомянутые зоны днища ОО.- for shock impulse sensors - power elements of the OO fastening in the container with the greatest rigidity, as well as the above-mentioned zones of the OO bottom.

Следует отметить, что в этом случае существенно (из-за сложности расчетных моделей реальных конструкций, многомерности и нелинейности решаемых задач) осложняется определение передаточных функций для пересчета критериальных параметров, определяющих состояние ОО после нерегламентированных воздействий к местам установки первичных преобразователей.It should be noted that in this case, significantly (due to the complexity of the computational models of real structures, the multidimensionality and nonlinearity of the tasks to be solved), the determination of the transfer functions for the recalculation of the criterion parameters determining the state of the TO after the unregulated actions to the installation sites of the primary converters is complicated.

Заявленный способ реализуется устройством, представленным на фиг.1.The claimed method is implemented by the device shown in Fig.1.

На фиг.1 представлен базовый состав СЭО, включающий встроенные внутрь защитного контейнера 1 с ОО 2 первичные преобразователи (датчики порогового типа) температуры 4, ударного импульса 6, блок кода и идентификации 5, конструктивно совмещенный с переходными устройствами (соединителями) 3, информационные каналы связи 7, канал-свидетель 10, пульт опроса 8, ПЭВМ 9, интерфейс связи с ПЭВМ 11. Цифрами 12, 13 обозначены места возможной установки первичных преобразователей 4, 6 СЭО.Figure 1 shows the basic composition of the SEA, including primary transducers (threshold type sensors) of temperature 4, shock pulse 6, a code and identification unit 5, structurally combined with transition devices (connectors) 3, built-in inside the protective container 1 with OO 2, information channels communications 7, witness channel 10, interrogation console 8, personal computer 9, communication interface with personal computer 11. The numbers 12, 13 indicate the places for possible installation of primary converters 4, 6 of the SEA.

Пульт опроса 8 предназначен для оперативного получения в световом и звуковом виде информации об изменении состояния опасности ОО 2 после аварийных воздействий, а также для контроля исходных состояний, регистрации, обработки и хранения информации о срабатывании (несрабатывании) каждого из первичных преобразователей 4. 6, вида воздействия и данных, необходимых для идентификации ОО. Полученная информация, при необходимости, может быть передана по интерфейсу 11 на ПЭВМ 9 для последующей обработки. Причем по идентификационному номеру, записанному в блоке кода и идентификации 5. полученная информация приводится в соответствие (по заданным протоколам) номерам, типам конкретных первичных преобразователей, а также восстанавливается необходимая служебная информация собственно об ОО 2.The polling console 8 is designed to promptly receive information in light and sound form on the change in the hazard status of OO 2 after emergency actions, as well as to monitor the initial conditions, register, process and store information about the operation (failure) of each of the primary converters 4. 6, type exposure and data needed to identify the TOE. The information obtained, if necessary, can be transmitted via interface 11 to the PC 9 for subsequent processing. Moreover, by the identification number recorded in the code and identification block 5. The received information is brought into correspondence (according to the specified protocols) to the numbers, types of specific primary converters, and the necessary service information is actually restored about OO 2 itself.

Размещение блока кода и идентификации (БКИ) 5 внутри объема OO 2 существенно упрощает эксплуатацию СЭО, прежде всего при использовании защитных контейнеров 1 в виде повторно используемых контейнеров. В этом случае информация, занесенная в блоке кода, не требует перекодировки, т.к. в повторно используемый контейнер 1 устанавливается ОО 2 со своим индивидуальным блоком кода.Placing the code and identification block (BKI) 5 inside the OO 2 volume significantly simplifies the operation of the SEA, especially when using protective containers 1 in the form of reusable containers. In this case, the information entered in the code block does not require re-encoding, because In reusable container 1, OO 2 is installed with its individual code block.

Блок кода и идентификации 5 должен размещаться в зоне контейнера, легкодоступной для его замены при повторном использовании контейнера для транспортирования другого ОО. Рациональным является вариант конструктивного совмещения БКИ с переходными устройствами (соединителями) 3, размещаемыми на корпусе защитного контейнера 1 и предназначенными для вывода информационных каналов 7 СЭО, а также стыковки с пультом опроса 8 СЭО для съема зарегистрированной информации.The code and identification block 5 should be located in the container area, easily accessible for replacement when the container is reused for transporting another TOE. Rational is the option of constructively combining the BKI with transition devices (connectors) 3 placed on the body of the protective container 1 and designed to output information channels 7 of the SEA, as well as docking with the survey panel 8 of the SEA to capture the recorded information.

Известно, что эксплуатацию систем контроля и конструкцию их основных элементов существенно осложняет требование проверок наличия исходных состояний первичных преобразователей и их информационных каналов. В последнее время в отечественных и зарубежных системах все шире внедряется беспроверочная (в течение всего срока службы) система первичных преобразователей.It is known that the operation of control systems and the design of their basic elements significantly complicates the requirement of checks for the presence of initial conditions of primary converters and their information channels. Recently, unchecked (throughout the entire service life) system of primary converters is increasingly being introduced in domestic and foreign systems.

В нашем случае серьезное упрощение аппаратной реализации и эксплуатации способа оценки состояния контролируемого объекта достигается введением в способ операции косвенной оценки целостности (работоспособности) информационных каналов по факту сохранения работоспособности специально организованного канала - свидетеля.In our case, a serious simplification of the hardware implementation and operation of the method for assessing the state of a controlled object is achieved by introducing into the operation method an indirect assessment of the integrity (operability) of information channels upon the fact of maintaining the operability of a specially organized witness channel.

Для обеспечения универсальности (унификации) применения СЭО для любых контролируемых систем ТС-ЗК-ОО информационные каналы изначально маркируют по каждому из видов физических воздействий и порогу срабатывания, обеспечивая тем самым однозначность интерпретации фактов срабатывания первичных преобразователей и состояния опасности контролируемого ОО, а также его идентификации.To ensure the universality (unification) of the application of SEA for any controlled systems TS-ZK-OO, information channels are initially marked for each type of physical impact and threshold, thereby ensuring the unambiguous interpretation of the facts of operation of the primary converters and the hazard state of the controlled TOE, as well as its identification .

Базовая СЭО может дополняться первичными преобразователями иных физических величин (давления, скорости, перемещения и др.).Basic SEA can be supplemented by primary converters of other physical quantities (pressure, speed, displacement, etc.).

Алгоритм реализации способа оценки состояния контролируемого объекта выглядит следующим образом.The algorithm for implementing the method for assessing the state of a controlled object is as follows.

По результатам предварительного анализа конструктивно-компоновочной схемы и особенностей (с точки зрения изменения опасности при термомеханических воздействиях) контролируемого опасного объекта определяются рациональные места установки первичных преобразователей 4, 6 СЭО, их количество и число порогов, характеризующих изменение степени опасности ОО, нормируемое соответствующими группами критериев по каждому из видов внешних воздействий, (температура, ударный импульс и т.д.). При этом количество первичных преобразователей СЭО, ранжированных по степени опасности ОО для каждого из видов нерегламентированных воздействий, выбирается равным или превышающим число порогов. Конкретные значения порогов срабатывания ПП СЭО, строго коррелированные с критериальными уровнями, характеризующими опасность ОО, определяют, анализируя процесс трансформации соответствующего вида внешнего воздействия от места возможной установки ПП к зоне ОО, к которой приведены указанные выше критериальные требования. В большинстве случаев из-за сильной нелинейности процессов распространения механических возмущений (например, эффектов пластической деформации, разрушения и т.д.) или термических (появление внутренних источников тепловыделения, фазовых превращений и т.п.) аналитический способ определения затруднен и передаточная функция находится посредством анализа результатов компьютерного моделирования соответствующих процессов аварийного нагружения. По результатам этого анализа определяют передаточные функции, позволяющие выбирать требуемые пороги срабатывания ПП, соответствующие контролируемым состояниям опасности ОО.According to the results of a preliminary analysis of the design and layout scheme and the features (from the point of view of the change in danger due to thermomechanical influences) of the controlled hazardous object, rational installation locations of primary converters 4, 6 SEO, their number and the number of thresholds characterizing the change in the degree of hazard of the TOE, normalized by the corresponding groups of criteria for each of the types of external influences, (temperature, shock pulse, etc.). Moreover, the number of primary SEA converters, ranked according to the degree of hazard of the TO for each of the types of unregulated impacts, is chosen to be equal to or greater than the number of thresholds. The specific values of the thresholds for the operation of the SEA SP, strictly correlated with the criterion levels characterizing the hazard of the TOE, are determined by analyzing the process of transformation of the corresponding type of external influence from the place of the possible installation of the PP to the TOE zone, to which the above criteria requirements are given. In most cases, due to the strong nonlinearity of the processes of propagation of mechanical disturbances (for example, effects of plastic deformation, fracture, etc.) or thermal (the appearance of internal sources of heat, phase transformations, etc.), an analytical method for determining is difficult and the transfer function is by analyzing the results of computer simulations of the corresponding emergency loading processes. According to the results of this analysis, transfer functions are determined that allow you to select the required thresholds for the activation of the software, corresponding to the monitored hazard states of the TOE.

На фигурах 2 и 3 в графическом виде представлены зависимости хода температур и перегрузок во времени для зон возможной установки ПП температуры, ударного импульса и характерных зон ОО, определяющих изменение степени опасности ОО, полученные в результате расчетов по упомянутым ранее двух-, трех-мерным пакетам прикладных программ. Расчеты проводились для гипотетической системы «опасный объект - защитный контейнер», представленной на фиг.1. На фиг.2 представлены результаты расчетов реакции элементов ОО на пожар МАГАТЭ (действующая на ОО температура, Т=600°С, длительность воздействия, τ=60 мин). Кривая хода температуры в характерной зоне 00 на фиг.2 представлена штрих-пунктиром, кривая хода температуры в зоне 1 возможной установки НИ (см. фиг.1) представлена сплошной линией, кривая хода температуры в зоне 2 возможной установки ПП (см. фиг.1) представлена пунктирной линией, при этом значения температур, соответствующие критериальным уровням выделены черточкой над условным обозначением - T ¯

Figure 00000001
.Figures 2 and 3 graphically present the time dependences of temperatures and overloads for zones of possible installation of temperature PP, shock pulse and characteristic zones of the TO, which determine the change in the degree of hazard of the TO, obtained as a result of calculations for the above-mentioned two-, three-dimensional packages application programs. The calculations were carried out for the hypothetical system "hazardous object - protective container", presented in figure 1. Figure 2 presents the results of calculations of the reaction of OO elements to an IAEA fire (temperature acting on the OO, T = 600 ° C, exposure duration, τ = 60 min). The temperature curve in characteristic zone 00 in FIG. 2 is represented by a dashed line, the temperature curve in zone 1 of a possible NI installation (see FIG. 1) is represented by a solid line, and the temperature curve in zone 2 of a possible PP installation (see FIG. 1) is represented by a dashed line, while the temperature values corresponding to the criteria levels are highlighted by a dash over the symbol - T ¯
Figure 00000001
.

На фиг.3 приведены кривые хода перегрузок в характерных зонах для случая осесимметричного падениия ОО на бетонную преграду (например, при выполнении погрузо-разгрузочных работ) с высоты 9 м донной зоной. Кривая хода перегрузок в характерной зоне ОО на фиг.3 представлена шрих-пунктиром, кривая хода перегрузок в зоне 1 возможной установки ПП (см. фиг.1) представлена сплошной линией, кривая хода перегрузок в зоне 2 возможной установки ПП (см. фиг..1) представлена пунктирной линией. Из-за близости кривых на графиках не показаны значения перегрузок в зонах 1 и 2 возможной установки ПП, соответствующие критериальным уровням ОО.Figure 3 shows the curves of the course of overloads in characteristic zones for the case of an axisymmetric drop of TO on a concrete barrier (for example, when loading and unloading) from a height of 9 m in the bottom zone. The overload curve in the characteristic OO zone in Fig. 3 is shown by a dash-dotted line, the overload curve in the zone 1 of the possible PP installation (see Fig. 1) is represented by a solid line, the overload curve in the zone 2 of the possible PP installation (see Fig. .1) is represented by a dashed line. Due to the proximity of the curves, the graphs do not show the overloads in zones 1 and 2 of the possible installation of the software, corresponding to the criterion levels of the TO.

Здесь следует отметить, что для ситуаций, когда процесс трансформации от мест установки ПП к характерной зоне ОО носит линейных характер передаточная функция может быть найдена аналитическим способом. Анализ полученных графических зависимостей показывает:It should be noted here that for situations when the process of transformation from the installation site of the PP to the characteristic zone of the TO is linear, the transfer function can be found analytically. Analysis of the obtained graphical dependencies shows:

- как для термических, так и механических нерегламентированных воздействий изменения температуры и перегрузок в зоне 12 возможной установки первичных преобразователей СЭО имеют характер, подобный изменениям аналогичных параметров в характерной зоне 00. Это позволяет сделать вывод о том, что в качестве передаточной функции, описывающей процесс трансформации соответствующего параметра (температуры, перегрузки) от зоны 12 к характерной зоне ОО может быть выбрана функция равная константе;- for both thermal and mechanical unregulated effects, changes in temperature and overloads in zone 12 of the possible installation of primary SEA converters have a character similar to changes in similar parameters in characteristic zone 00. This allows us to conclude that as a transfer function describing the transformation process the corresponding parameter (temperature, overload) from zone 12 to the characteristic OO zone, a function equal to a constant can be selected;

- характер хода температуры и перегрузки в зоне 13 возможной установки первичных преобразователей СЭО отличается от хода температуры и перегрузки в характерной зоне ОО, то есть не соблюдается его подобие, а передаточная функция в этом случае может носить существенно более сложный вид и не гарантируется однозначная интерпретация полученных с помощью СЭО результатов;- the nature of the temperature and overload behavior in zone 13 of the possible installation of primary SEA converters differs from the temperature and overload behavior in the characteristic OO zone, that is, its similarity is not observed, and the transfer function in this case can be much more complicated and an unambiguous interpretation of the received results is not guaranteed using SEA results;

- таким образом можно сделать вывод о целесообразности выбора в качестве рациональной для установки ПП СЭО именно зоны 12;- thus, it can be concluded that it is advisable to choose precisely zone 12 as the rational choice for installing SEA SE;

- для определения конкретного значения передаточной функции (как выше уже отмечалось имеющей вид константы) для каждого порогового уровня (i) изменения состояния опасности ОО по каждому из видов воздействия находятся отношения значений, реализующихся в сходственные моменты времени в месте возможной установке ПП, температур (Ti) или перегрузок (Gi) к соответствующему критериальному уровню ( T к р i G к р i )

Figure 00000002
;- to determine the specific value of the transfer function (as already noted, having the form of a constant) for each threshold level (i) of a change in the hazard state of the TOE for each type of exposure, the ratios of values that are realized at similar points in time at the place of the possible installation of PP, temperatures (T i ) or congestion (G i ) to the appropriate criteria level ( T to R i G to R i )
Figure 00000002
;

- учитывая то, что в аварийных ситуациях могут быть реализованы различные виды (j) термомеханических нагружений (для термических - различные виды пожаров; для механических - различные, например, ориентации ОО относительно нагружающей преграды или различные типы преград), определяются указанные выше отношения N i = T j i / T к р i

Figure 00000003
, P i = G i j / G к р i
Figure 00000004
для каждого из видов НВ - j;- taking into account the fact that in emergency situations different types of (j) thermomechanical loads can be realized (for thermal, different types of fires; for mechanical, different, for example, the orientation of the TO relative to the loading barrier or various types of obstacles), the above relations are determined N i = T j i / T to R i
Figure 00000003
, P i = G i j / G to R i
Figure 00000004
for each type of HB - j;

- значения передаточных функций для каждого порогового уровня изменения состояния опасности ОО по каждому из видов НВ определяется как:- the values of the transfer functions for each threshold level of change in the hazard status of the TOE for each of the types of HB is defined as:

N i = min j T j i / T к р i

Figure 00000005
; P i = min j G j i / G к р i
Figure 00000006
; N i = min j T j i / T to R i
Figure 00000005
; P i = min j G j i / G to R i
Figure 00000006
;

- окончательные значения порогов срабатывания ПП по каждому из видов НВ ( T п о р o , G п о р i )

Figure 00000007
находятся как:- the final values of the thresholds for the activation of PP for each type of HB ( T P about R o , G P about R i )
Figure 00000007
are like:

T п о р i = N i T к р i

Figure 00000008
; G п о р i = P i G к р i
Figure 00000009
T P about R i = N i T to R i
Figure 00000008
; G P about R i = P i G to R i
Figure 00000009

Перед монтажом СЭО в ОО в блок кода и идентификации 5 записывается условный номер (код), по которому в дальнейшем может быть идентифицирован аварийный ОО и получен весь необходимый объем дополнительной информации об ОО. Для получения зарегистрированной ПП 4,6 СЭО информации, от каждого из ПП организуют информационные (термоударостойкие) каналы 7 с выводом их на переходное устройство (соединитель) 3. При этом, в интересах унификации СЭО информационные каналы изначально маркируют по каждому из видов физических воздействий и порогу срабатывания, обеспечивая тем самым однозначность интерпретации фактов срабатывания первичных преобразователей и состояния опасности контролируемого ОО, а также его идентификации.Before installing the SEA in the TO, the conditional number (code) is written in the code and identification block 5, by which the emergency TOE can be identified in the future and all the necessary amount of additional information about the TOE can be obtained. In order to obtain registered SEA 4.6 information, information (heat-shock-resistant) channels 7 are organized from each of the PPs with their output to a transition device (connector) 3. Moreover, in the interests of unifying SEA, information channels are initially marked for each type of physical impact and the threshold of operation, thereby ensuring the unambiguous interpretation of the facts of the operation of the primary converters and the hazard status of the controlled TOE, as well as its identification.

Для упрощения эксплуатации СЭО (исключения операции контроля наличия исходных состояний в каждом ПП) контроль исходных обеспечивается посредством контроля специально организуемого канала -свидетеля, аналогичного по исполнению информационным каналам и проходящего через каждый из ПП СЭО. Это позволяет по факту сохранения целостности канала-свидетеля судить о работоспособности каждого из ПП.To simplify the operation of SEA (excluding the operation to control the presence of initial conditions in each software), the control of the source is ensured by monitoring a specially organized witness channel, similar in execution to information channels and passing through each of the software for SEA. This allows judging by the fact of maintaining the integrity of the witness channel the operability of each of the software.

После монтажа СЭО в ОО с помощью пульта опроса 8 контролируются исходные (несработанные) состояния каждого первичного преобразователя и правильность записанного в блоке кода и идентификации условного номера СЭО. В случае положительного результата на панели пульта опроса загорается световой индикатор "Норма", а на цифровом табло высвечивается условный номер (код), записанный в блоке кода и идентификации.After installing the SEA in the OO using the survey console 8, the initial (unworked) states of each primary converter and the correctness of the code recorded in the block and the identification of the conditional number of the SEA are monitored. In case of a positive result, the “Norma” indicator light on the panel of the polling console lights up, and on the digital board the conditional number (code) is displayed, recorded in the code and identification block.

СЭО подготовлена к работе.SEA is prepared for work.

В случае состоявшихся нерегламентированных воздействий, после проведения необходимых работ, в том числе и по организации доступа к переходным устройствам (соединитель), с помощью пульта производится опрос СЭО. При этом вначале контролируется состояние канала-свидетеля. В случае, если сохранена целостность канала-свидетеля, что регистрируется по факту прохождения по нему электрического (оптического) импульса, фиксируются текущие состояния первичных преобразователей и опрашивается блок кода и идентификации.In the event of unregulated impacts, after carrying out the necessary work, including organizing access to the transitional devices (connector), using the remote control, a survey of SEA is performed. At the same time, the state of the witness channel is monitored first. If the integrity of the witness channel is preserved, which is recorded upon the passage of an electric (optical) pulse through it, the current states of the primary converters are recorded and the code and identification block is interrogated.

В зависимости от состояния первичных преобразователей на табло пульта опроса высвечиваются: номер СЭО и соответствующие индикаторы "БЕЗОПАСНО", "ОПАСНО", "ЗАПРЕТ", которые характеризуют безопасность (опасность и ее уровень). Дополнительно получают информацию о виде физического фактора, обусловившего повышение опасности OO. Этой информации достаточно для принятия решения о порядке и последовательности последующих действий с изделием, подвергшимся нерегламентированным воздействиям.Depending on the state of the primary converters, the following information is displayed on the panel of the polling station: SEA number and the corresponding indicators "SAFETY", "DANGER", "PROHIBITION" that characterize safety (danger and its level). Additionally, information is obtained on the type of physical factor that caused the increased risk of OO. This information is sufficient to make a decision on the procedure and sequence of subsequent actions with the product that has undergone unregulated impacts.

Дополнительная информация, каковой является результат опроса состояния каждого из первичных преобразователей, заносится в память пульта опроса и по запросу выдается на внешние устройства, одновременно выдается также дополнительная информация об ОО.Additional information, which is the result of polling the status of each of the primary converters, is entered into the memory of the polling console and, upon request, is issued to external devices, while additional information about the TOE is also issued.

После отстыковки от опрашиваемой СЭО пульт опроса готов к работе с последующим ОО.After undocking from the interviewed SEA, the survey console is ready for operation with the subsequent TOE.

Предлагаемый способ и система его реализующая прошли успешную экспериментальную апробацию.The proposed method and its implementing system have passed successful experimental testing.

Подготовлена вся необходимая документация для их серийного производства.All the necessary documentation for their serial production has been prepared.

Claims (1)

Способ оценки состояния контролируемого объекта, характеризующийся тем, что предварительно до воздействия внешних физических факторов в корпусе с расположенным в нем объектом устанавливают сгруппированные по каждому из возможных воздействующих физических факторов первичные преобразователи порогового типа, которые ранжируют по степени опасности контролируемого объекта, при этом места установки первичных преобразователей и их порог срабатывания определяют заранее с учетом трансформации физического воздействия от места установки первичного преобразователя к характерной зоне контролируемого объекта, после чего осуществляют кодирование контролируемого объекта для последующей его идентификации, организуют информационные каналы связи с первичными преобразователями и канал - свидетель для контроля целостности информационных каналов, после воздействия физических факторов на контролируемый объект определяют целостность информационных каналов, после чего осуществляют идентификацию контролируемого объекта и с каждого первичного преобразователя производят съем зарегистрированной информации, по факту срабатывания/несрабатывания соответствующего первичного преобразователя определяют уровень опасности и вид физического фактора, обусловившего повышение опасности контролируемого объекта. A method for assessing the state of a controlled object, characterized in that prior to exposure to external physical factors in the housing with an object located in it, threshold-type primary converters are grouped for each of the possible physical factors that rank according to the degree of danger of the controlled object, with the primary installation location transducers and their response threshold is determined in advance, taking into account the transformation of physical impact from the installation site primary transducer to the characteristic zone of the monitored object, after which the encoding of the monitored object is carried out for its subsequent identification, information channels of communication with the primary transducers and the channel - witness are established to control the integrity of the information channels, after the influence of physical factors on the monitored object, the integrity of the information channels is determined, after which carry out identification of the controlled object and remove from each primary converter of the registered information, upon the fact of the operation / failure of the corresponding primary converter, the level of danger and the type of physical factor determining the increased danger of the controlled object are determined.
RU2012130708/28A 2012-07-18 2012-07-18 Method of evaluating state of controlled object RU2508528C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012130708/28A RU2508528C1 (en) 2012-07-18 2012-07-18 Method of evaluating state of controlled object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012130708/28A RU2508528C1 (en) 2012-07-18 2012-07-18 Method of evaluating state of controlled object

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012130708A RU2012130708A (en) 2014-01-27
RU2508528C1 true RU2508528C1 (en) 2014-02-27

Family

ID=49956863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012130708/28A RU2508528C1 (en) 2012-07-18 2012-07-18 Method of evaluating state of controlled object

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2508528C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4858462A (en) * 1989-01-20 1989-08-22 The Babcock & Wilcox Company Acoustic emission leak source location
RU2189565C2 (en) * 2000-10-30 2002-09-20 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Method of recording mechanical magnitude and recorder for method embodiment
US20040004711A1 (en) * 2001-04-23 2004-01-08 French John Sargent Automated system and method for determining the sensitivity of optical components
US6734958B1 (en) * 1999-09-17 2004-05-11 Tidal Photonics, Inc. Apparatus and methods for evaluating performance of endoscopy devices and systems
RU2262680C2 (en) * 2003-11-24 2005-10-20 ФГУП "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ - ВНИИЭФ" Method of diagnosing damages in tested object

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4858462A (en) * 1989-01-20 1989-08-22 The Babcock & Wilcox Company Acoustic emission leak source location
US6734958B1 (en) * 1999-09-17 2004-05-11 Tidal Photonics, Inc. Apparatus and methods for evaluating performance of endoscopy devices and systems
RU2189565C2 (en) * 2000-10-30 2002-09-20 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Method of recording mechanical magnitude and recorder for method embodiment
US20040004711A1 (en) * 2001-04-23 2004-01-08 French John Sargent Automated system and method for determining the sensitivity of optical components
RU2262680C2 (en) * 2003-11-24 2005-10-20 ФГУП "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ - ВНИИЭФ" Method of diagnosing damages in tested object

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012130708A (en) 2014-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106428617B (en) Integrated system and method for vehicle management and monitoring
Valinejadshoubi et al. Development of a BIM-based data management system for structural health monitoring with application to modular buildings: Case study
Asadzadeh et al. An integrated systemic model for optimization of condition-based maintenance with human error
Nichols Structural health monitoring of offshore structures using ambient excitation
CN111127825A (en) Environment prediction method and device and electronic equipment
Oh et al. Damage localization method for building structures based on the interrelation of dynamic displacement measurements using convolutional neural network
EP4038557A1 (en) Method and system for continuous estimation and representation of risk
Zheng et al. Bayesian probabilistic framework for damage identification of steel truss bridges under joint uncertainties
Pham‐Bao et al. Energy dissipation‐based material deterioration assessment using random decrement technique and convolutional neural network: A case study of Saigon bridge in Ho Chi Minh City, Vietnam
Grattan Improving barrier effectiveness using human factors methods
RU2508528C1 (en) Method of evaluating state of controlled object
Sakurahara et al. Human reliability analysis-based method for manual fire suppression analysis in an integrated probabilistic risk assessment
Guo et al. Risk assessment of infrastructure system of systems with precursor analysis
Van Bossuyt et al. A method to choose between automation and human operators for recovery actions during a cyber attack
US8880452B2 (en) Data structure and method for performing mishap risk of a system
Meacham Performance-based building regulatory systems: structure, hierarchy and linkages
Barnard et al. Impacts of process safety time on layer of protection analysis
Gullo Design for Reliability Integrated with System Safety
Folleau et al. Methodologies for Reliability and Functional Safety Assessment of Offshore Systems
Mendler et al. Minimum detectable damage for stochastic subspace-based methods
Markert et al. Process Risk Assessment using Dynamic Simulation of Scenarios
Sakurahara et al. Human reliability analysis (HRA)-based method for manual fire suppression analysis in an integrated probabilistic risk assessment
KR20130106050A (en) Method for smart safety integrated management and system thereof, and recording medium
Si et al. RUL Estimation Based on a Nonlinear Diffusion Degradation Process
Tipping Reduced manning with improved safety and reliability: how classification societies and digital solutions can support operators