• 제목/요약/키워드: Dynamic Fault Tree

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Process fault diagnostics using the integrated graph model

  • Yoon, Yeo-Hong;Nam, Dong-Soo;Jeong, Chang-Wook;Yoon, En-Sup
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1991년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); KOEX, Seoul; 22-24 Oct. 1991
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    • pp.1705-1711
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    • 1991
  • On-line fault detection and diagnosis has an increasing interest in a chemical process industry, especially for a process control and automation. The chemical process needs an intelligent operation-aided workstation which can do such tasks as process monitoring, fault detection, fault diagnosis and action guidance in semiautomatic mode. These tasks can increase the performance of a process operation and give merits in economics, safety and reliability. Aiming these tasks, series of researches have been done in our lab. Main results from these researches are building appropriate knowledge representation models and a diagnosis mechanism for fault detection and diagnosis in a chemical process. The knowledge representation schemes developed in our previous research, the symptom tree model and the fault-consequence digraph, showed the effectiveness and the usefulness in a real-time application, of the process diagnosis, especially in large and complex plants. However in our previous approach, the diagnosis speed is its demerit in spite of its merits of high resolution, mainly due to using two knowledge models complementarily. In our current study, new knowledge representation scheme is developed which integrates the previous two knowledge models, the symptom tree and the fault-consequence digraph, into one. This new model is constructed using a material balance, energy balance, momentum balance and equipment constraints. Controller related constraints are included in this new model, which possesses merits of the two previous models. This new integrated model will be tested and verified by the real-time application in a BTX process or a crude unit process. The reliability and flexibility will be greatly enhanced compared to the previous model in spite of the low diagnosis speed. Nexpert Object for the expert system shell and SUN4 workstation for the hardware platform are used. TCP/IP for a communication protocol and interfacing to a dynamic simulator, SPEEDUP, for a dynamic data generation are being studied.

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동적 위험 분석을 위한 사고확률 추정 방법에 관한 연구 (Estimation of Accident Probability for Dynamic Risk Assessment)

  • 박병철;임채옥;남인혁;신성철
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제26권2_2호
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    • pp.315-325
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    • 2023
  • Recently, various dynamic risk analysis methods have been suggested for estimating the risk index by predicting the possibility of accidents and damage. It is necessary to maintain and support the safety system for responding to accidents by continuously updating the probability of accidents and the results of accidents, which are quantitative standards of ship risk. In this study, when a LNG leakage that may occur in the LN G Fuel Gas Supply System (FGSS) room during LN G bunkering operation, a reliability physical model was prepared by the change in monitoring data as physical parameters to estimate the accident probability. The scenario in which LNG leakage occur were configured with FT (Fault Tree), and the coefficient of the covariate model and Weibull distribution was estimated based on the monitoring data. The possibility of an LNG leakage, which is the top event of FT, was confirmed by changes in time and monitoring data. A method for estimating the LNG leakage based on the reliability physical analysis is proposed, which supports fast decision-making by identifying the potential LNG leakage at the accident.

DEVS 형식론 기반의 Dynamic Reliability Block Diagram과 GPU 가속 기술을 이용한 신뢰도 분석 방법 (GPU-accelerated Reliability Analysis Method using Dynamic Reliability Block Diagram based on DEVS Formalism)

  • 하솔;구남국;노명일
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.109-118
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    • 2013
  • 전통적으로 신뢰도 분석에 사용되는 Fault Tree Analysis의 경우 관련 분야의 전문가가 필요하고 작성자의 판단에 따라 신뢰도 분석 결과가 달라진다. 반면, Reliability Block Diagram의 경우 시스템 구성도나 Process Flow Diagram (PFD), Piping and Instrument Diagram (P&ID)을 기반으로 하기에 작성에 필요한 비용과 시간이 절감되는 장점이 있다. 본 논문에서는 Dynamic Reliability Block Diagram과 이산 사건 시뮬레이션에 널리 사용되는 DEVS 형식론을 이용하는 신뢰도 분석 방법을 제안한다. 또한 시스템 모델링 방법론 중 하나인 System Entity Structure/Model Base의 개념을 도입함으로써 다양한 설계 대안에 대한 신뢰도 분석 모델을 자동으로 생성할 수 있도록 하였다. 그리고 Reliability Block Diagram을 이용한 신뢰도 분석 시 오래 소요되는 계산 시간을 단축시키기 위해 GPU 가속 기술을 신뢰도 분석 시뮬레이션에 접목하였다.

하둡 분산 파일 시스템 기반의 AVL트리를 이용한 동적 복제 관리 기법 (Dynamic Replication Management Scheme based on AVL Tree for Hadoop Distributed File System)

  • 류연중;윤희용
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2014년도 제50차 하계학술대회논문집 22권2호
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    • pp.337-340
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    • 2014
  • 클라우드 시스템이 큰 이슈로 떠오르면서 그 기반이 되는 분산 파일 시스템에 관한 연구가 계속되고 있다. 최근 제안된 분산파일 시스템은 대부분 확장 가능하며 신뢰성이 있는 시스템으로 구성되어 있으며 내고장성(Fault tolerance)과 높은 가용성을 위해 데이터 복제 기법을 사용하며 하둡 분산 파일 시스템에서는 블락의 복제수를 기본3개로 지정한다. 그러나 이 정책은 복제수가 많아지면 많아질수록 가용성은 높아지지만 스토리지 또한 증가한다는 단점이 있다. 본 논문에선 이러한 문제점을 해결하기 위해 최소한의 블락 복제수와 복제된 블락을 효율적으로 배치하여 더 좋은 성능과 부하분산(Load Balancing)하기 위한 기법을 제안한다.

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Recent research towards integrated deterministic-probabilistic safety assessment in Korea

  • Heo, Gyunyoung;Baek, Sejin;Kwon, Dohun;Kim, Hyeonmin;Park, Jinkyun
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제53권11호
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    • pp.3465-3473
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    • 2021
  • For a long time, research into integrated deterministic-probabilistic safety assessment has been continuously conducted to point out and overcome the limitations of classical ET (event tree)/FT (fault tree) based PSA (probabilistic safety assessment). The current paper also attempts to assert the reason why a technical transformation from classical PSA is necessary with a re-interpretation of the categories of risk. In this study, residual risk was classified into interpolating- and extrapolating-censored categories, which represent risks that are difficult to identify through an interpolation or extrapolation of representative scenarios due to potential nonlinearity between hardware and human behaviors intertwined in time and space. The authors hypothesize that such risk can be dealt with only if the classical ETs/FTs are freely relocated, entailing large-scale computation associated with physical models. The functional elements that are favorable to find residual risk were inferred from previous studies. The authors then introduce their under-development enabling techniques, namely DICE (Dynamic Integrated Consequence Evaluation) and DeBATE (Deep learning-Based Accident Trend Estimation). This work can be considered as a preliminary initiative to find the bridging points between deterministic and probabilistic assessments on the pillars of big data technology.

고도화된 자동화 변전소의 사고복구 지원을 위한 지식학습능력을 가지는 전문가 시스템의 개발 (Development of An Expert system with Knowledge Learning Capability for Service Restoration of Automated Distribution Substation)

  • 고윤석;강태규
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제53권12호
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    • pp.637-644
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    • 2004
  • This paper proposes an expert system with the knowledge learning capability which can enhance the safety and effectiveness of substation operation in the automated substation as well as existing substation by inferring multiple events such as main transformer fault, busbar fault and main transformer work schedule under multiple inference mode and multiple objective mode and by considering totally the switch status and the main transformer operating constraints. Especially inference mode includes the local minimum tree search method and pattern recognition method to enhance the performance of real-time bus reconfiguration strategy. The inference engine of the expert system consists of intuitive inferencing part and logical inferencing part. The intuitive inferencing part offers the control strategy corresponding to the event which is most similar to the real event by searching based on a minimum distance classification method of pattern recognition methods. On the other hand, logical inferencing part makes real-time control strategy using real-time mode(best-first search method) when the intuitive inferencing is failed. Also, it builds up a knowledge base or appends a new knowledge to the knowledge base using pattern learning function. The expert system has main transformer fault, main transformer maintenance work and bus fault processing function. It is implemented as computer language, Visual C++ which has a dynamic programming function for implementing of inference engine and a MFC function for implementing of MMI. Finally, it's accuracy and effectiveness is proved by several event simulation works for a typical substation.

확장 가능한 고가용 데이터베이스 클러스터에서 B+ 트리 색인의 온-라인 재조직 기법 (Online Reorganization of B+ tree in a Scalable and Highly Available Database Cluster)

  • 이충호;배해영
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제9D권5호
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    • pp.801-812
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    • 2002
  • 온-라인 재조직 기법은 인터넷 환경과 같은 동적 환경에서 높은 가용성과 고성능을 제공하기 위한 비공유 데이터베이스 클러스터의 필수적인 기능이다. 기존의 온-라인 재조직 기법은 클러스터 안의 프로세싱 노드에 과부하가 생긴 경우, 과부하 노드의 데이터를 인접 노드로 빠르게 이동시킴으로써 부하 분배를 수행한다. 그러나 동시에 두개 이상의 다중 노드에 과부하가 발생된 경우, 부하 분배를 위해 인접 노드로 여러 번의 반복된 데이터 이동이 발생되고, 재조직 수행동안 시스템의 응답 속도가 늦어지는 문제점이 있다. 본 논문에서는 다중 노드에 발생한 과부하 문제를 빠르고 효율적으로 해결하는 향상된 $B^{+}$트리 색인의 온-라인 재조직 기법을 제안한다. 제안된 기법은 확장 가능한 데이터베이스 클러스터 환경 하에 온-라인 확장을 통해 새롭게 추가된 노드들에 데이터를 이동시킴으로써 데이터 이동의 회수를 줄이면서 빠른 시간 안에 온-라인 재조직을 수행하도록 한다. 또한 제안된 기법에서는 $B^{+}$-트리 색인 대신 캐시를 고려한 CS$B^{+}$-트리 색인을 이용하여 검색과 갱신 연산을 보다 빠르게 처리하도록 한다. 제안된 온-라인 재조직 기법은 확장 가능한 고가용 데이터베이스 클러스터 시스템으로 개발된 최대 결함허용 보장 데이터베이스 클러스터(Ultra Fault-Tolerant Database Cluster) 환경에서 성능 평가를 통해 기존 기법에 비해 빠르고 효율적임을 보인다.

QoS 멀티캐스트 라우팅을 위한 계획된 트리 재구성 방법 (Pre-Planned Tree Reconfiguration Mechanism for QoS Multicast Routing)

  • 한승재;박선주
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제34권2호
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    • pp.120-133
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    • 2007
  • 전송-수신 쌍들을 연결하는 많은 수의 경로들로 이루어진 멀티캐스트 트리에서 네트워크 구성요소의 실패는 멀티캐스트 트리의 일부를 손상시킬 수 있다. 그러나 하나의 구성요소의 실패를 복구하기 위해 전체 멀티캐스트 트리를 다시 만드는 것은, 실패의 영향을 받지 않은 경로를 사용하는 그룹 멤버들까지도 서비스의 중단을 겪어야 하기 때문에 바람직하지 않다. 본 논문은 QoS 멀티캐스트 트리에서 재구성해야 할 영역을 줄이면서 재구성의 성공 가능성을 최대화하는 계획된 재구성(Pre-Planned Reconfiguration: PPR) 정책을 제안한다. PPR 방식은 멀티캐스트 트리의 전송-수신 쌍을 연결하는 각 경로에 재구성 경로를 미리 만들고, 이들 경로에 필요한 자원을 미리 예약해 둔다. 이를 위해 우리는 기존 멀티캐스트 트리의 변화를 최소화하며 손상되지 않은 부분들의 서비스를 최대한 유지하는 재구성 경로의 라우팅 방법을 고안하였으며, 효율적 자원 공유 방법을 사용하여 재구성 경로들을 위해 예약된(실패가 일어나지 않을 경우 사용되지 않는) 자원의 양을 줄인다. PPR 방식은 실패 복구를 위해 여러 멀티캐스트 세션들이 동시에 엄청난 경쟁을 하는 것을 막을 수 있다. 시물레이션을 통해 최단경로 라우팅을 사용하는 전송자 중심 멀티캐스트 트리와 공유 멀티 캐스트 트리에서 각각 성능을 평가한 결과 PPR 방식은 적당한 오버헤드내에서 모든 그룹 멤버들에게 성공적인 재구성을 제공한다. 또한 PPR 방식은 그룹 멤버쉽이 동적으로 변화할 때에도 잘 적응한다.

System dynamics simulation of the thermal dynamic processes in nuclear power plants

  • El-Sefy, Mohamed;Ezzeldin, Mohamed;El-Dakhakhni, Wael;Wiebe, Lydell;Nagasaki, Shinya
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제51권6호
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    • pp.1540-1553
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    • 2019
  • A nuclear power plant (NPP) is a highly complex system-of-systems as manifested through its internal systems interdependence. The negative impact of such interdependence was demonstrated through the 2011 Fukushima Daiichi nuclear disaster. As such, there is a critical need for new strategies to overcome the limitations of current risk assessment techniques (e.g. the use of static event and fault tree schemes), particularly through simulation of the nonlinear dynamic feedback mechanisms between the different NPP systems/components. As the first and key step towards developing an integrated NPP dynamic probabilistic risk assessment platform that can account for such feedback mechanisms, the current study adopts a system dynamics simulation approach to model the thermal dynamic processes in: the reactor core; the secondary coolant system; and the pressurized water reactor. The reactor core and secondary coolant system parameters used to develop system dynamics models are based on those of the Palo Verde Nuclear Generating Station. These three system dynamics models are subsequently validated, using results from published work, under different system perturbations including the change in reactivity, the steam valve coefficient, the primary coolant flow, and others. Moving forward, the developed system dynamics models can be integrated with other interacting processes within a NPP to form the basis of a dynamic system-level (systemic) risk assessment tool.

FAST BDD TRUNCATION METHOD FOR EFFICIENT TOP EVENT PROBABILITY CALCULATION

  • Jung, Woo-Sik;Han, Sang-Hoon;Yang, Joon-Eon
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제40권7호
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    • pp.571-580
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    • 2008
  • A Binary Decision Diagram (BDD) is a graph-based data structure that calculates an exact top event probability (TEP). It has been a very difficult task to develop an efficient BDD algorithm that can solve a large problem since it is highly memory consuming. In order to solve a large reliability problem within limited computational resources, many attempts have been made, such as static and dynamic variable ordering schemes, to minimize BDD size. Additional effort was the development of a ZBDD (Zero-suppressed BDD) algorithm to calculate an approximate TEP. The present method is the first successful application of a BDD truncation. The new method is an efficient method to maintain a small BDD size by a BDD truncation during a BDD calculation. The benchmark tests demonstrate the efficiency of the developed method. The TEP rapidly converges to an exact value according to a lowered truncation limit.