بخشی از مقاله
چکیده
سیستم های هشدار در سالهای اخیر به دلیل نقش مهمی که در بالا بردن قابلیت اعتماد و امنیت سیستم های صنعتی بزرگ دارند، اهمیت بسیار زیادی پیدا کرده اند. سیستم های هشدار به دلیل اساس نرم افزاری که اخیرا پیدا کرده اند، این امکان را فراهم کرده¬اند که بتوان متغیرهای هشدار زیادی را با متغیر های تحت پایش پیکره بندی کرد. این امر از یک سو جهت پایش سیستم هشدار بسیار مفید بوده و از یک سو منجر به اشتباهات مهندسی می شود که می تواند فجایع جبران ناپذیری را به بار بیاورد. سیستم های هشدار که تا کنون مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته اند سیستم های هشدار با سطح اشباع ثابت بوده که روش های طراحی بر این اساس ارائه شده اند. در این مقاله با توجه به شاخص های - - و - - روشی برای طراحی سطح اشباع متغیر با زمان در ناحیه های متفاوت عملکردی ارائه شده است و در پایان سیستم هشدار طراحی شده مورد پایش و ارزیابی قرارگرفته است.
-1 مقدمه
امروزه سیستمهای هشدار نقش به سزایی را در تأمین امنیت ، کاهش آلایندهها و کاهش زیانهای مالی سیستمهای بزرگ ایفا میکنند. درگذشته سیستمهای هشدار، اساسی سختافزاری داشته که به دلیل هزینهبر بودن پیکربندی هشدارها با متغیرهای فرآیند از پیکربندی زیاد هشدارها با متغیرهای فرآیند یک سیستم پرهیز میکردند. امروزه به دلیل تغییراساسِ پیکربندی هشدارها از سختافزاری به نرمافزاری، تعداد هشدارهای پیکربندیشده افزایشیافته و منجر به افزایش امنیت، کاهش آلاینده و افزایش کارایی سیستمهای صنعتی شده است. در مقابل افزایش تعداد هشدارها، مشکلاتی را نیز ایجاد کرده که در صورت برطرف نشدن آنها زیانهای جانی و مالی زیادی را به بار خواهند آورد.
چنانچه در طراحی سیستمهای هشدار تمهیدات و دقت کافی به خرج داده نشود ممکن است که مشکلاتی از قبیل پدیدهی تکرارشوندگی که در آن هشدارهایی در بازهی زمانی اندکی به صورتی متناوب تکرار میشوند و ایزوله بودن سیستمهای هشدار از ناحیه کار متغیرهای فرآیند که در آن احتمال وجود هشدارهای اشتباه و یا مشکل پیکربندی غیر مهندسی متغیرهای هشدار با متغیرهای فرآیند که منجر به برانگیخته شدن هشدارهای اضافه و سیل هشداری میشوند، رخ دهند.
در مرجع [1] روشی برای برآورد شاخص تکرارشوندگی بر اساس خصوصیات آماری متغیر فرآیند و همچنین پارامترهای آماری آن ارائهشده است. که از این برآورد برای طراحی بهینه پارامترهای طراحی مکانیسم تولید هشدار جهت کمینه کردن تکرارشوندگی استفاده کرده است. در مرجع یک روش برخط برای پیدا کردن دقیق هشدارهای تکرارشونده ناشی از نوسان و کاهش آنها ارائهشده است. در این روش از شاخص تکرارشوندگی برای سنجش میزان تکرارشوندگی استفادهشده و سپس با استفاده از Discrete Cosine Transform، نوسان منظم را کشف کرده و در انتها با بهکارگیری روش¬های تنظیم سطح اشباع و تأخیر زمانیها، هشدارهای تکرارشونده را کاهش داده است.
در مرجع [2] دو روند مناسب برای کشف هشدارهای تکرارشونده که ناشی از نویز اتفاقی و همچنین هشدارهای متناوب که ناشی از نوسان منظم هستند ارائهشده است و درنهایت یک روش برخط برای حذف مؤثر هشدار تکرارشونده و هشدارهای متناوب بهوسیله -mنمونه تاخیرزمانی ارائهشده است. در مرجع [3] کارایی یک سیستم هشدار بهوسیله سه شاخص: نرخ هشدارهای اشتباه FAR، نرخ هشدارهای گمشده MAR و میانگین تأخیر هشدار AAD ارزیابی و تعریف کاملی از آنها ارائهشده است.
همچنین با توجه به اینکه محاسبهی شاخصهای مذکور نیازمند توزیع متغیر فرآیند است یک روش جدیدی بر اساس پیداکردن نقطهی تغییر میانگین ارائهشده است که بهوسیلهی آن دادههای معیوب از دادههای سالم جدا می شوند. در مرجع [4] یک روش جامع برای استفاده از تأخیر زمانیها بهجای استفاده از -nنمونه پیدرپی تأخیر زمانی ارائهشده است که در آن n1 از n نمونهی پیدرپی جهت برانگیختن هشدار در نظر گرفته میشود.
همچنین در این مقاله سه شاخص FAR ،MAR وAAD برای روند جدید در نظر گرفتهشده و بر اساس مدل مارکوف محاسبهشدهاند. در مرجع [5] از تحلیلهای آماری برای کشف متغیرهای هشدار که به هم وابسته هستند استفادهشده است. ابتدا یک اندازهی تشابه به اسم سارجنفری از بین 22شاخص تشابهِ داده دودویی برگزیدهشده و سپس یک روش جدید بر اساس شاخص سارجنفری و توزیع تأخیر همبستگی ارائهشده است. در مرجع [6] ابزارهای گرافیکی که برای نشان دادن ارتباط بین دادههای هشدار و تحلیل آنها بهکاررفته است معرفی و معایب و مزایای آنها مطرحشده است.
روش گرافیکی HDAP که تعداد دادههای هشدار یک سیستم هشدار را نشان میدهد، روش گرافیکی ASCM که میزان تشابه دادههای هشدار را بهوسیله شاخصهای همسانی بررسی می کند و روش گرافیکی CCM که روشی است برای نشان دادن میزان همبستگی دادههای هشداراست در این مقاله بررسی شده است. در مرجع [7] یک روش تطبیقی بر خط استخراج روند ارائهشده است که در آن پارامترهای تنظیم دارای یک مقدار ثابت نبوده و آنها بر اساس برآوردی که از واریانس اغتشاش میشود تطبیق داده میشوند. در مقاله ی [8] روشی برای محاسبه ی شاخص های - - و - - برای متغیر های فرایندی که دارای توزیع متغیر با زمان هستند ارائه و نحوه ی تحلیل آنها نیز مطرح شده است. در [9] حالت توسعه یافته ای از تایمرهای تاخیری بر مبنای ایده ی پنالتی و زنجیره ی مارکوف برای طراحی یک سیستم هشدار ارائه شده است.
سازمانبندی مقاله بدین فرم است، در بخش دو، نحوهی عملکرد سیستمهای هشدار و شاخصهای ارزیابی آن مطرحشده است. در بخش سه نحوه ی ارزیابی سیستم هاس هشدار برای توزیع های ثابت ارائه شده، در بخش چهار متغیر فرآیند با توزیع آمیختهی متغیر بازمان و همچنین به دست آوردن شاخص¬های ارزیابی متغیر بازمان بررسیشده¬اند که وجه تمایز آن با شاخصهای تعریفشدهی قبلی مشخص است. در بخش پنج روشی جهت محاسبه یسطح اشباعِ متغیر بازمان بر اساس شاخص های - - و - - و همچنین در بخش ششم سناریوی جدید جهت هوشمند سازی تغییرات سطح اشباع ارائه شده و در پایان این بخش سیستم هشدار طراحی شده ارزیابی شده است در بخش پنج نتیجهی کارهای انجام شده، مطرح شده است.
