Μελέτη αξιοπιστίας ενός προηγμένου συστήματος καθοδήγησης και ελέγχου κινήσεων επιφανείας ενός αεροδρομίου

  1. MSc thesis
  2. ΟΔΟΝΤΟΠΟΥΛΟΣ, ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ
  3. Διαχείριση και Τεχνολογία Ποιότητας (ΔΙΠ)
  4. 31 Μαίου 2020 [2020-05-31]
  5. Ελληνικά
  6. 175
  7. ΠΛΑΤΗΣ, ΑΓΑΠΙΟΣ
  8. ΠΛΑΤΗΣ, ΑΓΑΠΙΟΣ | ΣΑΠΙΔΗΣ, ΝΙΚΟΛΑΟΣ
  9. Αξιοπιστία | Διαθεσιμότητα | Μαρκοβιανά Μοντέλα | Ανάλυση Δένδρου Βλαβών | Αεροναυτιλία | Συστοιχία Σκληρών Δίσκων | Σύστημα Αδιαλείπτου Τροφοδοσίας | Dependability | Availability | Markov Models | Fault Tree Analysis | Air Navigation | UPS | RAID
  10. 5
  11. 2
  12. 34
  13. Περιέχει : πίνακες, διαγράμματα, εικόνες
  14. Πιθανότητες και Στατιστική Ι / Ι. Κουτρουβέλης
    • Τα συστήματα αεροναυτιλίας συνιστούν κρίσιμες υποδομές, καθώς αποτελούν ακρογωνιαίο λίθο της ασφάλειας των πτήσεων. Ως εκ τούτου, η διασφάλιση υψηλής αξιοπιστίας και διαθεσιμότητας των συστημάτων αυτών θεωρείται εκ των ων ουκ άνευ. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας αποτελεί η μελέτη της αξιοπιστίας ενός προηγμένου συστήματος καθοδήγησης και ελέγχου κινήσεων επιφανείας ενός αεροδρομίου (A-SMGCS), με απώτερο στόχο τον προσδιορισμό της διαθεσιμότητας σταθερής κατάστασης. Λόγω της πολυπλοκότητας του συγκεκριμένου συστήματος εφαρμόζεται ιεραρχική μοντελοποίηση, κορμός της οποίας αποτελεί η μέθοδος της ανάλυσης Δένδρου Βλαβών (Fault Tree Analysis). Δεδομένης της αδυναμίας της εν λόγω μεθόδου να περιγράψει με ακρίβεια ισχυρές σχέσεις εξάρτησης που πιθανώς υφίστανται σε επίπεδο υποσυστημάτων ή και εξαρτημάτων, προς άρση αυτής, αξιοποιούνται κατάλληλα Μαρκοβιανά μοντέλα σε επιλεγμένους τερματικούς κλάδους του Δένδρου Βλαβών. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούνται Μαρκοβιανές αλυσίδες συνεχούς χρόνου (CTMC) και ημι-Μαρκοβιανές διαδικασίες (SMP) για τον υπολογισμό της διαθεσιμότητας σταθερής κατάστασης του υποσυστήματος αδιαλείπτου τροφοδοσίας (UPS), που ηλεκτροδοτεί το A-SMGCS. Τα αποτελέσματα δεικνύουν ότι η θεώρηση ντετερμινιστικού χρόνου εκφόρτισης στο ημι-Μαρκοβιανό μοντέλο οδηγεί σε ανώτερη τιμή της υπολογιζόμενης διαθεσιμότητας, με τη διαφορά ωστόσο να παραμένει μικρή, ιδιαίτερα για ρεαλιστικές τιμές των υπεισερχόμενων παραμέτρων. Επίσης, εφαρμόζονται Μαρκοβιανές αλυσίδες συνεχούς χρόνου (CTMC) για τον υπολογισμό της διαθεσιμότητας σταθερής κατάστασης των υφιστάμενων συστοιχιών RAID 1 δύο σκληρών δίσκων στους κεντρικούς σταθμούς επεξεργασίας στόχων και στους κεντρικούς σταθμούς διαχείρισης. Ακόμη, εφαρμόζονται Μαρκοβιανές αλυσίδες συνεχούς χρόνου (CTMC) και αναγεννητικές Μαρκοβιανές διαδικασίες (MRGP) για τον υπολογισμό της διαθεσιμότητας σταθερής κατάστασης σε δυνητικές συστοιχίες RAID 6 στα ίδια υπολογιστικά υποσυστήματα. Τα αποτελέσματα δεικνύουν υπεροχή, όσον αφορά την υπολογιζόμενη διαθεσιμότητα και τον μέσο χρόνο απώλειας δεδομένων, των συστοιχιών RAID 6 έναντι των συστοιχιών RAID 1 Η υπεροχή αυτή αποδίδεται, κυρίως, στο γεγονός ότι η συστοιχία RAID 1 που μελετήθηκε διαθέτει μία μόνο εφεδρεία δίσκου. Επιπρόσθετα, αποδεικνύεται ότι η διαθεσιμότητα σταθερής κατάστασης και ο μέσος χρόνος απώλειας δεδομένων του μοντέλου MRGP στις συστοιχίες RAID 6, υπερέχουν σε σχέση με αυτή των μοντέλων CTMC, Η διαφορά αυτή αποδίδεται στο γεγονός ότι στο μοντέλο MRGP η διαδικασία αναδόμησης (rebuild) ενός δίσκου διαθέτει μνήμη και δεν επανεκκινεί με την εμφάνιση δεύτερης αποτυχίας δίσκου, όπως στο μοντέλο CTMC. Όσον αφορά την υπολογισθείσα διαθεσιμότητα σταθερής κατάστασης του A-SMGCS, τα αριθμητικά αποτελέσματα δεικνύουν ότι, για το υπό μελέτη σύστημα, καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τη διαθεσιμότητα του υποσυστήματος της κεραίας του ραντάρ επιφανείας (SMR). Όπως αποδεικνύεται, η υβριδική προσέγγιση που εφαρμόσθηκε επιτρέπει την αξιοποίηση των συγκριτικών πλεονεκτημάτων των επιμέρους μεθόδων μοντελοποίησης με ταυτόχρονο μετριασμό των όποιων μειονεκτημάτων τους, καθιστώντας εφικτό τον ακριβέστερο προσδιορισμό των επιθυμητών μέτρων αξιοπιστίας και εν προκειμένω της διαθεσιμότητας σταθερής κατάστασης του A-SMGCS.
    • Air navigation systems are critical infrastructure, as they are a cornerstone of flight safety. Therefore, ensuring the high reliability and availability of these systems is considered sine qua non. The purpose of this work is to study the dependability of an aerodrome’s Advanced Surface Movement Guidance and Control System (A-SMGCS), with the ultimate goal of determining steady-state availability. Due to the complexity of this system, hierarchical modeling is applied, the core of which is the Fault Tree Analysis method. Given the limited capability of this method to accurately describe strong interdependencies that may exist at the subsystem and / or component level, appropriate Markovian models are employed in selected Fault Tree branches so as to remove it. Specifically, Continuous Time Markov Chains (CTMCs) and Semi-Markov Processes (SMPs) are used to calculate the steady-state availability of the Uninterruptible Power Supply (UPS) powering the A-SMGCS. The results show that the deterministic discharge time assumption in the semi-Markov model leads to a higher value of the calculated availability, however the difference remains small, especially for realistic values of the relative parameters. Continuous Time Markov Chains (CTMCs) are also applied to calculate the steady-state availability of existing two-disk RAID 1 arrays in the Target Processor servers and the Management servers. Furthermore, Continuous Time Markov Chains (CTMC) and Markov Regenerative Processes (MRGP) are applied to calculate steady state availability of potential RAID 6 arrays in the same computing subsystems. The results show superiority, in terms of estimated availability and mean time to data loss, of RAID 6 arrays over RAID 1 arrays. This advantage is mainly attributed to the fact that the RAID 1 array studied, has only two disks. In addition, the steady-state availability and the mean time to data loss of the MRGP model in RAID 6 arrays is superior to that of the CTMC models. This difference is attributed to the fact that in the MRGP model the disk rebuild process has memory and does not start over with the appearance of a second disk failure, as in the CTMC model. With regard to the calculated steady state availability of A-SMGCS, the numerical results show that, for the system under study, it is largely determined by the availability of the antenna subsystem of the Surface Movement Radar (SMR). As shown, the application of the hybrid approach enables the comparative advantages of the individual modeling methods to be exploited while simultaneously mitigating any of their disadvantages, thus empowering the more precise determination of the desired dependability measures and in our case the steady-state availability of A-SMGCS.
  16. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.