Model checking reveals design issues leading to spurious actuation of nuclear instrumentation and control systems
Julkaisuvuosi
2021
Tekijät
Pakonen, Antti; Buzhinsky, Igor; Björkman, Kim
Tiivistelmä
A spurious actuation of an industrial instrumentation and control (I&C) system is a failure mode where the system or its component inadvertently produces an operation without a justified reason to do so. Design issues leading to spurious failures are difficult to analyse, but pose a high risk for safety. Model checking is a formal verification method that can be used for exhaustive analysis of I&C systems. In this paper, we explain how formal properties that address spurious failures can be specified, and how model checking can then be used to verify I&C application logic designs based on vendor-specific function block diagrams. Based on over ten years of successful practical projects in the Finnish nuclear industry, we present 21 real-world design issues (representing 37% of all detected issues), each involving a systemic failure that could lead to spurious actuation of nuclear safety I&C. We then describe how random failures of the underlying hardware architecture—another cause for spurious actuation—can also be included in the models. With an experimental evaluation based on real-world nuclear industry models, we demonstrate that our method can be effectively used for the verification of single failure tolerance.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Aalto-yliopisto
Buzhinsky Igor
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Volyymi
205
Artikkelinumero
107237
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
2
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksu €
1235
Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksun vuosi
2021
Muut tiedot
Tieteenalat
Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet; Sähkö-, automaatio- ja tietoliikennetekniikka, elektroniikka; Kone- ja valmistustekniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1016/j.ress.2020.107237
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä