دوره 14، شماره 4 - ( مجله کنترل، جلد 14، شماره 4، زمستان 1399 )                   جلد 14 شماره 4,1399 صفحات 105-93 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Taheri-Kalani J, Latif-Shabgahi G, Alyari Shooredeli M. Performance Assessment for Multivariate Alarm Systems Based on Markov Model. JoC. 2021; 14 (4) :93-105
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-624-fa.html
طاهری کلانی جعفر، لطیف شبگاهی غلامرضا، علیاری شوره دلی مهدی. ارزیابی عملکرد سیستم‌های هشدار چندمتغیره مبتنی بر مدل مارکوف. مجله کنترل. 1399; 14 (4) :105-93

URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-624-fa.html


1- گروه کنترل،دانشکده مهندسی برق،دانشگاه شهید بهشتی،تهران، ایران
2- گروه کنترل،دانشکده مهندسی برق،دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی،تهران، ایران
چکیده:   (2572 مشاهده)
سیستم­های هشدار برای حفظ ایمنی و کارایی فرآیندها بسیار مهم هستند. ازآنجاکه بسیاری از متغیرهای فرآیند به یکدیگر وابسته هستند، در این مقاله رفتار یک سیستم هشدار چندمتغیره با استفاده از مدل مارکوف مدلسازی و روشی برای طراحی سیستم­های هشدار چندمتغیره معرفی می­گردد. در این روش طراحی بر اساس شاخص­های هشدار مشترک انجام می‌شود. در این مقاله با استفاده از مدل مارکوف چندمتغیره، یک روش تقریبی برای محاسبه شاخص­های مشترک Joint FAR و Joint MAR برای یک سیستم هشدار m متغیره معرفی شده و این شاخص­ها برای یک سیستم هشدار دومتغیره محاسبه می‌گردد. در این روش، از حل یک مسئله بهینه‌سازی خطی و تشکیل ماتریس گذار مدل مارکوف چندمتغیره، شاخص­های عملکردی مشترک تعریف می‌گردد. با تعریف شاخص­های مشترک، تنظیم پارامترهای سیستم هشدار مانند آستانه و سایر پارامترها (بسته به نوع سناریوی تولید هشدار، متفاوت است) را می‌توان بر اساس این شاخص­ها انجام داد. در این مقاله در یکی از موردهای مطالعاتی، از سناریوی پنالتی در فرآیند Tennessee استفاده شده و با استفاده از الگوریتم ژنتیک پارامترهای بهینه سیستم هشدار طراحی و با روش­های دیگر موجود مقایسه شده است.
متن کامل [PDF 986 kb]   (249 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: تخصصي
دریافت: 1397/7/25 | پذیرش: 1398/7/29 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1399/7/14 | انتشار: 1399/12/1

فهرست منابع
1. [1] Izadi, Iman, Sirish L. Shah, David S. Shook, and Tongwen Chen. "An introduction to alarm analysis and design", IFAC Proceedings, Vol. 42, no. 8, pp: 645-650, 2009. [DOI:10.3182/20090630-4-ES-2003.00107]
2. [2] ISA, (Instrumentation, Systems & Automation Society). "Management of alarm systems for the process industries", North Carolina: ISA 18.02, 2009.
3. [3] EEMUA, (Engineering Equipment and Materials Users' Association). "Alarm systems: a guide to design, management and procurement", 3rd ed. London: EEMUA Publication 191, 2013.
4. [4] Afzal, Muhammad Shahzad, Tongwen Chen, Ali Bandehkhoda, and Iman Izadi. "Analysis and design of time-deadbands for univariate alarm systems", Control Engineering Practice, Vol. 71, pp:96-107, 2018. [DOI:10.1016/j.conengprac.2017.10.016]
5. [5] Liu, Jun, et al. "The intelligent alarm management system", IEEE software. Vol.20, no.2, pp.66-71, 2003. [DOI:10.1109/MS.2003.1184170]
6. [6] Srinivasan, R., et al. "Intelligent alarm management in a petroleum refinery: plant safety and environment", Hydrocarbon processing. Vol.83, no.11, pp.47-53, 2004.
7. [7] Simeu-Abazi, Zineb, Arnaud Lefebvre, and Jean-Pierre Derain. "A methodology of alarm filtering using dynamic fault tree", Reliability Engineering & System Safety. Vol.96, no.2, pp.257-266, 2011. [DOI:10.1016/j.ress.2010.09.005]
8. [8] Cheng, Yue, Iman Izadi, and Tongwen Chen. "Optimal alarm signal processing: Filter design and performance analysis", Automation Science and Engineering, IEEE Transactions on. Vol.10, no.2 pp.446-451, 2013. [DOI:10.1109/TASE.2012.2233472]
9. [9] Xu, Jianwei, et al. "Performance assessment and design for univariate alarm systems based on FAR, MAR, and AAD", Automation Science and Engineering, IEEE Transactions on. Vol.9, no.2 pp.296-307, 2012. [DOI:10.1109/TASE.2011.2176490]
10. [10] Adnan, Naseeb Ahmed, Yue Cheng, Iman Izadi, and Tongwen Chen. "Study of generalized delay-timers in alarm configuration", Journal of Process Control, Vol. 23, no. 3, pp.382-395, 2013. [DOI:10.1016/j.jprocont.2012.12.013]
11. [11] Wang, Jiandong, and Tongwen Chen. "An online method to remove chattering and repeating alarms based on alarm durations and intervals", Computers & Chemical Engineering, Vol.67, no.4, pp.43-52, 2014. [DOI:10.1016/j.compchemeng.2014.03.018]
12. [12] Xu, Xiaobin, Shibao Li, Xiaojing Song, Chenglin Wen, and Dongling Xu. "The optimal design of industrial alarm systems based on evidence theory", Control Engineering Practice. Vol.46, no.1, pp.142-156, 2016. [DOI:10.1016/j.conengprac.2015.10.014]
13. [13] Zeng, Zhiyong, Wen Tan, and Rong Zhou. "Performance assessment for generalized delay-timers in alarm configuration", Journal of Process Control, Vol. 57, pp:80-101, 2017. [DOI:10.1016/j.jprocont.2017.06.013]
14. [14] Afzal, Muhammad Shahzad, and Tongwen Chen. "Analysis and design of multimode delay-timers", Chemical Engineering Research and Design, Vol. 120, pp:179-193, 2017. [DOI:10.1016/j.cherd.2017.01.029]
15. [15] Wang, Jiandong, Fan Yang, Tongwen Chen, and Sirish L. Shah. "An overview of Industrial Alarm Systems: Main causes for alarm overloading, research status, and open problems", IEEE Transactions on Automation Science and Engineering. Vol.13, no. 2, pp.1045-1061, 2016. [DOI:10.1109/TASE.2015.2464234]
16. [16] جعفر طاهری کلانی، کوروش اصلان صفت، غلامرضا لطیف شبگاهی، " ارائه یک روش سیستماتیک برای طراحی و تحلیل یک سیستم هشدار تک متغیره مبتنی بر سناریوی پنالتی"، مجله کنترل، جلد 10، شماره 4، زمستان 1395.
17. [17] Taheri-Kalani, J., G. Latif-Shabgahi, and M. Alyari Shooredeli. "On the use of penalty approach for design and analysis of univariate alarm systems", Journal of Process Control, Vol. 69, pp:103-113, 2018. [DOI:10.1016/j.jprocont.2018.07.018]
18. [18] Hao, Zang, and Li Hongguang. "Optimization of process alarm thresholds: A multidimensional kernel density estimation approach", Process Safety Progress. Vol. 33, No. 3, pp:292-298, 2014. [DOI:10.1002/prs.11658]
19. [19] Han, Liu, Huihui Gao, Yuan Xu, and Qunxiong Zhu. "Combining FAP, MAP and correlation analysis for multivariate alarm thresholds optimization in industrial process", Journal of Loss Prevention in the Process Industries. Vol. 40, no.3, pp.471-478, 2016. [DOI:10.1016/j.jlp.2016.01.022]
20. [20] Zhang, Kai, Steven X. Ding, Yuri AW Shardt, Zhiwen Chen, and Kaixiang Peng. "Assessment of T 2-and Q-statistics for detecting additive and multiplicative faults in multivariate statistical process monitoring", Journal of the Franklin Institute, Vol.354, no.2, pp.668-688, 2016. [DOI:10.1016/j.jfranklin.2016.10.033]
21. [21] Yu, Yan, Di Zhu, Jiandong Wang, and Yan Zhao. "Abnormal data detection for multivariate alarm systems based on correlation directions", Journal of Loss Prevention in the Process Industries, Vol. 45, pp: 43-55, 2017. [DOI:10.1016/j.jlp.2016.11.011]
22. [22] Chen, Kuang, and Jiandong Wang. "Design of multivariate alarm systems based on online calculation of variational directions", Chemical Engineering Research and Design, Vol. 122, pp:11-21, 2017. [DOI:10.1016/j.cherd.2017.04.011]
23. [23] Xiong, Wanqi, Jiandong Wang, and Kuang Chen. "Multivariate alarm systems for time-varying processes using Bayesian filters with applications to electrical pumps", IEEE Transactions on Industrial Informatics, Vol.14, no.2, pp.504-513, 2017. [DOI:10.1109/TII.2017.2749332]
24. [24] Ching, Wai‐Ki, Eric S. Fung, and Michael K. Ng. "A multivariate Markov chain model for categorical data sequences and its applications in demand predictions", IMA Journal of Management Mathematics, Vol. 13, no. 3, pp:187-199, 2002. [DOI:10.1093/imaman/13.3.187]
25. [25] Wright, A.H. "Genetic algorithms for real parameter optimization", Foundations of genetic algorithms, Vol. 1, pp: 205-218, 1991. [DOI:10.1016/B978-0-08-050684-5.50016-1]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله کنترل می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2021 CC BY-NC 4.0 | Journal of Control

Designed & Developed by : Yektaweb