Model checking reveals design issues leading to spurious actuation of nuclear instrumentation and control systems
Publiceringsår
2021
Upphovspersoner
Pakonen, Antti; Buzhinsky, Igor; Björkman, Kim
Abstrakt
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.
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Aalto-universitetet
Buzhinsky Igor
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Tidning
Artikelstyp
En originalartikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Volym
205
Artikelnummer
107237
ISSN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
2
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Ja
Öppen tillgång till publikationskanalen
Delvis öppen publikationskanal
Licens för förläggarens version
CC BY
Parallellsparad
Ja
Publiceringsavgift för öppen tillgång €
1235
Betalningsår för den öppen tillgång publiceringsavgiften
2021
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Data- och informationsvetenskap; El-, automations- och telekommunikationsteknik, elektronik; Maskin- och produktionsteknik
Nyckelord
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Förlagets internationalitet
Internationell
Språk
engelska
Internationell sampublikation
Ja
Sampublikation med ett företag
Nej
DOI
10.1016/j.ress.2020.107237
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja