Создание информационно-аналитической среды для решения задачи повышения надежности региональной системы теплоснабжения

• Автор: Преснухин, Виктор Константинович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ.

1.1 История развития энергетики Удмуртской Республики.

1.2 Проблемы теплоснабжения.

1.3 Надежность систем коммунального теплоснабжения

1.4 Информационные системы

1.4.1 Понятие информационной системы

1.4.2 История развития информационных систем

1.4.3 Этапы разработки информационной системы.

1.4.4 Геоинформационные системы.
1.5 Разработка электронных моделей систем теплоснабжения
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ РЕГ ИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
2.1 Описание исследуемой технической системы
2.1.1 Основные положения
2.1.2 Описание типового теплоисточника
2.2 Методика расчета надежности котельных.
2.2.1 Основные понятия теории надежности
2.2.2 Надежность элемента технической системы.
2.2.3 Определение надежности технической системы
2.2.4 Расчет надежности работы котельных
2.3 Математическая модель решения задачи оптимального управления инвестициями
2.3.1 Допущения. Постановка задачи оптимизации
2.3.2 Алгоритм решения задачи оптимального управления.
2.3.3 Генетический алгоритм решения задачи оптимизации
с булевыми переменными
3. ПРОГРАММНОВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС УПРАВЛЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
3.1 Общая характеристика программного комплекса.
3.2 Разработка базы данных теплоисточников У Р
3.2.1 Структура базы данных.
3.2.2 Сбор информации.
3.2.3 Заполнение базы данных
3.3 Геоинформационная система УР
3.4 Инструменты обработки данных
4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ
4.1 Первичный анализ данных.
4.2 Надежность региональной системы теплоснабжения
4.3 Параметрическое исследование задачи управления
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В последнее время все больше внимания уделяется вопросам совершенствования оперативного управления системами жизнеобеспечения, к которым следует отнести и распределенную систему теплоснабжения. Необходимость такого совершенствования определяется усложнением экономических и производственных связей. От науки требуются рекомендации по оптимальному управлению такими процессами. В этой связи, большое значение приобретает анализ надежности региональной системы теплоснабжения и решение задачи оптимального управления по ее повышению. Современный подход к анализу систем, основанный на применении ЭВМ и на математическом моделировании, рассматривается в [3-]. В [-] подробно и на практическом материале изложены основы теории решения задач оптимизации, способы построения математических моделей оптимальных задач, рассмотрены основные понятия, методологические принципы и математические аспекты теории оптимизации систем. Для эффективного анализа механизма явлений и решения задач управления производственными процессами необходимо выявить взаимосвязи между факторами, определяющими ход процесса, и представить их в количественной форме - в виде математической модели. В данной работе изучается проблема надежности распределенной системы теплоснабжения. В этой связи построены математические модели надежности теплоисточников и всей системы . Задача управления надежностью распределенной системой теплоснабжения рассматривается как оптимальная задача математического программирования с булевыми переменными. Автоматизация управления относится к наиболее эффективным направлениям применения информационных технологий. Сложные технологические процессы, быстрая смена цен па оборудование и стоимость услуг, часто меняющаяся ситуация на рынке труда заставляют оперативно принимать оптимальное решение на основе анализа большого объема информации. Внедрение компьютерной техники в процессы информационных обменов между элементами системы и центром управления не только ускоряет их, но и значительно уменьшает несогласованность документов, являющихся различными срезами одних и тех же данных. Разумная система безопасности и резервного копирования данных позволяет избегать потерь и несанкционированного доступа к важной информации. Привлечение математического аппарата позволяет получить не только качественные, но и количественные оценки ситуации, сложившейся на теплоисточниках. Развитые системы построения отчетов дают возможность представлять как повторяющиеся с различной частотой, так и уникальные отчеты. Объектом исследования в настоящей диссертационной работе является распределенная система регионального теплоснабжения. Предметом исследования является проблемно-ориентированная система управления по критерию надежности и эффективности функционирования топливно-энергетического комплекса региона. Целью диссертационной работы является разработка информационноаналитической системы и математических моделей для решения задачи повышения надежности и эффективности региональной системы теплоснабжения. Создание информационно-аналитической системы теплоснабжения, включающей геоинформационную систему региона. Создание базы данных по теплоисточникам, позволяющей решать задачи повышения надежности и эффективности распределенной системы теплоснабжения региона. Визуализация первичного анализа данных по различным характеристикам. Разработка и реализация алгоритма обновления данных. Разработка математических моделей, алгоритмов и программновычислительного комплекса для решения задач оптимального управления. Методы исследования. В работе использовались методы теории надежности сложных систем, методы оптимизации, методы математического программирования; использован аппарат разработки прикладного программного обеспечения, вычислительных алгоритмов и математического компьютерного моделирования. Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечена использованием обоснованных математических моделей, апробированных алгоритмов решения задач оптимизации, а также использованием полученных решений в практике оперативного планирования и управления системой теплоснабжения региона.