Интегрированные системы поддержки принятия решений в многоуровневых АСУ непрерывными технологическими процессами

• Автор: Бернер, Леонид Исаакович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 351 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМОЙ

1.1. Транспорт природного газа

1.2. Автоматизация транспорта газа.

1.2.1. Автоматизация линейной части газопроводов .

1.2.2. Автоматизация газоизмерительной станции

1.2.3. Автоматизация компрессорных станций

1.2.4. Автоматизация подземных хранилищ газа .

1.2.5. Управление другими объектами.

1.3. Особенности организации территориально распределенных автоматизированных систем управления технологическими процессами
1.4. Диспетчерское управление транспортом газа
1.5. Многокритериальная оптимизация и процедуры принятия решений по управлению
1.6. Структуризация методов и моделей управления ГТС и требования к инструментальным средствам моделирования
1.7. Системный анализ языков объектноориентированного моделирования
1.8. Нейросетевые модели в задачах идентификации состояния ГТС
1.9. Анализ моделей представления знаний в системах управления ГТС
1 Построение многоуровневых АСУТП
1 Прраммные аспекты создания систем поддержки принятия решений Выводы по главе
2. ФОРМАЛИЗОВ АННОЕ ПРОЦЕССНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ
КОМПОНЕНТОВ ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ.
2.1. Разработка формализованного мульти графового представления газотранспортной системы.
2.2. Формирование процессного описания поведения динамической модели газотранспортной системы.
2.2.1. Действия над процессами.
2.2.2. Формальное определение процесса
2.2.3. Понятие трассы процесса
2.2.4. Замена.состояний процесса
2.3. Процессное описание моделей компонентов газотранспортной системы.
2.3.1. Модель изотермического движения газа.
2.3.2. Расчетная модель квазистационарного режима.
2.3.3. Анализ формирования трендов падения давления в ГТС.
2.3.4. Моделирование ГПА и компрессорных станций
2.3.5. Объекты и классы формальных моделей процессного описания
2.3.6. Приведение моделей к процессному описанию
2.4. Формализация операций и процедур обмена данными между отдельными процессами
2.4.1. Операторнопараметрическая схема описания физических процессов
2.4.2. Представление структур данных в виде процессов.
2.4.3. Операции над процессами компонентов ГТС
Выводы по главе 2.
3. РАЗРАБОТКА ДИСКРЕТНОНЕПРЕРЫВНОЙ МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМОЙ НА ОСНОВЕ ГИБРИДНОЙ АВТОМАТНОЙ СХЕМЫ
3.1. Постановка задачи управления ГТС.
3.2. Построение гибридной модели на автоматной схеме
3.2.1. Представление последовательного автомата гибридной модели управления
3.2.2. Интерпретация поведения последовательного гибридного автомата.
3.2.3. Формирование обобщенного гибридного автомата системы управления
3.2.4. Формирование гибридного времени системы моделирования
3.2.5. Эквивалентный последовательный гибридный автомат.
3.3. Иерархическая структура управления ГТС.
3.4. Построение иерархического гибридного автомата многоуровневой системы управления ГТС
3.4.1. Принцип синхронной композиции гибридных автоматов
3.4.2. Интерпретация поведения синхронного параллельного гибридного автомата
3.4.3. Явная синхронизация гибридных автоматов с помощью сигналов
Выводы по главе 3.
4. МЕТОДЫ И МОДЕЛИ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В АСУТП ГТС.
4.1. Разработка методов и моделей выбора структуры ТРАСУТП
4.1.1. Выбор варианта иерархического построения.
4.1.2. Распределение задач по уровням иерархии
4.1.3. Синтез варианта технической структуры
4.1.4. Оптимальное резервирование задач в ТРАСУТП.
4.2. Модель функционирования АСУТП ДП ЛПУ.
4.3. Задача управления потоками в газотранспортной системе
4.3.1. Формализованное представление управляемой сети.
4.3.2. Пример расчета вектора управления
4.3.3. Постановка задачи выбора управляющих воздействий для
перераспределения потоков.
4.4. Нейросетвые модели в задачах идентификации состояния ГТС
4.4.1. Проведение испытаний по обучению нейросетевой модели.
4.4.2. Программномоделируклций комплекс идентификации утечек
4.5. Формализованное представление процесса управления
диспетчеризацией
4.5.1. Постановка задачи принятия решений управления ПГС
4.5.2. Формализованная постановка задачи принятия решения по обнаружению неисправностей .
4.5.3. Процедура поиска рационального решения для конкретной нештатной, ситуации
4.6. Механизмы представления моделей знаний для динамической среды
управления ГТС.
4 Разработка базы данных и базы знаний в задаче управления ГТС
4.6.2. Основные принципы, формированияправил вывода в темпоральной
логике .
4.6.3,Решение задачи, диагностирования и локализации авариина МГОС
4.7. Методика автоматизации модельных экспериментов.
4.8. Механизмы интеграции и параметризации приложений гибридной
системы.
Выводы по главе 4.
5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ.
5.1. Программные аспекты создания сценария системы поддержки принятия решений в учебном процессе
5.2. СГТПР по оперативному диспетчерскому управлению МГ1К ООО Газпром добыча Уренгой.
5.3. АСУТП ООО Газпром Трансгаз Чайковский
5.4. Тренажерный комплекс учебного центра ООО ГТГ Чайковский
Выводы по главе 5.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


При этом необходимо гарантировать сохранение всех технических показателей в ходе эксплуатации и обеспечить относительно легкую модифицируемость при произвольных изменениях внешней среды и базовых технологий транспортировки газа. Процессе о управления . Рис. При решении задач моделирования системы управления ГТС инструментальные средства можно разделить на две группы рис. К первой относятся специализированные программные средства пакеты, ориентированные на специфические понятия конкретной прикладной области. Ко второй относятся так называемые универсальные пакеты, ориентированные на определенный класс математических моделей и применимые для любой прикладной области, в которой эти модели пригодны. Ясно, что специализированные пакеты могут быть использованы только для автономного исследования отдельных подсистем. Полученные специализированные модели чрезвычайно сложно использовать в дальнейшем для построения комплексной модели, а также для отработки программ на этапе проектирования. Поэтому даже при моделировании отдельных подсистехм предпочтительно использовать универсальные пакеты. Рис. Такой подход характерен в основном для научных исследований. Как правило, математические пакеты сочетают численные эксперименты с символьными преобразованиями. Компонентное моделирование предполагает, что описание моделируемой системы строится из компонентов в томчисле и готовых библиотечных, а совокупная математическая. Пакеты компонентного моделирования в основном, ориентированы на численные эксперименты. Компонентное моделирование преобладает в процессе проектирования, технических объектов. Очевидно, что для. СДС, к которой естественно относится ГТС, построение и сопровождение ее ПОЛНОЙ математической модели вручную практически невозможно. Следовательно, для аналитического моделирования должны использоваться пакеты, компонентного моделирования, которые по способам их применения или технологии моделирования также можно разделить на две группы. К первой отнесем пакеты, предназначенные для решения сложных промышленных и научноисследовательских задач большими производственными или научными коллективами. В таких проектах ведущую роль играет организация работ хорошо налаженное взаимодействие между отдельными группами, быстрый доступ к многочисленным экспериментальным данным и библиотекам программ, тщательное документирование и тестирование, многовариантные расчеты. При этом обычно используются хорошо изученные готовые математические модели, которые лишь модифицируются и приспосабливаются для решения конкретных задач. Пользователи пакета подразделяются на две категории разработчики библиотек готовых моделей и обычные пользователи, работа которых сводится к составлению схем из типовых блоков и параметрическая настройка блоков. Пакеты первой группы условно назовем промышленными. Совсем другая технология характерна для предварительных исследований, выполняемых отдельными учеными или проектировщиками. Библиотеки готовых моделей используются весьма ограничено. Эго означает, что необходимо уметь организовывать и поддерживать непрерывную обратную связь между исследователем и исследуемой моделью. Несмотря на большие достижения в области автоматического синтеза систем с заданными показателями, на практике разработка новой технической системы это прежде всего просмотр большого числа пробных вариантов. Назовем пакеты второй группы исследовательскими, подчеркивая этим, что они уступают по количеству уникальных возможностей промышленным, зато более просты
для освоения и доступны отдельному исследователю при решении относительно несложных задач из практически любой прикладной области. Под несложными будем понимать не простые задачи, а задачи посильные одному разработчику, не являющемуся специалистом в области программирования и вычислений. ЗЭанимации, в том числе, интерактивной. Активный вычислительный эксперимент позволяет максимально быстро оценивать моделируемый вариант системы, имитировать различные отказы и т. На основании анализа свойств моделей управления ГТС, как сложной динамической системы, и особенностей процесса их проектирования можно
сформулировать следующие требования к инструментальным средствам моделирования 2.