Построение программных комплексов для исследований теплоэнергетических систем с использованием онтологий

• Автор: Ворожцова, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 154 с.

ВВЕДЕНИЕ .
ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА И СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ В ЗАДАЧАХ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ.
1.1. ПРОБЛЕМЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ВОЗМОЖНОС1И ИНСТРУМЕНТАРИЯ СМПП В ЗАДАЧАХ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГЕП1ЧНСКИХ СИСТЕМ.

1.2. Современные тенденции, технологии, стандарты и инструменты разработки ПО

1.2.1. Тенденции разработки современных программных коми и ксов

1.2.2. Современные методологии и технологии программировании, используемые при разработке программных комплексов для научных исследований в энергетике
1.2.3. Современные стандарты и инструменты моделирования информационных и программных систем
IГ, , , ,

.2.4. Современные форматы и языки представления данных X, , , .

1.3. ОНТОЛОГИИ И НАПРАВЛЕНИЯ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ.

1.3. . Основные определения и классификация онтологий.

1.3.2. Языки описания онтологий
1.3.3. Направления использования онтологий и возможности онтологического подхода для исследований в энергетике.
1.4. ОСТАНОВКА ЗАДАЧ I.
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ПОСТРОЕНИЮ ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ С МОДЕЛЬНО УПРАВЛЯЕМОЙ АРХИТЕКТУРОЙ НА ОСНОВЕ ОНТОЛОГИЙ .
2.1. ТРЕБОВАНИЯ К СОВРЕМЕННЫМ ПРОГРАММНЫМ КОМПЛЕКСАМ ДЛЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.2. Использование онтологии в программном комплексе.
2.2.1. Формальная модель онтологии ПК
2.2.2. Онтологическое исследование предметной области
2.3. Основные компоненты методического полхолл.
2.3.1. Методика построения онтологии предметной области
2.3.2. Формирование списка терминов и понятий
2.3.3. Разработка метаонтологииунифицированной онтологической модели
2.3.4. Методические принципы построения интеграционной среды ПК
2.3.5. Методика построения ПК с модельноуправляемой архитектурой
2.3.6. Формализованное описание знаний о предметной области для интеграции в ИТинфраструктуру научных исследований
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ПОСТРОЕНИЕ ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ.
3 Описание реш аемых задач и назначение ПК
3.2. Построение ПК с архитектурой, управляемой онтологией
3.3. Описание основных компонентов интеграционной среды ПК.
3.3.1. НТАприложение
3.3.2. Системные компоненты интеграционной среды.
3.3.3. Прикладные компоненты интеграционной среды
3.4. ПОСТРОЕНИЕ ПК ОРТЭС.
3.4.1. Моделирование компонентов ПК ОРТЭС
3.4.2. Структурная схема ПК ОРТЭС
3.4.3. Рабочее окно приложения.
3.5. III1ИЕ СРЕДЫ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ
3.5.1. Задачи, решаемые при моделировании энергосистемы
3.5.2. Формализованное описание приложения на основе структуры энергосистемы
3.5.3. Использование онтологического описания для формирования таблиц необходимых параметров I Выводы К ГЛАВЕ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Впервые для исследований энергетики предлагается интегрировать формализованные знания о предметной области и инструментальные программные средства в рамках ПК с архитектурой, управляемой онтологией . ПК с архитектурой, управляемой онтологией. Разработаны онтологии основных понятий теплоэнергетики, оборудования ТЭС, онтология задач и другие, а также, на их основе, онтология для построения ПК. Разработано формализованное описание ПК, как интеллектуального информационного ресурса, для интеграции его в состав ИТинфраструктуры исследований энергетики. Научнопрактическая значимость заключается в применении предложенного методического подхода для описания знаний предметной области и задач расчета ТЭУ, моделирования архитектуры ПК и его реализации. Предложенные методики и методические принципы построения интеграционной среды на основе онтологий применены при разработке ПК ОРТЭС для исследования теплоэнергетических систем и установок, а также при построении среды для моделирования электроэнергетической системы на примере Иркутской ЭЭС. Кроме того, теоретические результаты диссертационной работы, связанные с разработкой онтологий предметных областей энергетики, применены при выполнении грантов РФФИ 5а гг. Личный вклад. Положения, составляющие новизну и выносимые на защиту, получены лично автором. Апробации работы. Результаты работы докладывались на X Байкальской Всероссийской конференции Информационные и математические технологии в науке, технике, образовании, г. Иркутск, г. XII, XIII и XIV Байкальских Всероссийских конференциях Информационные и математические технологии в науке и управлении, г. Иркутск, гг. Международной конференции Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании, Алматы Казахстан, г. XXXIV Международной конференции Информационные технологии в науке, социологии, экономике и бизнесе, Гурзуф Крым, Украина, г. Ученого совета ИСЭМ СО РАН. Публикации. По теме диссертаций опубликовано работ, в том числе, 7 в рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК РФ для опубликования результатов диссертационных работ на соискание степени кандидата наук. Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, содержащего 6 наименовании, и 8 приложений. Объем работы 4 страницы. Работа содержит рисунок, 2 таблицы. Основное содержание работы. Во введении обосновывается актуальность работы, формулируются цели и задачи работы. В первой главе анализируются проблемы, возникающие в ходе исследований при моделировании ТЭС и ТЭУ, дается характеристика используемого при этом программного обеспечения, разработанного сотрудниками ИСЭМ СО РАИ СЭИ, поддерживаемого и развиваемого в настоящее время, описываются специфические особенности Г1К этого класса, формулируются требования к разрабатываемому инструментарию нового поколения. Во втором разделе первой главы анализируются современные подходы к моделированию и разработке ГТК, учитывающие особенности современного этапа развития информационных технологий. Далее в работе дается краткий обзор инструментов и стандартов моделирования н проектирования программ, а также обзор некоторых форматов, средств обработки и языков представления данных для работы с научной информацией. Описанные стандарты позволяют повышать качество и ускорять процесс разработки ПО, что позволяет сделать вывод о возможности и целесообразности использования некоторых из них, в частности, концепции модельноуправляемой архитектуры и ХМЬформата представления данных, при разработке ПО для исследований энергетики. Третий раздел первой главы посвящен использованию онтологий для формализованного представления данных и знаний. Проведенный анализ возможности применения отологий в научных исследованиях показал, что разработка онтологий в конкретной прикладной области, в частности, в энергетических исследованиях является актуальной и перспективной для решения проблемы формализации знаний о предметной области и проблемы использования онтологий для построения ПК с модельноуправляемой архитектурой.