Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Сарданашвили Сергей Александрович. Автоматизация процесса принятия решений в диспетчерском управлении газотранспортной отрасли : диссертация ... доктора технических наук : 05.13.06.- Москва, 2006.- 297 с.: ил. РГБ ОД, 71 06-5/427

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:
  1. Формализация задач диспетчерского управления в расчетных комплексах 20

  2. Математическое и программное обеспечение комплексов поддержки диспетчерских решений (состояние проблемы) 31

/

Трубопровод, ГПА ABO 164

Приложение 3. Базовые методы математической статистики 289

Приложение 4. Акты о внедрении основных результатов работы 297

Введение к работе:

Актуальность проблемы

В России и в зарубежных газовых компаниях большое внимание уделяется развитию информационно-аналитических систем, обеспечивающих поддержку принятия диспетчерских решений при управлении транспортом и распределением природного газа.

ОАО «Газпром» активно разрабатывает и внедряет интегрированные автоматизированные системы управления (ИАСУ) газотранспортными предприятиями (ГТП), которые охватывают все уровни и сферы их деятельности. Важнейшей компонентой ИАСУ ГТП является информационное, расчетно- аналитическое обеспечение диспетчерского управления транспортом газа. Быстрыми темпами развиваются и внедряются системы телеизмерений, телеуправлений технологическими объектами, компьютерные базы данных, системы визуализации данных.

От этих процессов значительно отстает разработка и промышленное внедрение расчетных компьютерных комплексов (РКК) поддержки диспетчерских решений и их интеграция в ИАСДУ ГТП. Это обусловлено многими причинами, например:

отсутствием целевой программы интеграции РКК в ИАСДУ ГТП;

фрагментарностью автоматизированного информационного обеспечения РКК;

ограниченным набором задач, которые производственно диспетчерские службы (ПДС) в настоящее время могут решать с помощью РКК;

трудностями применения расчетных процедур для реальных ГТС и процессов транспорта газа;

слабой организационной поддержкой процесса эксплуатации РКК в центральных производственно-диспетчерских службах (ПДС) ГТП;

недостатком инвестиций в данную область.

В то же время расчетный компьютерный комплекс ДУ является высокотехнологичным, наукоемким продуктом, на который замыкается большая часть информационных подсистем ДУ и который занимает центральное
положение в автоматизированной системе вычислительного обеспечения процесса принятия диспетчерских решений (рис. 1 ).

В настоящее время в ЦПДС ГТП OO «Газпром» применяются следующие промышленные расчетные компьютерные комплексы: «Астра» (Тюменский филиал ООО «Информгаз»), «САМПАГ» (ООО «Мострансгаз, ООО «»Ингойл»), «Симоне» (SIMONE Research Group, Чехия), «PSI GAMOS» (PSI AG, Германия), которые решают в основном различные задачи моделирования режимов ГТС.

Источники ланных on-line.

Контроль и диагностика текущего состояния ГТС по данным телеизмерений

Управление

Источники данных off-line.

Контроль и диагностика состояния ГТС по расчетным данным

Прогнозирование режимов и нештатных ситуаций

Планирование оптимальных режимов] и управлений

Расчетный комплекс

Подготовка и принятие решений ПДС

Рис. 1. Схема автоматизированной поддержки диспетчерских решений В качестве базовых проблем автоматизации процесса принятия решений в диспетчерском управлении можно отметить следующие:

формализация задач диспетчерского управления ПДС в виде системы расчетных процедур поддержки диспетчерских решений;

разработка математического, алгоритмического обеспечения основных расчетных задач: оптимального планирования стационарных и нестационарных режимов транспорта газа; прогнозирования режимов и нештатных ситуаций; контроля и диагностики состояния объектов ГТС;

разработка вычислительных процедур расчетного комплекса на основе объектно-ориентированной, клиент-серверной и распределенной технологий, позволяющих

интегрировать данный комплекс в современные ИАСДУ ГТП, то есть обеспечить на программном уровне его связи со ЗСАБА-системами, системами визуализации данных, системами делопроизводства (документы, отчеты, сводки), системами телеуправления и так далее;

обеспечить распределенную вычислительную среду на многопроцессорных ЭВМ, в локальных корпоративных вычислительных сетях ГТП;

организовать непрерывный многоуровневый (ПДС ЛПУ МГ - ЦПДС ГТП - ЦПДД ОАО «Газпром») вычислительный процесс в единой информационной среде.

- интеграция с комплексами поддержки принятия диспетчерских решений компьютерных тренажерных комплексов, обеспечивающих компьютеризацию процесса повышения профессиональной подготовки диспетчерского персонала по управлению нестационарными режимами ГТС, а также в нештатных и аварийных ситуациях.

Таким образом, теоретическое и практическое решение данных проблем позволит перевести процесс подготовки и принятия решений диспетчерского управления ГТС на качественно новый автоматизированный уровень.

Цель работы

Решение научных проблем автоматизации диспетчерского управления на основе разработки методов, алгоритмов и расчетно-аналитических комплексов, способных интегрироваться в действующие и вновь создаваемые АСДУ трубопроводным транспортом газа.

Задачи исследования

В работе были поставлены и решены следующие основные задачи.

Разработка научно-методической и алгоритмической базы для интеграции расчетно-аналитических компьютерных систем в единый автоматизированный комплекс диспетчерского управления технологическим процессом транспорта газа.

Анализ опыта и формулировка нерешенных проблем в области разработки, промышленного применения компьютерных и информационных технологий в диспетчерском управлении отечественных газотранспортных предприятий.

Формализация задач диспетчерского управления ПДС в виде системы расчетных процедур для поддержки диспетчерских решений.

Автоматизация расчета режимов транспорта газа по региональным ГТС для разработки краткосрочных и среднесрочных диспетчерских графиков (off-line).

Разработка процедур расчета оптимальных стационарных режимов транспорта газа и методов планирования и управления нестационарными режимами (on-line и off-line).

Автоматизация обработки данных телеизмерений на основе on-line, realtime расчетных процедур: статистической обработки временных рядов, адаптации моделей к фактическим режимам, выбора расчетной модели, параметрической диагностики и оценки состояния объектов газотранспортных систем, краткосрочного прогнозирования режимов транспорта газа.

Применения современных информационных технологий при проектировании и реализации расчетного компьютерного комплекса поддержки диспетчерских решений по управлению трубопроводным транспортом газа.

Разработка функциональной схемы компьютерного тренажерного комплекса, предназначенного для повышения профессиональной подготовки диспетчерского персонала и позволяющего интегрировать его в автоматизированные системы поддержки диспетчерских решений.

Научная новизна

Основные научные результаты работы состоят в следующем.

Разработан унифицированный комплекс расчетных задач и процедур, адаптированный к объектно-ориентированной, клиент-серверной, распределенной технологиям реализации компьютерного расчетного комплекса поддержки диспетчерского управления газотранспортного предприятия.

На основе адекватных математических моделей объектов и подсистем трубопроводного транспорта газа разработаны новые алгоритмы и процедуры автоматизированного расчета (off-line) режимов транспорта газа. Эти процедуры инвариантны по отношению к топологии расчетного графа как для трубопроводных систем, магистральных газопроводов, так и для ГТС в целом. Они могут применяться для моделирования стационарных, квазистационарных и нестационарных режимов, не связаны ограничениями на состав моделируемых объектов, не требуют эквивалентирования трубопроводов и не зависят от применяемых расчетных моделей объектов транспорта газа.

Разработаны методы решения задач автоматизированного планирования (on-line и off-line) диспетчерских графиков, а именно:

  1. разработаны процедуры квазиоптималыюго планирования стационарных режимов, основанные на синтезе неградиентных и градиентных методов математического программирования, эвристических правил планирования и декомпозиции графа расчетной схемы на подсистемы с учетом расположения пассивных (неуправляемых) и активных (управляемых) объектов планирования;

  2. предложен принципиально новый подход к решению задачи планирования нестационарных режимов, сочетающий методы, применяемые в следящих системах, методы оценки влияния управляющих воздействий на контролируемые параметры и на динамику режима, различные эвристические правила управления, а также методы направленного выбора вариантов технологически допустимых управлений.

    1. Разработаны процедуры автоматизированной обработки диспетчерских данных в on-line и real-time режимах, новые методы и алгоритмы решения задач:

    обработка данных телеизмерений - задачи статистического анализа (сглаживание, фильтрация) временных рядов, расчет точечных и интервальных оценок параметров, оценка адекватности модели фактическому режиму;

    анализ причин неадекватности модели посредством процедуры обработки и анализа рассогласований расчетных и фактических параметров газовых потоков, выбор наиболее подходящей расчетной модели стационарного, квазистационарного, нестационарного режима с использованием метода ранжирования моделей;

    настройка и адаптация моделей к фактическим режимам с использованием процедуры совместной идентификации эмпирических параметров модели и краевых условий;

    оценка и распознавание состояний ТС по данным телеизмерений на основе процедуры динамической идентификации эмпирических параметров модели нестационарного режима транспорта газа;

    краткосрочное прогнозирование параметров газовых потоков в ГТС на основе синтеза процедур прогноза значений краевых условий по предыстории, адаптации модели к фактическим режимам и прогноза расчетных параметров режима во внутренних узлах схемы, связанных нестационарной моделью процесса.

    Предложена методология проектирования и реализации расчетных компьютерных комплексов диспетчерского управления, основанная на современной объектно-ориентированной, клиент-серверной, распределенной технологии.

    Разработана схема организации и управления вычислительным процессом, ядром которой является реализация новой технологии интерактивного планирования нестационарных режимов транспорта газа. Данная технология позволяет пользователю, не завершая процесса моделирования, вносить изменения в план поставок газа потребителям, изменять состояния объектов ГТС (крановые системы, трубопроводы, ГПА, КЦ), имитировать аварийные ситуации (частичный/полный разрыв или засорение трубопроводов, самопроизвольное открытие/закрытие кранов и так далее).

    Разработана функциональная схема компьютерного тренажера диспетчера, которая позволяет имитировать работу систем: телеизмерений (SCADA-систем), аварийной сигнализации, управление объектами ГТС, а также интегрировать его в автоматизированные системы поддержки диспетчерских решений.

    Реализация результатов работы

    Результаты работы были реализованы в следующих промышленных проектах.

    Компьютерный комплекс «САМПАГ» решения режимно-технологических задач на основе моделирования и оптимизации режимов ГТС уровня газотранспортного предприятия. {Заказчик: ООО Мострансгаз).

    Компьютерный комплекс «ДКМ Веста» моделирования и планирования online и off-line режимов. Комплекс имеет модули статистической обработки данных телеизмерений и интерактивного планирования нестационарных режимов, модули имитации различных аварийных ситуаций как на линейной части, так и на КС. {Заказчик: ООО Лептрансгаз)

    Расчетный комплекс «ИНГИР» решения режимно - технологических задач для разработки расчетно-технологических паспортов магистральных газопроводов ОАО «Газпром». {Заказчик: ЦПДЦ ОАО «Газпром», ДОАО Ггтрогазцентр Н. Новгород).

    Компьютерные тренажерные комплексы для ПДС УМГ/ЛПУ П. «Белтрансгаз», ООО «Лентрансгаз», ООО «Севергазпром».

    Апробация работы

    Основные теоретические и практические результаты, изложенные в диссертации, докладывались и обсуждались на Всесоюзных, Всероссийских и Международных научно-технических конференциях и конгрессах:

    1. 20-й Мировой Газовый Конгресс. Копенгаген, Дания, 1997;

    2. Международная научно-техническая конференция. Минск, БГТУ, 2000 г.;

    3. 1-я Международная научно-техническая конференция «Развитие компьютерных комплексов моделирования, оптимизации режимов работы систем газоснабжения и их роль в диспетчерском управлении технологическими процессами в газовой отрасли» (ДИСКОМ - 2002). Москва, ноябрь, 2002 г.

    4. 2-я Международная научно-техническая конференция «Теория и практика разработки, промышленного внедрения компьютерных комплексов поддержки диспетчерских решений в газотранспортной и газодобывающей отраслях» (ДИСКОМ-2004). Москва, октябрь 2004 г.

    5. 2-я - 5-я научно-технические конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России». РГУ нефти и газа. Москва, 1997-2003г.

    6. International Conference of Engineering Education (ICEE'95). Moscow, 1995;

    7. Proceedings Simone Congress '99. Sopron, 1999;

    8. Abstracts. Interactional Symposium on Hydrocarbons & Chemistry. Boumerdes - ALGERIE. Du 30 Mail au 1er Juin 2000.

    9. 2nd International symposium on hydrocarbons & chemistry. Ghardaja. Algeria. March 21-23. 2004.

    Результаты исследований докладывались на отраслевых семинарах и совещаниях и прошли апробацию на предприятиях и в учебных центрах ОАО «Газпром», РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина.

    Структура и объем диссертации

    Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка используемой литературы из 192 наименований и трех приложений. Работа изложена на 253 страницах основного текста и 45 страницах приложений. Текст работы содержит 62 рисунка и 7 таблиц.

Подобные работы
Польшин Сергей Олегович
Автоматизация процессов принятия решений по управлению страховыми тарифами на промышленных предприятиях
Саратикян Ваге Сергеевич
Автоматизация процесса принятия решений при поездообразовании на станциях с нетиповой дорожной инфраструктурой
Броновицкий Сергей Сергеевич
Автоматизация процессов мониторинга, идентификации и интеллектуальная поддержка принятия решений на сортировочных станциях
Балдин Александр Викторович
Научные основы автоматизации и моделирования процессов управления на основе гибридных систем поддержки принятия решений с открытой структурой
Остапчук Виталий Георгиевич
Информационное обеспечение процессов принятия решений при управлении техническим обслуживанием судов с учетом реализации информационных технологий
Вихров Николай Михайлович
Управление и принятие решений в производственно-технологических процессах судоремонтных комплексов
Селиванов Денис Федорович
Автоматизация поддержки принятия решений при управлении тренажерной подготовкой на основе реализации процедур экспертного оценивания
Зуров Евгений Владимирович
Информационная технология принятия решений при управлении сложными объектами с оценкой технического состояния на основе экспертных систем
Дронь Елена Анатольевна
Автоматизированная система поддержки принятия решений при управлении строительством на основе системной модели затрат
Пучнин Николай Борисович
Система информационной поддержки принятия решений при стратегическом управлении машиностроительным предприятием

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net