Введение к работе
Актуальность проблемы.
Олной из ведущих отраслей тошшвно-'їнергетичсского комплекса страны является газовая промышленность. Крупнейшим объединением по добыче газа является Надымгазпром. Управление таким крупным и рассредоточенным объектом осложняется 'значительной погрешностью замеров технологических параметром, наличием различных видов неопределенности и необходимостью координации решении, принимаемых на каждом уровне иерархической системы контроля и управления газодобывающего региона.
Разработка конструктивных методов контроля и управления сложными иерархическими системами газоснабжения в условиях неопределенности значительно отстаег от потребностей практики, что приводит к существенному снижению эффективности и надежности работы системы газоснабжения.
Существование неопределённости характеристик технологических объектов газодобывающего комплекса обусловлено помимо прочего, их встроенностыо в окружающую среду гак же, как система управления является встроенной в технологические объекты. Следовательно, алгоритмы управления технологическими процессами газоснабжения должны строиться на основе методов, учитывающих неопределенность характеристик технологических объектов.
Существующие алгоритмы принятия решении в системах газоснабжения чаще всего являются детерминированными или ориентированы только на один конкретный вил неопределенности (интервальный, вероятностный, лингвистический). При ТІ ОМ применение конкретного математическою аппарата (статистически< методов, теории игр, теории полезности и т.д.) для принятия решений позволяет отразить в модели лишь отдельные вилы данных, приводит к острому дефициту в информации конкретного типа и безвозвранюй потере информации других типов.
Следует отметить, что несмотря на существование большого числа проіраммньїх комплексов, созданных для расчета и оптимизации режимов работы газопроводов, коллекторов и газовых залежей, отсутствуют комплексы программ, работающие в общих условиях неопределенности, при большой размерности и сложности моделей, при наличии сетевых газопроводов.
Разработка программного обеспечения (ПО) встроенных систем осложняегся несовершенством средств и методов построения спецификаций ПО. Эю несовершенство обусловлено «соотношением неопределённостей» специфицирования: спецификации, излагающие задачу в наиболее ясных и понятных терминах, плохо приспособлены для формального доказаісльства требуемых свойств ПО, и наоборот, формальные описания задач программирования трудно интерпретируюіся в терминах и понятиях прикладной области.
Цель работы.
Повышение качества управления основным производством газодобывающего предприятия за счёт использования:
идей и меіодов теории организации, моделей, алгоритмов и программ для расчета, контроля и управления многоуровневыми авюматизированными системами добычи и межпромыслового транспорта газа в условиях различных видов неопределенности информации;
методов и средств разработки программного обеспечения, обеспечивающих заданное поведение распределённых систем управления.
Основные зидичи исследования и методы их решении.
-
Определение основных особенностей АСУ крупным технологическим комплексом добычи газа в осложненных условиях Крайнего Севера.
-
Определение основных видов неопределенности управления многоуровневыми иерархическими газодобывающими комплексами Крайнего Севера.
-
Создание алгоритмов и программ коніроля, идентификации и управления региональным технологическим комплексом добычи и межпромыслового транспорта газа в стационарном режиме при различных условиях.
-
Определение возможности применения теории ПСЧЄІКНХ множеств для описания различных видов неопределенное!и газоснабжения.
-
Создание алгоритмов расчета, оптимизации и структурной идентификации многоуровневой иерархической системы добычи газа.
-
Разработка метола спецификации структурно-временных ограничений программного обеспечения распределенной системы управлення на основе формальной модели.
Дня решения этих задач применялись методы иечеіких множеств, иерархических систем, теории агрегатов, а также методы гидродинамики, линейного и нелинейного программирования.
Научная повита работы.
-
Созданы алгоритмы и программы управления многоуровневыми автоматизированными технологическими комплексами но добыче газа в осложных условиях женлуагацнп.
-
Предложена процедура координации решений и многоуровневых иерархических системах управления в общих условиях неопределенности.
-
Проведен анализ особенностей специфицирования программных систем реального времени, построена формальная модель программного обеспечения системы управления с использованием теории агрегатов и сети Керка.
Практическая ценность научных исследований и реализация рабо і ы в промышленности.
1. Комплекс программ по расчету, идентификации и оптимизации режимов работы межпромысловых коллекторов с учеюм неопределенности исходной информации «Коллектор» используется в Надымгазпроме с 1995 года. В частности, с
помощью этою комплекса ведутся оперативные и плановые расчеты, идентификация и оптимизация режимов работы межпромыслового коллектора месторождения Медвежье, что позволило повысить давления на выходах коллекторов и продлить период бескомпрессорной эксплуатации газотранспортной сети и значительно сократить потери в добыче газа при проведении ремонтных работ.
-
За счег учета иерархической структуры принятия решений для реальных технологических комплексов повышены скорость и качество принимаемых решений.
-
Предложенный метод специфицирования программных систем реального времени внедрён на предприятии "Надымгазпром" и используется для разработки распределённых проіраммньїх сисіем (в частности с ею использованием создан комплекс программ управления пассажирскими авиаперевозками).
Сеть с научно-исследовательской тематикой.
Нее рабоїьі проводились в рамках проблемы
«Создам. и ввести в эксплуатацию многоуровневую авіомаїизиронашіую еисіему управления Западно- Сибирским іерриіориальио- нроизиодст венным комплексом но добыче и іранеиоріу газа (АСУ ЗС ТИК» (задание 03.03 проблема 0.80.36' но постановлению ГК1ІТ СССР и Госплана СССР от 12 декабря 1980 года Т 427/248, «Комплексной целевой программе развития АСУ ЗС ТПК на ХШ няіилетку» Мингазпрома и согласно совместному приказу Мннгазпрома и Минприбора Т 147/237 «О создании авюмашзированных сисіем управления на важнейших объектах газовой промышленное мі Западной Сибири».
Апробация работы.
Основное содержание диссертационном работы докладывалось на заседаниях НТС ОАО "Газпром" в 1996-1998 г.г., а также НТС предприятия "Надымгазпром" в 1994-1998 г.г., а также на отраслевых семинарах и совещаниях.
Структура и объем работы.
