Grigorev_L.I._Avtomatizirovannoe_dispetcherskoe_upravlenie_tehnologicheskimi_processami

В этой иерархии моделей очевидно, что если модель предмет­

ной области выражается моделью технологического проuесса и может быть получена практичесЮI, то модель восприятия знаний может носить лишь феноменолоrичесЮiй характер. Uелесообразно

ее строить, используя интеллектуальные информаuионные техно­

логии: нейронные сети, модели баз знаний, нечеткие множества.

Отсутствие теории диспетчерского управления, несомненно,

затрудняет решение ряда важных практических вопросов: повы­

шения качества и эффективности управления, формализаuии

диспетчерскоrо управления, подготовки инженеров-диспетчеров

втехнических университетах.

Втаблиuах., представленных ниже, сгруппированы перпоочеред­ ные проблемы теории диспетчерского управления, причем в табл. 2 сведены проблемы, непосредственно касаюшиеся диспетчера.

20

Рассмотрим некоторые из сформулированных проблем.

1. Модель взаимосвязи основных компонентов системы ДУ

предполагает построение иерархии целей, критериев, задач

диспетчерского управления, включая объект управления, т.е. системное представление уровней управления и объекта.

Проблема заключается в согласовании между собой всех основных компонентов объекта и системы управления. Это

даст возможность проследить взаимосвязь между элемента­

ми отдельных уровней. Например, как обеспечивается та или

иная задача диспетчерского управления системами конт­

роля и автоматического управления и регулирования.

21

2. Определение комплекса и формулировка основных задач

ОДУ с учетом широких возможностей их решений в усло­

виях современного информациоюю-проrраммного окруже­

ния. Здесь важную роль играет взаимосвязь решаемых задач

и возможность решения некоторых из них с помощью про­

граммнога комrтекса моделирования и оптимизации.

3. Построение алгоритмов и математических моделей приня­ тия диспетчерских решений в управлении технологически­

ми процессами транспорта и добычи газа позволит форма­

лизовать сценарии решения конкретных задачах диспетчер­

ского управления. Каждая из задач описывается по исход­ ной информации, времени и вариантам решения, по после­

довательности действий и т.д. Важными в этой проблеме

являются те стадии решения задачи, в которых проявляется

мышление диспетчера, его иmеллект и опыт.

4. Для создания профессионально-психологического порт­

рета диспетчера требуется провести анализ диспетчерс­ кой деятельности. Во-первых, необходимо на основе экс­ пертного опроса выявить базовые составляющие диспет­

черской деятельности, основанные на опыте и статистике.

Во-вторых, современные оборудование и информацион­

но-программные средства позволяют диспетчерам решать

качественно новые задачи, например, в условиях больших

объемов информации в режиме реального времени дис­

петчерам предоставляются возможности для решения за­

дач оценивания ситуаций, прогнозирования, определения

взаимосвязи между персменными и т.д. В-третьих, следует оценить комплекс требуемых психофизиологических ха­

рактеристик диспетчера.

5. Имитационная модель поведения диспетчера строится на

основе анализа диспетчерской деятельности, его профессио­ нально-психологического портрета, характеристик и форму­

лировок задач. Используемый математический аппарат - нечеткие множества, нейронные сети, технология имитаии­

онного моделирования. Результат - модель диспетчера, на­ пример, в терминах нечеткой логики, которая может быrь использована дЛЯ построения обобщенной модели, вклю­

чаюшей объект и систему управления.

6. Разработка методов расчета оценок функuионирования си­

стем управления <<диспетчер~машина» позволит получить ин-

22

тегрированные показатели и оценить работу неоднородной системы. Результат - критерии оценки фунщионирования системы <•диспетчермашина>>, здесь особое место среди

оценок отводится надежности и эколоПIЧности принимае­

мых решений, алгоритмам расчета.

7. Разработка технологии приобретения и структуризации дис­ петчерских знаний, создание баз диспетчерских знаний для

автоматизации процесса принятия диспетчерских реше­

ний поможет формализовать диспетчерский опыт и со­ здать основу для его передачи. Создание экспертной сис­

темы для поддержки принятия диспетчерских решений

особенно ценно в условиях нештатных и аварийных ситу­

аций.

8. Унифицированные объектно-ориентированные модели тех­ нологических объектов газовой отрасли представляет собой

основу создания коМIUiексов моделирования и оптимиза­

ции в АСДУ. Используемый аппарат- объектно-ориенти­

рованное проектирование, технология математического мо­

делирования, дифференциальные уравнения, конечно-разно­

стные схемы, численные методы, теория оптимизации. Ре­

зультат - математические модели стаuионарных и нестаци­

онарных процессов, :модели ОIТГИ}.rnзации, объектные модули,

комiUiекс моделирования и оптимизации, например, для

транспорта газа или аналогичные модели для добычи газа с учетом характеристик пласта, для СПХГ и т.д. Программвые

комплексы моделирования и оптимизации являются конк­

ретным средством интеграции различных уровней АСУfП в

единое целое.

9. Компьютерные тренажерные комплексы для повышения

квалификации диспетчерского персонала должны стать

неотъемлемой составляющей информационно-программ­ ного окружения диспетчерских служб предприятий нефте­ газовой отрасли. Диспетчерские тренажеры -это одна из

информационных технологий компьютерного обучения,

научного направ.пения, которое активное развивается в пос­

ледние годы.

10. Проблема оценки и мониторинга надежности АСДУ при­

обретает актуальность с каждым годом. Известно, что число

аварий уменьшается, но стоимость ушерба сушественно возрастает. Рассматривается одна из важнейших задач -

23

подцержание на заданном уровне и оuенка надежности в nелом АСДУ и объекта управления. В nодобной постановке

задача надежности ранее не рассматривалась. Использу­

емый аппараттеория надежности, математическая стати­

стика, байесовский подход, нечеткое моделирование. Резуль­

тат - математические модели прогнозирования и оценки

надежности (с учетом действий диспетчера) системы АСДУ

иобъекта уnравления, nрограммный комплекс.

11.СоздаЮ:Iе методической, теоретической и пракrической базы Ш1Я подготовки диспетчерского персонма. По характеру

данная проблема носит в большей степени методически­

организационный характер. Результат - комплекс норма­

тивно-методических докумеirТов для создания системы ат­

тестаnии дисnетчерских кадров (вклюLJая комплексы зна­

ний и умений диспетчеров разных уровней); учебные пла­

ны и программы ДJIЯ повышения квмификаnии диспет­ черского персонала, для спеuиальной подготовки выnуск­ ников технологических кафедр, ориентированных на рабо­ ту в диспетчерских службах, системы тестирования знаний, наборы учебно-тренировоLJНЬIХ задаLJ и др.

12. Проблема оuеНЮ1 качества функционирования АСДУ не­

посредственно связана с усилением роли '-'Тандартов, соблю­

дение которых гарантирует реальное внедрение достижений

научно-теХI-ШЧескоrо проrресса. Важным эталом в достижении качества функционирования АСДУ яв.llЯется сертификаuия

информаuионно-управляюших систем автоматизированного

диспетчерского управления.

Изречение Норберта Винера: <<Мы изменили свое окружение так радикально, LJтo теnерь должны изменять себя, LJтобы жить в

новом окружении>>, - имеет прямое отношение к актуальности

слепиальной подготовки диспетчерского персонала, которая выз­

вана качественно новым программно-техническим информаuи­

онным окружением современной диспетчерской.

Решение проблем автоматизаuии технологических проuессов для нефтегазовых компаний приобретает еше большую остроту в

связи с принятнем Киотских соглашений. Сейчас устойчивое ин­

дустриальное развитие (sustainaЫe industrial development) возмож­ но лишь при соблюдении экологических критериев и норм. Эта

конuепuия экологически аргументированной технологии разви­

тия промышленноrо производства принята мировым сообществом

24

и реализуется большим числом центров «Чистого производства>>,

которые открываются под эгидой ЮНЕСКО во многих странах. Ограничения в применении классических методов производства

энергии, отход от ориентации в производстве и управлении толь­

ко на экономические показатели, переход к учету экологических

критериев ориентированы в дальнейшем развитии на техничес­

кую политику, соответствующую понятию коллективного равно­

весия по Парето.

Выше бьmи представлены лишь некоторые из проблем, реше­

ние которых составляет научно-методические основы теории

диспетчерского управления. Диспетчерское управление в своем теоретическом аспекте будет синтезировать знания из многих предметных областей, таких как теория управления, информатика,

теория искусственного интеллекта, системный анализ, синерге­

тика, психология, компьютерное обучение и др.

25

Литература

1. Андреев Е.Б., Куцевич Н.А., Синенко О.В. SСАDА-системы:

взrляд изнутри.- М.: <<РТСофт>>, 2004.

2. Вербило АС., Григорьев Л.И. Системные основы развития

дисnетчерского управления транспортом газа 11 Автоматизаuия,

телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - NQ 3. -

2005.

3. Григорьев Л.И. Диспетчерское управление трубопроводным

транспортом газа: состояние, проблемы, перспе:ктивы 1 Матери­

алы 1-й Международной научно-технической конференции «Раз­

витие компьютерных комnлексов моделирования, оптимизации

режимов работы систем газоснабжения и их роль в диспетчерс­ ком управлении технологическими процессами в газовой отрас­

ЛИ>>. Т. 1.- М.: ИРЦ Газпром, 2004.

4. Григорьев Л.И., Власов С.А. Актуальные проблемы автома­ тизации на предприятиях нефтегазовой отрасли 11 Автоматиза­

ция промьшиенности.- NQ 6.- 2005.

5. Григорьев Л.И., Свистунов А.А. Единый подход к разработке

компьютерных тренажеров ддя диспетчерского управления неф­

те- и газотранспортными системами 11 Автоматизация, телемеха­

низация и связь в нефтяной nромьшmенности.- NQ 5.-2003. 6. Никалис Дж. Динамика иерархических систем (эволюцион­

ное представление). Пер. с англ. 1 Под ред. Б.Б. Кадомцева.- М.:

Мир, 1989.

26

Обавторе

Леонид Иванович Григорьев окончил в 1966 г. Московс­

кий институт нефтехимической и газовой nромышленности им. И. М. Губкина по спеuиальности <<Автоматика и телемеха­

ника>>, в 1969 г.- аспирантуру. В 1970 г. зашитил кандидатскую

диссертацию. После окончания института и до настоящего вре­ мени ведет преподавательскую работу; работает на кафедре АСУ с ее основания. В 1997 г. защитил докторскую диссертацию, а в 1998 г. получил ученое звание профессора.

С 1996 г. - заведующий кафедрой <<Автоматизированные сис­

темы управления» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина.

Имеет большой опьп преподавательской работы; прочитал

около двадцати курсов на русском и французском языках. Активно работает над созданием инфор:мационно-управляю­

щих систем в нефтегазовой отрасли, в частности, автоматизиро­

ванных систем диспетчерского управления. По инициативе и под

руководством профессора Л.И. Гршорьева организована и успеlШiо функционирует в Учебно-исследовательском uентре университе­

та качественно новая система повышения квалификаuии дис­

петчерского персонала ОАО <<Газпром•; создаются и внедряются

диспетчерские компьютерные тренажерные комплексы, разраба­

тьmаются основы теории диспетчерского управления.

Автор более 110 научных и учебно-методических работ в об­

ласти АСУ, моделирования, компьютерного обучения и тренаже­

ров, искусственного интеллекта, диспетчерского управления и

корпоративных информаuионных систем; лауреат премии акаде­

мика И.М. Губкина.

Эксперт в области сертификаuии информационных автома­

тизированных систем; зам. главного редактора научно-техничес­

кого журнала «Автоматизаuия, телемеханизация и связь в нефтя­

ной промьшиенности».

28