Введение к работе
Актуальності, проблемы. Единая система газоснабжения (ЕСГ) России представляет собой сложный производственно-технологический комплекс, объединяющий объекты добычи, переработки, транспорта и подземного хранения газа в единый иерархически управляемый процесс.
Особенностями ЕСГ являются: объективная необходимость централизованного диспетчерского управления потоками газа, значительная территориальная распределенность и большая размерность как ЕСГ в целом, так и ее отдельных объектов. Диспетчерское управление представляет собой магистральное направление развития человеко-машинных систем управления технологическими процессами. За последние годы существенно изменилась информационно-программная среда на рабочем месте диспетчера, повысились требования к качеству принимаемых решений.
Эти факторы, а также то, что транспорт газа является технологически опасным процессом, определяют актуальность разработки компьютерных средств поддержки принятия диспетчерских решений. К такого рода средствам следует отнести комплексы моделирования и оптимизации, а также компьютерные средства повышения квалификации диспетчерского персонала, в частности, диспетчерские тренажеры.
В настоящее время в России отсутствуют отечественные промышленные программные продукты современного уровня, а зарубежные пакеты моделирования и оптимизации не нашли своего применения из-за сложности российских газотранспортных систем (ГТС), отсутствия систем управления реального времени на объектах, а также в силу ряда других причин.
Основной причиной отсутствия работоспособных отечественных систем поддержки принятия диспетчерских решений в транспорте газа является низкий уровень технологии проектирования и разработки программного обеспечения. Большая часть существующих комплексов моделирования и оптимизации разрабатывалась на основе ставшей традиционной структурной методологии разработки программных систем, которая перестает эффективно работать при переходе к большим программным комплексам.
На смену этому подходу в последнее время пришла объектно-ориентированная парадигма, подразумевающая использование в качестве основных элементов конст-
рукции модулей, которые представляют собой совокупность логически связанных классов и объектов., образующих иерархию на основе наследования.
При проектировании компьютерных комплексов поддержки принятия диспетчерских решений управления газотранспортными системами целесообразно применение объектно-ориентированной технологии, поскольку ГТС по своей сути являются сложными распределенными системами, включающими множество взаимодействующих объектов с индивидуальными атрибутами {параметрами) и моделями поведения.
Проблема создания современных компьютерных систем поддержки принятия диспетчерских решений в трубопроводном транспорте газа имеет важное народнохозяйственное значение.
Пель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка на основе методологии объектно-ориентированного анализа и представления сложных систем технологии проектирования и организации компьютерных комплексов поддержки принятия диспетчерских решений по управлению трубопроводными газотранспортными системами.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
- разработка архитектуры системы классов и вычислительных объектов, адекват
но отображенных на множество технологических объектов и технологических
систем трубопроводного транспорта газа;
создание обобщенной схемы перехода от результатов объектно-ориентированного анализа к объектно-ориентированному проектированию и программированию модулей компьютерных комплексов;
- создание алгоритмов, поддерживающих технологию разработки программного
обеспечения для распределенных систем управления.
Научная новизна. В работе подготовлена научно-методическая база для создания современных компьютерных систем поддержки принятия диспетчерских решений. Получены следующие научные результаты:
проведен анализ методов разработки современного промышленного программного обеспечения;
предложена архитектура распределенных компьютерных средств управления, разработаны алгоритмы, ее поддерживающие;
разработана обобщенная схема перехода от результатов объектно-ориентированного анализа к объектно-ориентированному проектированию;
- предложено объектно-ориентированное представление моделей трубопровод
ных газотранспортных систем в компьютерных интегрированных комплексах.
Практическая ценность работы. Рассмотренные технологии проектирования и разработки программного обеспечения комплексов поддержки принятия диспетчерских решений в АСДУ (автоматизированных системах диспетчерского управления) трубопроводного транспорта газа использованы:
при разработке компьютерных комплексов моделирования и оптимизации режимов компрессорных станций и газотранспортных систем ООО Мострансгаз;
- при создании компьютерных тренажерных комплексов диспетчерского управ
ления (уровня газотранспортных предприятий Белтрансгаз и Лентрансгаз) газо
транспортной системой «Ямал - Европа».
Поскольку рассмотренные в диссертации технологии и алгоритмы имеют достаточно универсальный характер, они могут найти применение при проектировании и разработке компьютерных комплексов поддержки не только диспетчерских решений, но и поддержки выбора рациональных решений в области реконструкции и развитая газотранспортных систем.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Московском межвузовском научно-методическом семинаре "Компьютерные технологии профессиональной подготовки" (декабрь 1993 г.); IV Всероссийской научно-методической конференции "Тренажеры и компьютеризация профессиональной подготовки" (ноябрь 1994 г.); Международной конференции по инженерному образованию (май 1995 г.); Конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России ''Новые технологии в газовой промышленности" (сентябрь 1995 г.); Выставке-конференции КомпьюМаркетинг 96 (март 1996 г.); Второй всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России (сентябрь 1997 г.). Публикации. По результатам исследований и разработок опубликовано десять печатных работ и одна монография.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глаз, выездов и списка сокращений; изложена на 143 страницах, содержит 5 табл»с 26 рисунков, список литературы из 102 наименований.
