автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизированная система технико-экономической оценки месторождений нефти и газа

. N

V

На ггравах рукописи

Богаткина Юлия Геннадьевна

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА

Специальность 05.13.06 - Автоматизированные системы управления

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1999г.

Работа выполнена в Российском Государственном университете нефти и газг

имени И.М.Губкина

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор, заслуженны]

деятель науки

Овча1

иапло Лев Александрович

Научный консультант

Оффициальные оппоненты:

- доктор экономических наук, главный научный сотрудник

Пономарева Ирина Александровна

- доктор технических наук, профессор Цвиркун Анатолий Данилович

- кандидат технических наук, профессор Павлов Сергей Николаевич

Ведущая организация: АО «Газавтоматика».

Защита состоится 2000т в /Н ^Мас. ОМ^, С

ни заседании диссертационного совета К053.27.10 Российской государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российской государственного университета нефти и газа им.И.М.Губкина

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доце]

1999г.

В.Д. Салунцов

I тг- /: <о

I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ

Актуальность проблемы. В последнее время наиболее актуальным становится создание компьютерных автоматизированных систем, способных осуществлять ввод, хранение и обработку большого объема информации с возможностью гибкой настройки на определенную математическую модель технико-экономической оценки месторождений нефти и газа (ТЭО МНГ)-.

На практике накоплен определенный опыт создания подобных программных разработок. При этом одной из наиболее актуальных проблем для ТЭО МНГ в настоящее время являются - семантика экспертных знаний, их компьютерная интерпретация, а также создание интеллектуальных проблемно-ориентированных интерфейсов с целью достижения максимальной семантической совместимости конечного пользователя н ко?,отыотерной системы.

Изучение н анализ работ, посвященных вопросам семантического представления экспертных знаний и компьютерных информационных технологий, позволили разработать принцип построения автоматизированной системы (АС), который по сравнению с традиционной технологией структурного программирования, является более эффективным способом решения задачи ТЭО МНГ с помощью средств вычислительной техники.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы являлись исследования и разработка АС ТЭО МНГ, которая может являться составной частью САПРов по разработке МНГ.

Основными задачами работы, определенными поставленной целью, янлялись:

• исследования и разработка принципов построения АСТЭОМНГ адаптивной к изменениям геолого-технологкческой и экономической информации по месторождениям;

• разработка структуры АС ТЭО МНГ;

• создание программных средств логико-семантического моделирования и интерпретации экспертных знаний с целью гибкой настройки АС ТЭО МНГ на определенную технико-экономическую модель расчета;

• создание фреймового макроязыка для трансляции моделируемых алгоритмов в реляционную схему Кодда с целью хранения информации d наиболее распространенных форматах баз данных (Paradox, Dbase).

Методы исследования. Основные результаты диссертационной

работы получены на основе использования теории и методов искусственного интеллекта (ИИ), теории графов и принципов построения сложных систем.

Научная новизна работы заключается в разработанном и реализованном в АС ТЭО МНГ методе логико-семантического моделирования экспертных знаний на компьютере с целью ТЭО МНГ. Этот метод позволил сформировать общую информационную базу системы, основанную на моделях геолого-экономической оценки запасов природных углеводородов и прогнозных моделях оценки технико-экономических показателей (ГЭП) МНГ.

Основными достоинствами данного метода являются:

• быстрая настройка АС ТЭО МНГ на определенную модель математических вычислений технико-экономических показателей (ГЭП) МНГ;

• возможность дальнейшего аддитивного наращивания сложности алгоритмов по мере получения более полной и точной информации о расчетных моделях ТЭП МНГ.

Основные научные результаты по проблеме создания программного обеспечения АСТЭО МНГ и математического аппарата обработки экспертной информации представляемые на защиту:

• сформирован необходимый набор решений для проведения ТЭО МИГ по определенной модели расчета;

• разработана структура АС ТЭО МНГ;

• разработаны и реализованы программные средства построения интенсиональных проблемно-ориентированных баз знаний, включающих наборы аналитических решений поставленной задачи;

• разработана математическая модель ведения диалога пользователя с компьютерной системой;

• разработана графовая модель построения семантических сетей для формирования баз знаний предметной области;

• проведена классификация и выявлены характерные особенности структурных связок функциональной семантической сети с целью создания универсального математического аппарата планирования расчетов ТЭП МНГ на сетях;

• разработаны алгоритмы планирования вычислений на функциональных проблемно-ориентированных семантических сетях;

• разработан фреймовый макроязык для трансляции моделируемых алгоритмов в реляционную схему Кодда с целью хранения расчетной информации в наиболее распространенных форматах баз данных (Paradox, Dbase).

Практическая ценность работы состоит в возможности автоматизированного построения алгоритмов расчета и оценки основных 1ЭП МНГ с учетом содержания и объемов исходной геолого-технолопяеской и экономической информации. Разработанные методы и программные средства моделирования и планирования вычислений на функциональных

семантических сетях дают возможность решать проблему построения расчетных алгоритмов пользователям-непрограммистам.

Реализация результатов работы. Разработанная АСТЭО МНГ была внедрена в лаборатории "Нечетко-стохастического моделирования месторождений природных углеводородов" ИПНГ РАН и применялась для проведения ТЭО месторождений Западной Сибири и Ирака в рамках госбюджетной тематики "Создание научных основ и методов экономической оценки комплексного освоения месторождений в условиях рыночной экономики" под руководством в.н.с., д-эл. Пономаревой И.А-

Апробацня работы. Основные положениия работы докладывались н обсуждались на трех научных конференциях.

1. XIV Губкинские чтения "Развитие идей И.М.Губкина в теории и практике нефтегазового дела", Москва, 1996.

2. Вторая всероссийская конференция молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России. Москва, 1997.

3. Научная конференция, посвященная 10-летию Института проблем нефти и газа. Москва, 1997.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных

работ.

Структура н объем работы. Диссертационная работа состоит го основной части и приложений. Основная часть состоит из введения, четырех глав, заключения н списка литературы. Общий объем работы 142 страницы, список литературы содержит 84 наименования. В работе 46 рисунков и 7 таблиц.

2 СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Но введении приводится обоснование актуальности темы, формулируются цели и основные задачи исследования и кратко излагается содержание работы.

К первой главе диссертационной работы рассматриваются н анализируются задачи геолого-технологической и экономической оценки месторождений нефти и газа (таблица 1, рис.1).

Таблица!

Задачи геолого-технологического моделирования вариантов разработки месторождений нефти я газа

• Трехмерная визуализация нефге-, газоносной залежи

• Высоко-скоростные методы построения геологических карт с моделированием разломов

• Гидродинамическое моделирование пласта с целью анализа, контроля и оптимизации разработки месторождений природных углеводородов

• Трехмерное визуальное моделирование и оценка многофазного притока к сильно наклонным, горизонтальным к разветвленным скважинам

• Оптимизация профиля скважины и увеличение ее продуктивности

• Многовариантное проектирование, оперативный контроль и анализ результатов бурения скважин

Показывается, что результаты моделирования геолого-технологических показателей по вариантам разработки месторождений являются исходной информационной базой для проведения ТЭО МНГ в многостадийном проектировании.

Рис Л. Задачи ТЭОМНГ

Приводится анализ существующих принципов построения АС для решения подобного рода задач, указываются особенности этих программных продуктов, рассматриваются достоинства и недостатки их применения (таблнца2).

Таблкца2

Особенности применения автоматизированных систем технико-

экономической оценки месторождений

: 11азвм№ пакета ;7: Р<К*>ППЗДЯ»Г : НедосЙткя применения

СОМГАК РНОЛХГГ ЕХЗРЕКТ Закрые системы в виде ' загрузочных файлов. • Жестко заданный перечень исходных данных. • Периодическое отставание системы от быстро изменяющихся условий реализации расчетов. • Отсутствие современного диалового интерфейса.

РКОРЗРПЧ (ЮБЬ АЛЬТ-ИНВЕСТ ОиЕ5ТОК-2000 Открытые системы, разработанная на основе электронных таблиц. • Плохо защищены от ошибочных действий пользователя. • Сбои систем при ручной корректировке алгоритмов.

Обосновывается целесообразность создания интеллектуальной АС 1ЭО МНГ, ориентированной на обработку больших объемов экспертной геолого-технологической и экономической информации по месторождениям

Подробно рассматриваются вопросы компьютерной семантики и характеристика различных моделей семантических баз знаний. На примерах ряда прикладных задач приводятся принципы и методы построения интеллектуальных АС.

На основе проведенного обзора выдвигается ряд конкретных требований для построения АС ТЭО МНГ, а также адекватных средств представления в ней экспертных знаний с созданием соответствующего программного обеспечения.

Во второй главе приводится классификация месторождений по степени их разведанносги и изученности. На основании приведенной классификации рассматриваются основные аналитические зависимости (экономико-математические модели), исходя из которых производится формирование алгоритмов расчета основных оценочных показателей месторождения.

Применяемые в АС ТЭО МНГ модели используются как для условий недостаточной степени изученности новых месторождений - статический метод оценки выявленных запасов нефти, так и при наличии полной и более детальной информации по месторождениям, получаемой на стадии составления технологических схем и проектов разработки месторождений.

Статический метод оценки запасов включает аналитические зависимости, по которым происходит расчет основных оценочных показателей месторожения: извлекаемых запасов и предельных отборов нефти из расчета на одну добывающую скважину с последующим определением величины капитальных и эксплуатационных расходов, включая

налоги, а также определение величины денежной наличности предприятия.

. 10

В данной главе отмечается, что прогнозная модель расчета ТЭП МНГ применяется при наличии исходной геолого-технологической информации в динамике по годам разработки МНГ.

Модель предусматривает определение денежной ценности нефти и газа по месторождениям на основе расчета системы экономических показателей: капитальных вложений, эксплуатационных расходов, выручки от реализации нефти и газа на внутреннем и мировом рынках (в рублях и долларах), дохода, прибыли, налогов, включая особенности расчетов по разделу продукции.

В заключение делается вывод, что:

• модели могут быть представлены в виде иерархической системы;

• возможно изменение или расширение комплекса решаемых задач;

• возможно изменение методологий определения показателей и соответствешю изменение моделей;

• представленные модели являются информационной базой АС ТЭО МНГ, дающей возможность дальнейшего наращивания сложности системы.

В третьей главе диссертации рассматриваются принципы построения АС ТЭО МНГ и принципы построения расчетных алгоритмов, которые можно рассматривать как один га способов, позволяющих более эффективно решать задачу ТЭО МНГ -с применением средств вычислительной техники.

Принцип моделирования расчетных алгоритмов состоит в следующем.

Во-первых, каждый расчетный алгоритм может расчленяться (не обязательно едннствешшм образом) на конечное число алгоритмов,

называемых подсистемами сложной системы; каждая подсистема в свою очередь расчленяется на конечное число более мелких подсистем - до I юлучения таких частей (называемых элементами сложной системы), которые не подлежат дальнейшему расчленению.

Во-вторых, сформированные алгоритмы, входящие в АС ТЭО МНГ, функционируют не изолированно, а во взаимодействии друг с другом.

В-третьих, моделируемый алгоритм, как сложная система, может состоять из определенного числа иерархически взаимосвязанных подсистем (алгоритмов), которые могут быть по-разному скомбинированы и организованы.

В-четвертых, любой формируемый алгоритм, может являться продолжением более простого алгоритма.

На основании отмеченных принципов, расчетные алгоритмы, входящие в состав АС ТЭО МНГ, собираются го определенного набора компонентов. Эти компонента можно рассматривать или как отдельные функционально-законченные расчетные подсистемы (алгоритмы), или как элементы (алгоритмы) для построения новой расчетной модели. Модели представляются как объекты описания задачи, которые могут содержать аналитические формулы или стандартный алгоритм расчета. Построенная таким образом математическая модель расчетов может трансформироваться, уточняться, конкретизироваться в зависимости от поставленных экспертами условий-.

В главе дается подробное описание структуры компьютерной системы, состоящей га (рис.2.) I

• диалогового интерфейса;

• подсистемы хранения исходной информации;

• подсистемы формирования расчетных моделей;

• библиотеки расчетных модулей; . •подсистемы фреймов - заданий;

• системной программы планирования вычислений;

• подсистемы проведения расчетов;

• 1 юдсистемы хранения расчетной информации;

• подсистемы вывода итоговых таблиц и трафиков.

ПОДСИСТЕМА ХРАНЕНИЯ ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ

ИНТЕВМТИвНЫИ ПОЛЫОВЮЕЛЬСШЙ ИНТЕРФЕЙС

ФРЕЙМА ЗАДАНИЯ

ПОДСИСТЕМА ФОР*«РОвАНИЯ РАСЧЕТНЫХ МОДЕЛЕЙ

ПОДСИСТЕМ», ПРОВЕДЕНИЯ РАСЧЕТОВ

ППЛЯИРОви*и

ВЫЧИСЛЕНИЙ

ПОДСИСТЕМА ХРАНЕНИЯ РАСЧЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ

БНЬЛНОТВА РАСЧЕТНЫХ МОДУЛЕЙ

ПОДСИСТЕМА ВЫВОДА ИТОГОВЫХ ТАБЛИЦ И ГРАФИКОВ

4

Рис.2. Структура АС ТЭО МНГ.

В главе приводится математическая модель ведения диалога пользователя с АС ТЭО МНГ и подробное описание принципов визуального моделирования функциональных семантических сетей, содержащих расчетные модели.

Особенность модели ведения диалога заключается в том, что

исходная проектируемая система расчетов - множество 8(М,1) является

базовым и формируется на определенном множестве расчетных технико-

экономических показателей - аналитических зависимостей (моделей) М,

создаваемых пользователем в течение времени и такнх,что (рис.3):

М=(М„ МЛ М„... М„), г=1,п, (1)

хде М, - /-я модель расчетов.

Элементом множества £>{М,0 может являться некоторая система 8Ь полученная следующим операторным преобразованием:

«■¡ = (Ш), (2)

где

1) - оператор преобразования множества М в систему Б,- за время С

Н дальнейшем возможно постеленное наращивание сложности системы расчетов пользователями диалоговой компьютерной системы. При этом дополнительные подсистемы - множества 8(М,Л1), сформированные за время Л! на множестве моделей М (математических зависимостей, не входящих в базовую систему расчетов), аддитивно встраиваются в систему 3(М,<) так, что:

М=(МЛ М; _ Д,... Мп) , (3)

где

Му - определенная модель расчетов, не входящая в базовую систему Элементом системы 5>(М,Д0 может -являться некоторая система полученная следующим операторным преобразованием:

8У= Л1), (4)

где

I/ - оператор преобразования множества М в систему за время А1

15 результате такого наращивания получается модифицированная система - множество 5(М',1/) на расширенном множестве математических зависимостей М', сформированных за время ?

ЦМ'Х) = 8(М,0 и Я (М, Л«). (5)

Существенно то, что множество подмоделей М является счетным, а аддтивное наращивание базовой системы 51{М,<) не предполагает изменения структурных связей, существовавших до момента ее дополнения.

Вместе с тем, множество М' решений задачи включает в себя общее множество В (В=Мг>М), определяющее точки аддитивного перехода от базовой системы - множества 8(МД) к множеству Я(М,АО,

В=(ВЛ В2.....В„... В,), 1=1,к, (6)

где

- определенное множество точек перехода от базовой системы ¡5(М,1) к дополнительной системе 8(М,Л1).

м-

ВСМ

вс-.м

Рис.3. Графическая иллюстрация модели ведения диалога.

Практическая реализация механизма ведения такого диалога основана на методе пошаговой детализации математической модели (следование от "общего к частному").

В четвертой главе рассматривается модель семантической сети, содержащая множества алгоритмов решения задачи и графовая модель планирования !шчнслеш!Й, которая явилась теоретической основой для моделирования (планирования) вычислительных алгоритмов в АС ТЭО МНГ.

Структура сети состоит из множества взаимосвязанных блоков (Рис.4). Каждый блок соответствует определенному классу, включающему множества семантических подсетей. При этом подсети содержат возможные варианты расчета экономического показателя, указанного в блоке,

В главе дается характеристика структурных особенностей функциональных семантических сетей, рассматриваются возможные конфликтные ситуации при отсутствии необходимых решений в сети.

В главе рассматриваются принципы статического и динамического планирования вычислений, отличающиеся степенью определенности принятия решений при реализации задания. В первом случае имеется возможность однозначно описать структуру моделируемого алгоритма. Во втором случае структура алгоритма зависит от результатов расчета, получаемых на предыдущих уровнях вычислений.

Принцип планирования вычислений в АС ТЭО МНГ происходит поэтапно, вследствие чего алгоритм строится из компонентов самого низкого уровня, а на каждом следующем шаге происходит укрупнение его компонентов за счет слияния элементов низших уровней.

Рис.4. Укрупненный вид семантической сети в составе АС ТЭО МНГ

Математическая модель расчетов, рассматриваемая в данной работе, может быть охарактеризована в виде двудольного графа. С = (А,В,Е), где А-множество в ершик-параметров, В-множесгво вершин-функцно1шльных отношений, Е-множество ребер графа.

Данный граф <7 представляется матрицей смежности В порядка пхп, которая определена следующим образом:

(1, если в С есть дуга (ТУ, Р/) (7)

О, в противном случае,

где

Р„ Р} - вершины графа С.

Из способа построения матрицы В вытекают следующие ее свойства:

• матрица В симметричная, с нулями по диагонали;

• число единиц в 1-ой строке матрицы В равно степени соответствующей вершины.

При этом для доказательства двудолыюсти графа <7 применяется теорема Кенинга. На основании этой теоремы в АС ТЭО МНГ применяется следующий способ распознавания двудольности графа:

• начиная с произвольной вершины под номером 0, ищутся все вершины из сс окружения, которым присваивается порядковый номер 1;

• на следующем шаге для окружений вершин с порядковым номером 1 приписывается следующий порядковый номер 2 и т.д.

Таким образом, при разбиении исходного графа С? на две части, где Л - множество вершин с четными номерами, а В - множество вершин с нечетными номерами, получим два подграфа С{А) и С(В). Если оба подграфа пусты, то граф С двудольный. Отметим также, что если граф С связен, то будут пронумерованы все его вершины. Параллельно с матрицей смежности формируется вектор М,, содержащий признаки типа вершин (признак 118

соответствует вершине-параметру, О-вершине-отношению). Рассмотренный метод применяется в АС ТЭО МНГ для проверки правильности построения двудольных графов.

Для моделирования алгоритмов расчета, формируемых на основе 1рафовой модели, формулируется запрос-задание системе. Это задание поступает в систему с помощью специальной управляющей функции 7% включающей искомую вершину и перечень необходимых вершин-параметров (исходных данных). Специальная системная программа (планировщик вычислений) анализирует поступившее в систему задание и проводит поэтапное решение задачи, в результате чего, происходит преобразование неориентированного двудольного графа <7, в орграф (7* решения задачи. Полученный граф также должен являться двудольным, что проверяется вышеуказанным методом маркировки вершин.

Механизм формирования алгоритма расчета, который реализует программа-планировщик, основан на построении ранжированной матрицы В' того же порядка, что и исходная матрица В, или ранжированной матрицы более низшего порядка, если в вычислениях будет задействована только часть вершин, входящих в исходный двудольный граф С.

Ранжированная матрица будет определяться следующим образом: {к, если в <7* есть связь " (8)

где

к - номер /-ой вершины в маршруте (Р„ Р]).

Матрица В', обладает следующими свойствами:

• все вершины-параметры, имеющие в векторе Л/, признак - 1 и являющиеся искомыми, последовательно нумеруются нечетными номерами;

• все вершины-отношения, имеющие в векторе М, признак - О, последовательно нумеруются четными номерами;

• найденным в матрице паросочетаниям между вершинами-отношениями и соответствующим им вершинам параметрам присваивается метка "-1";

• терминальные исходные вершины-параметры не нумеруются.

Формирование многомодульного алгоритма осуществляется с помощью алгоритма поиска в глубину и алгоритма определения 11аросочетаннн в двудольном графе.

В результате работы алгоритма поиска в глубину выявляются иерархические уровни между классами подсоединяемых подсетей и автоматически строится многомодульный алгоритм вычислений.

Алгоритм автоматически выделяет иерархические уровни, на которых осуществляется слияние компонентов низших уровней в вершины сети, лежащие уровнем выше. Такой подход дает возможность конечному пользователю. АС ТЭО МНГ дополнять каждый иерархический уровень графа новыми компонентами расчета, расширяя тем самым его функциональные возможности. В случае динамического планирования вычислений, структура ориентированного двудольного графа будет полностью зависеть от результатов вычисления в ряде узловых вершин графа, содержащих критерии оценки расчетной информации.

Алгоритм паросочетаний является составной частью алгоритма поиска в глубину. Опишем данный метод.

Пусть в - двудольный неориентированный связный граф. В процессе определения паросочетаний между искомыми вершинами-параметрами и

функциональными отношениями, вершинам присваиваются порядковые номера (ПН - номера) и определяются ранги функциональных отношений. В начале вершины не имеют ПН-номеров и ранги отношений не определены. Начинаем с искомой вер шины-параметра »><>. Присваиваем ей ПН-номер ПН (»•о)=1 и выбираем произвольно одно из функциональных отношений, с которым эта вешина соединена ребром. Ребро помечается, и определяется ранг функционального отношения. Если ранг отношения равен единице, то функциональное отношение будет разрешено относительно искомого параметра. При этом формируется ориентированный двудольный подграф С меньшей размерности, чем исходный неориентированный граф <7. Если ранг отношения больше единицы, то-естъ, кроме искомой вершины неизвестно л параметров, входящих в функциональное отношение, - поиск решения на графе продолжается.

Результатом работы алгоритмов планирования является генерация программного кода на фреймовом макроязыке. Слоты фреймов включают предложения описания.

• отдельных параметров модели, имеющих ссылки или на имена ячеек с исходной информацией, или на имена других фреймов;

• отдельных функциональных отношений, имеющих ссылки на определенный критерий обработки (оценки) информации.

Последовательность расстановки слотов во фреймовой структуре определяется алгоритмом поиска, а каждый сегмент вычислительной сети на фреймовом языке будет представлен следующей последовательностью записей:

Модуль 7 {Расчет эксплуатационных затрат (экспресс-метод)}

Слот1 (Параметр!: Нлс,N1)

Слот2 (Параметр 2: ЫдоЛ,Т1)

СлотЗ (Параметр 3: ЫдП,Т2)

Слот4 (Отношение 1: Зэ1=Нпс*(Ндн1+Нг[г1) )

Слот5 (Параметр 11: А1,3э1)

Слотб (Параметр 10: Калц Модул:, 6 )

Слот7 (Параметр 4: Нпрн, N2)

Слот8 (Параметр 5: 0Ш,ТЗ)

Слот9 (Отношение 2:3'э!й=Нпр*0н1)

СлотЮ (Параметр 8: А2, З'энО

Слот11 (Отношение 4: З'эН З'энО

Слот 12 (Параметр 12: АЗ, З'эО

Слот13 (Параметр 13: А'Ш, Модуль 3)

Слот 14 (Отношение 6: 3эр«=3э(+3'э1+нал1+А'п1)

Слот 15 (Параметр 14:А4, ЗэрО

Конец 7

Описание модели начинается с оператора Модуль, параметром которого является имя (номер) фрейма. В следующих записях (слотах фрейма) срдержатся операторы идентификации вершин-параметров и функциональных отношений. Так, например:

• в слогах 1,2,3,7,8 показаны связи вершины с именами ячеек, хранящих информацию;

• в слотах 6,13 показаны ссылки на имена других фреймов (модулей);

• в слотах 4,9,11,14 показаны формулы расчета параметров модели;

• в слотах 5,10,12,15 показаны имена ячеек, где будут храниться расчетные значения параметров модели.

Последний оператор в описании модуля - оператор Конец, где в

качестве параметра определено имя (номер) фрейма, как и в операторе

Модуль. ;

22

,'1ля кктерпрегашш сформированного алгоритму применяется математическая модель, преобразующая структуру апгорш"ма в реляционную схему Кодда с целью хранения расчетной информации н наиболее распространенных форматах баз данных. При этом все аналитические зависимости представляются наборами отношений /?*, определенных на п своих атрибутах Будем представлять отношения в виде таблиц

данных, столбцы которых определим как простые домены или просто домены, имеющие каждый свое уникальное имя. Интерпретация отношений основывается на операциях над доменами, часть из которых может исключаться или добавляться к формируемой модели, а также может меняться расположение доменов в отношениях. Так, под отношением Я будем понимать некоторое подмножество декартова произведения доменов D^ - множеств возможных параметров (атрибутов) моделируемой системы, где

Я (Хь...х1 СГ ОрЮ>х... 0=1,п). (9)

Это отношение указывает на существование определенных функциональных зависимостей между значениями параметров моделируемой системы, которые представляются декартовым произведением их доменов. Получаемый при этом кортеж будет являться элементом л-арного отношения, для которого выполняется следующее условие:

еЯ. (10)

При этом каждое отношение Я будет обладать следующими свойствами:

• каждая строка представляет отношение из п параметров,

• каждое отношение может быть упорядочено по доменам;

• кроме простых доменов в отношение могут входить домены, содержащие другие отношения.

Домен, как некоторый искомый атрибут х, моделируемой системы обозначим через у, получив при этом следующую функцию:

(х,,...^^^...^ , (11)

которая является разрешением функционального отношения для атрибута хгу. При одном искомом атрибуте ранг отношения равен 1, при от искомых атрибутах ранг равен п-т. В рассматриваемых моделируемых алгоритмах ранг некоторого отношения К может быть равным 1.

На основании этой модели будет происходить преобразование алгоритма в реляционную схему Кодда. В результате автоматически будет сформирована таблица, показывающая связи между параметрами расчетной

модели.

Таблица 3

Связи между параметрами расчетной модели

Табдйца Верйина; У1Л

XI XI 1 1

Х2 Х2 1

хз ХЗ 1

Х5 Х5 1

Х6 Х6 1 1

Х7 Х7 I 1

Х8 Х8 1 1

Х9 Х9 1 1

Х4 Х4 [Х4=Х5+Х6+Х7+Х8 2 1

Х10 Х10 К10=Х 1 -(Х4+Х9) 2

XII XII XI1 =Х 1 -(Х2+ХЗ+Х6+Х7+Х8+Х9) 2

В первом столбце таблицы указаны имена баз данных, где хранятся значения исходных параметров для расчетов. Во втором столбце отмечены имена исходных- параметров, которые совпадают с именами таблиц, где

будут храниться значения параметров. В третьем столбце указываются расчетные формулы - формальные отношения между параметрам}« расчетной модели. В последующа столбцах указываются имена искомых вершин семантической сети. Единицами в матрице отмечены связи между параметрами расчетной модели, а двойками отмечены функциональные отношения, которые разрешены относительно искомой переменной (параметра).

На основании сформированной таблицы АС ТЭО МНГ формирует программный код на языке SQL, который имеет следующий вид;

CREATE TABLE Х4 (Х5 DECIMAL(14.4), Х6 DECIMAL(14,4), Х7 DECIMAL(14.4), Х8 DECIMAL(14.4))

CREATE TABLE Х10 (XI DECIMAL( 14.4), X9 ОЕСШАЦ 14,4), X4 DECIMAL(14.4)) CREATE TABLE XI1 (XI DECIMAL<14.4), X2 DECIMAL^ 14,4). X3 DEC 1МАЦ 14,4), X6 DECIMAL^ 14,4), X7 DECIMAL(14.4). X8 DECIMAL(14.4). X9 DEC1MAL(14.4)) SELECT X5.X5, X6.X6, X7.X7, X8.X8, FROM X5, X6, X7, X8 WHERE X5.T=X6.T AMD X6.T=X7.T AND X7.T=X8.T

SELECT X5.X5. X6.X6, X7.X7. X8.X8, FROM X5. X6. X7, X8 WHERE X5.T=X6.T AND X6.T=X7.T AND X7.T=X8.T

SELECT X5.X5, X6.X6, X7.X7. X8.X8, FROM X5. X6, X7, X8 WHERE X5.T=X6.T AND X6.T=X7.T AND X7.T=X8.T

INSERT INTO X4 (T.X5.X6.X7.X8) VALUES (:T.:X5.:X6.:X7,:X8)

INSERT INTO ХЮ (T.X1.X9.X4) VALUES (:T.:X1,:XS.:X4)

INSERT INTO XI1 (ТД1JOJOДВ^Э) VALUES (:T.:X1.:XZX3.X6.:X7.:X3.:X9)

UPDATE X4 SET X4 =XS+X6+X7+X8"WHEREX4.T =X4.T

UPDATE X10 SET XI0 =X1 -(X4 +X9) WHERE X10.T =X I O.T

UPDATE X11 SET X11 =X 1ЧХ2+ХЭ+Х6+Х7+Х8+Х9) WHERE XU.T =X11.T

В данной главе приводится также подробное описание алгоритмов работы планировщика вычислений и примеры использования АС ТЭО МНГ для решения поставленных задач.

3. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Сформирован необходимый набор решений дня проведения технико-экономических вычислений по определенной модели расчета.

2. Разработаны и реализованы программные средства построения интенсиональных проблемно-ориентированных баз знаний, включающих наборы аналитических решений поставленной задачи.

3. Разработана математическая модель ведения диалога пользователя с компьютерной системой.

4. Разработана графовая модель построения семантических сетей для формирования баз знаний предметной области.

5. Проведена классификация и выявлены характерные особенности структурных связок функциональной семантической сети с целью создания универсального математического аппарата планирования технико-экономических показателей на сетях.

6. Разработаны правила диагностики функциональной семантической сета на полноту информации.

7. Разработаны принципы планирования аналитических вычислений в АС ТЭО МНГ ориентированные на качественную оценку информационного базиса АС ТЭО МНГ и количественную оценку результатов расчетов с 1фимененнем компьютерного мониторинга.

8. Разработаны алгоритмы планирования вычислений на функциональных проблемно-ориентированных семантических сетях.

9. разработан фреймовый макрозык для трансляции моделируемых алгоритмов в реляционную схему Кодда с целью хранения расчетной информации в наиболее распространенных форматах баз данных (Paradox, Dbase).

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Богаткииа Ю.Г., Бочкарева Т.Ю., Еремин H.A., Панарнн А.Т

О методе системной оценки эффективности разработки крупных месторождений. //"Нефтяное хозяйство", N 1-2, 1995г., стр.52-55.

2. Пономарева И.А., Богаткииа Ю.Г. Особенности экономической модели оценки вариантов разработки месторождений в условиях рынка. // "Экономика и управление нефтегазовой промышленности", (ВНИИОЭНГ) N 12,1996г., стр.7-11.

3. Пономарева И.А, Богаткииа Ю.Г. Информационно-расчетная система экономической оценки вариантов разработки месторождений. // "Нефтяное хозяйство", N 2, 1997г., стр. 4-5.'

4. Богаткииа Ю.Г. Планирование вычислений в информационно-расчетной системе экономической оценки вариантов разработки месторождений. // "Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности", (ВНИИОЭНГ), N7-8,1997г., стр. 11-13.

5. Богаткииа Ю.Г. Алгоритмы работы планировщика вычислений в информационно-расчетной системе экономической оценки вариантов разработки месторождений.// "Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности", (ВНИИОЭНГ). N9-10,1997г., стр. 2-4.

6.Богаткииа Ю.Г. Компьютерная система экономической оценки вариантов разработки нефтяных и газовых месторождений. Тезисы к конференции молодых ученых - Новые технологии в газовой промышленности", ГАНГ им. И.М. Губкина, сентябрь 1997, с.42-43.

7. Богаткииа Ю.Г Пономарева И. А., Н.А.Еремин, Л.А.Овчаров Интеллектуальный графический интерфейс для моделирования вычислений

технико-экономических показателей вариантов разработки нефтегазовых месторождений.// «Нефтяное хозяйство»,№4, 1998г., Москва, сгр.60-62.

8. Боткина Ю.Г., Овчаров J1.A. Преобразование функциональной семантической сети в реляционную схему Кодда в автоматизированной системе технико-эконмической оценки вариантов разработки месторождений нефти и газа. // "Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности", (ВНИИОЭНГ), N7-8,1998г., стр. 10-13.

9. Пономарева И.А., Богаткина Ю.Г., Лындин A.B. Модель экономической оценки вариантов разработки месторождений на условиях СРП. // Нефть, газ и бизнес, № 4,1999, с.24-26.