автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Обработка пространственной информации для оказания информационной поддержки обеспечения газом промышленных предприятий на основе топологических отношений

На правах рукописи

САМОЙЛОВ Александр Сергеевич

ОБРАБОТКА ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ОКАЗАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГАЗОМ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА ОСНОВЕ ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ

Специальность

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа-2015

ЬОКТ 2015

005563308

005563308

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет» на кафедре геоинформационных систем

Научный руководитель: д-р техн. наук, проф.

ПАВЛОВ Сергей Владимирович

Официальные оппоненты: д-р техн. наук, проф.

МИХЕЕВА Татьяна Ивановна

ФГБОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени С.П. Королева (национальный исследовательский университет)», профессор каф. организации и управления перевозками на транспорте

канд. техн. наук, доц. АХМЕДЖАНОВ Фарит Маратович

ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный университет экономики и сервиса», доцент каф. информационно-управляющих систем

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный

нефтяной технический университет», г. Уфа

Защита диссертации состоится 27 ноября 2015 г. в 14ю час. На заседании диссертационного совета Д 212.288.03 на базе ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет» по адресу: 450000, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет» и на сайте www.ugatu.su

Автореферат разослан О 4 ■ № 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д-р техн. наук, проф.

{7 [м X В.В.Миронов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования

Одним из основных факторов, влияющих на развитие регионов Российской Федерации, является рост промышленности, обусловленный развитием существующих и созданием новых промышленных предприятий, деятельность которых зависит от бесперебойного и безаварийного обеспечения энергоресурсами, важную роль среди которых занимает природный газ, большая часть потребления которого приходится именно на промышленные предприятия, осуществляемого эксплуатирующими инженерные сети предприятиями, которые, как правило, имеют сложную иерархическую структуру.

Обеспечение газом промышленных предприятий осуществляется специализированными организациями с помощью совокупности комплексов иерархически и территориально распределенных объектов, которые взаимосвязаны между собой на региональном уровне, но в тоже время являются частью системы обеспечения газом федерального уровня. Процесс обеспечения газом промышленных предприятий связан с обработкой с обработкой информации об объектах, специфика которой заключается в важной роли пространственной составляющей, поэтому для организации качественной обработки и поддержки принятия решений необходимо использовать геоинформационные системы (ГИС).

Учитывая динамику развития потребностей промышленных предприятий в газе, правительством Российской Федерации принимаются меры, направленные на регулирование процессов обеспечения газом, что свидетельствует о важности проблемы рассматриваемой в данной диссертационной работе. В рамках правительственных программ по развитию обеспечения газом промышленных предприятий, создаются информационные системы, в которых на сегодняшний день не решены все проблемы, связанные с обработкой пространственной информации.

Для возможности использования пространственной информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий в решении аналитических задач (например, поддержка принятия решений при локализации аварийной ситуации) необходимо обеспечить непротиворечивость и качество пространственной информации, применяя топологические отношения.

Изложенные выше вопросы и необходимость разработки механизмов их решения обуславливают актуальность темы диссертационного исследования, целью которого является разработка методов и алгоритмов обработки пространственной информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий.

Степень разработанности темы

Методологической основой исследования вопросов применения информационных технологий в различных областях, управления сложными системами, а так же обеспечения информационной поддержки при принятии решений

послужили работы отечественных и зарубежных авторов А. М. Берлянта,

A. Д. Иванникова, А. В. Бакланова, А. В. Кошкарева, С. В. Павлова, Р. 3. Хамитова, В. Е. Гвоздева, Б. Г. Литвака, Т. И. Михеевой, А. А. Емельянова,

B. Я. Цветкова, А. М. Трофимова, Д. А. Поспелова, Р. Ф. Томлинсона, Т. А. Гавриловой, Л. С. Берштейна, С. Л. Белякова и др.

Различные аспекты развития и использования информационных систем при обеспечении промышленных предприятий энергоресурсами и управления информацией о пространственно-распределенных объектах нашли свое отражение в работах таких исследователей, как А. В. Аносов, Д. Д. Верховский, В. Н. Лосев, Д. Е. Андрианов, Р. А. Штыков, В. С. Панкратов, В. В. Александров и др.

Исследования топологических отношений, с помощью которых описываются взаимосвязи между пространственными объектами, нашли своё отражение в работах М. Эгенхофера, Э. Клементини, М. Зейлера, Де Мерса М. Н., Э. Митчелла и др.

Тем не менее, теоретическая проработанность процессов обработки пространственной информации об объектах обеспечении газом промышленных предприятий, остается недостаточной, а проблемы разработки информационных систем с использованием геоинформационных технологий и применением топологических отношений при решении поставленной задачи не исследованы в полной мере.

Объект и предмет исследования

Объектом является процесс обработки пространственной информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий на основе топологических отношений.

Предметом исследования являются методы организации хранения и обработки пространственной информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий с применением теории множеств и топологических отношений.

Целью диссертационной работы является разработка методов и алгоритмов обработки пространственной информации с использованием топологических отношений, для создания информационной системы обеспечения газом промышленных предприятий.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать метод формирования структуры распределенной базы пространственных данных об объектах обеспечения газом промышленных предприятий в сложноструктурированных геоинформационных системах.

2. Разработать метод поддержания базы пространственных данных об объектах обеспечения газом промышленных предприятий в актуальном состоянии на основе топологических отношений.

3. Разработать метод обработки пространственной информации для оказания информационной поддержки принятия решений при возникновении аварийных ситуаций на объектах обеспечения газом промышленных предприятий.

4. Осуществить программную реализацию предложенных методов и алгоритмов обработки пространственной информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий и провести анализ эффективности предложенных методов.

Научная новизна результатов работы

1. Метод формирования структуры распределенной базы пространственных данных об объектах обеспечения газом промышленных предприятий в сложноструктурированных иерархических геоинформационных системах, основанный на формальном анализе структуры входящих в её состав баз пространственных данных, позволяющий установить соответствие между всеми элементами распределенной базы пространственных данных и автоматизировать процесс синхронизации информации между базами пространственных данных входящими в её состав, тем самым повышая его эффективность.

2. Метод поддержания базы пространственных данных об объектах обеспечения газом промышленных предприятий в актуальном состоянии, основанный теоретико-множественном подходе, который заключается в выделении классов пространственных объектов и построении топологических отношений между ними для выявления и устранения топологических ошибок, позволяющий повысить качество пространственной информации.

3. Метод обработки пространственной информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий, основанный на использовании пространственной информации из распределенной базы пространственных данных и их анализе с помощью формализованных экспертных знаний, позволяющий осуществлять расчет запаса газа на отключаемом сегменте газопровода для повышения эффективности оказания информационной поддержки принятия решений при возникновении аварийной ситуации.

Теоретическая и практическая значимость

1. Метод формирования структуры распределенной базы пространственных данных в сложноструктурированных иерархических геоинформационных системах, основанный на формальном анализе структуры входящих в её состав баз пространственных данных на уровне взаимодействия баз данных, классов пространственных данных и атрибутивных характеристик, позволяющий установить соответствие между всеми элементами распределенной базы пространственных данных и автоматизировать процесс синхронизации информации между базами пространственных данных входящими в её состав.

2. Метод поддержания базы пространственных данных обеспечения газом промышленных предприятий в актуальном состоянии на основе топологических отношений, основанный на теоретико-множественном подходе, который заключается в выделении классов пространственных объектов и построении

топологических отношений между ними для выявления и устранения топологических ошибок, позволяющий повысить качество пространственной информации, что является необходимым условием для возможности её дальнейшего использования при решении функциональных задач.

3. Метод обработки пространственной информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий, основанный на использовании пространственной информации из распределенной базы пространственных данных и их анализе с помощью формализованных экспертных знаний, позволяющий осуществлять расчет замаса газа на отключаемом сегменте газопровода, что повысило эффективность оказания информационной поддержки принятия решений при возникновении аварийной ситуации на объектах обеспечения газом промышленных предприятий.

Практическую значимость имеет применение данных методов для проектирования и реализации системы обработки пространственной информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий, что подтверждается актом ввода в промышленную эксплуатацию ОАО «Газпром газораспределение Уфа» (свидетельство государственной регистрации программы для ЭВМ от 29.04.2013 № 2013614353 и свидетельство государственной регистрации программы для ЭВМ от 17.04.2014 № 2014614124) и актом внедрения в учебный процесс.

Методология и методы исследования

В работе использовались методы системного анализа, структурного анализа и проектирования, математический аппарат теории множеств, методы геоинформационного моделирования, теория реляционных и объектно-ориентированных баз данных.

На защиту выносятся:

1. Метод формирования структуры распределенной базы пространственных данных об объектах обеспечения газом промышленных предприятий в сложноструктурированных геоинформационных системах, основанный на формальном анализе структуры входящих в её состав баз пространственных данных.

2. Метод поддержания базы пространственных данных обеспечения газом промышленных предприятий в актуальном состоянии на основе топологических отношений, основанный на теоретико-множественном подходе и использовании топологических отношений между классами пространственных объектов.

3. Метод обработки пространственной информации для оказания информационной поддержки принятия решений при возникновении аварийных ситуаций на объектах обеспечения газом промышленных предприятий, основанный на использовании для расчетов информации об объектах из распределенной базы пространственных данных и анализе результатов с помощью формализованных экспертных знаний в виде продукционных правил.

4. Программная реализация методов и алгоритмов обработки пространственной информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий, и результаты проведенных анализов их эффективности.

Достоверность и апробация полученных результатов

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях и семинарах: Межрегиональная научно-практическая конференция «Региональные проблемы развития и совершенствования земельно-имущественных отношений» (Уфа, 2010), 2-6-я Региональная конференция пользователей программных продуктов компании ESRI (Уфа, 2011-2015), XVIII-XX Конференция пользователей ESRI в России и странах СНГ (Москва, 2012-2014), V международная конференция «Геоинформационные технологии и космический мониторинг» (Ростов-на-Дону, 2012), Производственно-техническая конференция молодых специалистов ОАО «Газпром газораспределение Уфа» (Уфа, 2014), Третья международная конференция «Информационные технологии интеллектуальной поддержки принятия решений» (Уфа, 2015).

Основные материалы диссертационной работы опубликованы в 20 источниках, включая 3 статьи в изданиях из перечня, утвержденного ВАК России («Вестник УГАТУ», «Электротехнические и информационные комплексы и системы», «Инженерный вестник Дона»), 3 материала научных конференций и 2 свидетельства о государственной регистрации программы ЭВМ.

Публикации

Основные материалы диссертационной работы опубликованы в 20 источниках, включая 3 статьи в изданиях из перечня, утвержденного ВАК России, 3 материала научных конференций и 2 свидетельства о государственной регистрации программы ЭВМ.

Связь темы исследования с научными программами

Работа выполнена в соответствии с региональной Стратегией развития организации обеспечения газом уровня Республики Башкортостан «Стратегии развития ОАО «Газпром газораспределение Уфа» на среднесрочную (до 2015 года) и долгосрочную (до 2020 года) перспективу», которая разработана на основе стратегии развития обеспечения газом в масштабах Российский Федерации.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из 187 страниц машинописного текста, включающего в себя введение, четыре главы, заключение, список литературы из 140 наименований и четыре приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выполненной диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, отмечена научная новизна, выделены положения, выносимые на 'защиту, приведены теоретическая и практическая значимость работы.

В первой главе проведен системный анализ проблемы обеспечения газом промышленных предприятий. Рассмотрены особенности информации и пространственных объектов, использующихся в процессе обеспечения газом. Проведен анализ существующих информационных систем, которые используются для обработки информации и информационной поддержке при обеспечении газом промышленных предприятий на территории регионов Российской Федерации. Сформулирована необходимость разработки новых топологических отношений для поддержания целостности базы пространственных данных. Проанализирована проблема локализации аварийной ситуации и расчета запаса газа объектов обеспечения газом. Поставлены цель и задачи исследования

Во второй главе предлагаются метод формирования структуры распределенной базы пространственных данных, исходя из того, что специалисты каждого отдельно взятого территориального подразделения (ТП) используют в своей работе информацию о территории своей зоны обслуживания и о части территорий зон обслуживания соседних подразделений, при этом соседними подразделениями считаются подразделения, у которых имеются общие границы обслуживания, требуется детальное описание всех составляющих пространственной информации и связей между ними (рисунок 1). Введены обозначения: DB0 — база данных всей организации обеспечения газом, DB; — база данных г'-го территориального подразделения организации, где i = 1, n, п — количество территориальных подразделений организации, а распределенная база данных всей организации, является объединением этих баз данных. DBt*- база данных по зоне обслуживания одного ТП, DBffc- база данных по содержащая информацию, входящую в состав баз данных двух соседних ТП, DBijfo — база данных с информацией входящей в зону обслуживания не менее трех соседних ТП.

Введем обозначение: BOD — база общих данных для всей организации, то есть таких данных, которые более чем одному территориальному подразделению.

Так как существуют данные общие для нескольких подразделений в виде BOD, то необходимо организовать их централизованное хранение в составе DB0 и разработать структуру, позволяющую осуществлять репликацию и синхронизацию частей DB, для каждого i-ro подразделения, так как после редактирования данных в базе данных подразделения DB; и согласования их общих частей DBfy в соседних подразделениях, они обновляются в DB0.

ОВ0 = и ОВ;.

¡=1л

= т; у ов^иФк.

к=1,п 1=1,п

= СВ[ П ОВй, где 1 = 1,п; к = 1, п; 1 Ф к.

ЪВт = DB¡ П ЪВк П ОВ;-

= ЭВ?, п ОВ;дк п ОВу.

о в:

■шЬ.

ОВцк

о в; о в;

Рисунок 1 - Графическое представление распределенной БД

Для обеспечения заданных технических и функциональных требований к базе пространственных данных требуется обеспечение взаимодействия между классами пространственных объектов и атрибутивной информацией. Осуществляется это за счет использования модели данных ОМ0 и введения функции отображения Т^-, с помощью которой, используя информацию о связях, содержащуюся в модели данных можно устанавливать однозначное соответствие между пространственными и атрибутивными составляющими Т;7(ОМ0) = ОМ[;-(Рис. 2).

А„ ... Аи

ОВл

£¡1 ...

X— —х

___'

■Аи

__'

£>В,-

Рисунок 2 - Схема построения функции отображения для установления соответствия между данными в ОВ0 и 0В;;-.

Предложен метод поддержания базы пространственных данных в актуальном состоянии на основе топологических отношений, основанный на теоретико-множественном подходе, позволяющий сформулировать топологические отношения между пространственными объектами. Приведем некоторые определения:

1: (Ух, касается,У2) <=> (Уг°ПУ2° = 0) Л (У1ПУ2 Ф 0),

т.е. э(х;,у;) е аТ^Схк.у,) е ат2:х; = хк,у,- = у,. 2: (У1(внутри,Т2) <=» (У^У, = У^Л (У^ПУ^ Ф 0), т.е. для е У1,Э(хк,у1)еТ2:х| = хк,У) = у,.

3: (Уг, не пересекается,У,) ФЗ (Г1ПУ2 = 0), т.е.-,3 (х!,у() е У!,(хк,у,) е У2: х; = хк,У) = у,.

4:((У1,),соответствие, (У2,0£)) (У^ПУ^ = 0)л(У1ПУ2 Ф 0) Л Л (0-^0*),

т.е. э(х!,у)) е ау1,(хк,у1) £ 9У2:х, = хк,^ = уь такие, что О'? Ф 02.

Метод поддержания базы пространственных данных обеспечения газом промышленных предприятий в актуальном состоянии, основанный на выделении классов пространственных объектов и построении предложенных топологических отношений между ними, позволяет выявлять и устранять топологические ошибки между классами пространственных объектов, обеспечивать непротиворечивость пространственной и атрибутивной информации.

Метод обработки пространственной информации для поддержки принятия решений по локализации аварийной ситуации на объектах обеспечения газом промышленных предприятий основывается на использовании пространственной информации об объектах непосредственно из базы пространственных данных, позволяя моделировать аварийную ситуацию, рассчитывать объем запаса газа в трубопроводе и формировать необходимые отчеты.

Рисунок 3 — Пространственная информация об объектах обеспечения

газом промышленных предприятий

На рисунке 3 присутствуют обозначения: А - место возникновения аварийной ситуации, 5,- местоположения запорной арматуры. Множество сумм протяженностей сегмента газопровода вычисляется как сумма про-тяженностей входящих в его состав участков /Д

15 = I X 1*г*5 = 6= X ^

и=1Лх У 1=1,тя

Для вычисления запаса газа на отключаемом сегменте газопровода зададим функцию <3 = (¿(У, Т, Р, г) (где V - геометрический объем сегмента газопровода, м3; Т- температура газа, град.К; Р - давление газа, кг/см2; г — коэффициент сжимаемости газа), в которой выделим составляющую С^, зависящую от пространственной информации: (2 = (ЬОО * 02(Т,Р,г), таким образом запас газа на ¡-м участке газопровода при стандартных условиях С1< = Ци(Уд * СЫ(Т,Р,2), где V;

В третьей главе разработана функциональная модель процесса обработки пространственной информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий. Фрагмент разработанной функциональной модели приведен на рисунке 4.

Рисунок 4 - Декомпозиция функции «Осуществить проверку корректности данных на основе топологических правил»

Анализ построенной функциональной модели позволил выделить перечень объектов предметной области, составляющих множество сущностей информационной модели процесса обработки пространственной информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий, выделить атрибуты сущностей и формализовать связи между сущностями.

На основе предложенных методов были разработаны соответствую-

щие алгоритмы: формирования структуры распределенной базы пространственных данных, поддержания корректности информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий в базе пространственных данных на основе топологических отношений, поддержки принятия решений по локализации аварийной ситуации на объектах обеспечения газом промышленных предприятий.

Для функционирования информационной системы разработан алгоритм взаимодействия входящих в её состав компонентов, которые позволяют использовать имеющийся функционал, а так же осуществлять обработку пространственной информации для решения расчетных и аналитических задач. Укрупненная логическая структура приложения состоит из четырех разделов, схема которых приведена на рис. 5.

Геоинформационная система оказания информационной поддержки обеспечения газом промышленных предприятий

Просмотр информации

Перемещение

Масштабирование

Поисковые задачи

Функциональные задачи

Специализированные поиски

^Универсальный поиск

Гидравлический расчет

Поддержка принятия решений при аварийной ситуации

Инструменты

Линейка

Печать

Закладки

Рисунок 5 - Укрупненная логическая структура приложения

В четвертой главе осуществляется реализация предложенных методов и алгоритмов обработки пространственной информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий, после чего проводится анализ эффективности их внедрения.

Программная реализация формирования структуры распределенной базы пространственных данных позволяет осуществлять репликацию баз данных территориальных подразделений, организовать распределенное хранение, ввод большого количества пространственной информации и последующую синхронизацию.

Реализация поддержания в актуальном состоянии базы пространственных данных об объектах обеспечения газом промышленных предприятий на основе топологических отношений, позволяющая обеспечивать корректность информации в базе геоданных и использование пространственных данных с построенными на них топологическими отношениями для решения функциональных задач оправдала свою эффективность позволив выявить и исправить большое количество ошибок топологии в базе пространственных данных (141 574

ошибки). На рисунке 6 серым цветом выделены найденные топологические ошибки пространственных объектов.

Рисунок 6 - Результат выявления топологических ошибок объектов переход диаметра, материала газопровода (точечный) — «должен совпадать с конечной точкой» газопровода по территории Республики Башкортостан (4371 ошибка)

Реализация поддержки принятия решений по локализации аварийной ситуации на объектах обеспечения промышленных предприятий газом, позволяет решать функциональные задачи:

1. выделять на карте газопровод, на котором возникла аварийная ситуация;

2. проводить анализ направления движения потока газа и выводить список запорной арматуры, которую необходимо перекрыть для локализации аварийного участка;

3. определять какие газопроводы и потребители останутся без газа;

4. выполнить расчет запаса газа на отключаемом участке газопровода в соответствии с алгоритмом, вычислить суммарный фактический часовой расход потребителей и вывести сводный отчет.

Результат выполнения обработки пространственной информации представлен на рисунке 7.

Рисунок 7 — Результат обработки пространственной информации для поддержки принятия решений при возникновении аварийной ситуации

Анализ эффективности использования системы показал, что разработанные методы, алгоритмы и программная реализация формирования распределенной структуры базы пространственных данных позволили в 4 раза сократить время, затрачиваемое на синхронизацию данных (рисунок 8).

3503

= = 2500

7 ~ а

2 £ 2000

5 =

1 1 1500

~ =

I | 1000

я и

I I 500

О

О 10 20 50 40 50 60 70 Количество реплицнрованных баз данных территориальных подразделений, единиц.

Рисунок 8 — Время, затрачиваемое на операцию синхронизации в зависимости от количества реплик баз данных территориальных подразделений: 1 - без использования предложенных методов и алгоритмов; 2-е использованием предложенных методов и алгоритмов

На основе анализа диаграмм Ганта (рисунок 9) можно сделать вывод что использование геоинформационной системы обработки пространственной информации для оказания информационной поддержки при обеспечении газом промышленных предприятий при возникновении аварийной ситуации сокращает временные затраты на доступ к пространственной информации и проведение с её использованием расчетов в 40,5 раз.

Х9 ЛгкобрьШЫ » Название задачи Декабрь 20 N

i 1 г 1 J 1 < 1 i , \ 2 \ S

1 Поиск места возникновении аварии 5 минут 1 Поиск места возникновения аварии 5 минут

2 Поиск и изучение пространственной информации о мосте аварии и объектах 10 минут i z Поиск и изучение пространственной информации о месте аварии и объектах S минут i

к Расчет часового расхода raía потреб. 1л,.. Ьзягз ! Ю минут 1

5 Запрос и получение мнформтни о необходимом оборудовании н материалах ь». 4 Пол}-ченне ннформтнн о необходимо» оборудовании и материалах 20 минут

6 Отправка машины снабжения на объект 45 минут S 5 Отправка машины снабжения на объект 45 минут

7 Контроль отключения и пуска таза 1ч.с ь 6 Контроль отключения и пуска газа ' час i

8 Общее время 4 Д"" J 7 Общее время 2 часа 25 минут

а б

Рисунок 9 - Процесс получения пространственной информации: а - «как было» - без использования системы; б - «как стало» с использованием системы

В заключении приводятся основные результаты и выводы по диссертационной работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан метод формирования структуры распределенной базы пространственных данных об объектах обеспечения газом промышленных предприятий в сложноструктурированных иерархических геоинформационных системах, основанный на формальном анализе структуры входящих в её состав баз пространственных данных, позволяющий установить соответствие между всеми элементами распределенной базы пространственных данных и автоматизировать процесс синхронизации информации между базами пространственных данных входящими в её состав.

2. Разработан метод поддержания базы пространственных данных об объектах обеспечения газом промышленных предприятий в актуальном состоянии, основанный на теоретико-множественном подходе, который заключается в выделении классов пространственных объектов и построении топологических отношений между ними для выявления и устранения топологических ошибок, позволяющий повысить качество пространственной информации.

3. Разработан метод обработки пространственной информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий, основанный на использовании пространственной информации из распределенной базы пространственных данных и их анализе с помощью формализованных экспертных знаний, позволяющего осуществлять расчет запаса газа на отключаемом сегменте газо-

провода для повышения эффективности оказания информационной поддержки принятия решений при возникновении аварийной ситуации.

4. Разработан алгоритм и осуществлена программная реализация системы обработки пространственной информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий, основанная на клиент-серверномом подходе с использованием сервис-ориентированной архитектуры, повысившая эффективность доступа к пространственной информации большого количества пользователей.

Анализ результатов внедрения показал, что разработанный метод формирования структуры распределенной базы пространственных данных позволил автоматизировать процесс синхронизации информации и в 4 раза сократить затрачиваемое для этого время. Реализация метода обработки пространственной информации об объектах обеспечения газом промышленных предприятий, позволяющего осуществлять расчет запаса газа на отключаемом сегменте газопровода позволил повысить эффективность поддержки принятия решений путем сокращения времени, затрачиваемого на получение пространственной информации и проведение необходимых расчетов сотрудниками организации в 40,5 раз.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В рецензируемых журналах из списка ВАК

1. Обработка пространственной информации в распределенной ГИС ресур-сораспределительной организации промышленного региона / С. В. Павлов, А. С. Павлов, А. С. Самойлов // Вестник УГАТУ: научн. журн. Уфимск. гос. авиц. техн. ун-та. 2013. Т. 17, № 5 (58). С. 122-128.

2. Использование топологических отношений для обеспечения актуальности базы пространственных данных в распределенной геоинформационной системе газоснабжения промышленных предприятий / С. В. Павлов, A.C. Самойлов // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2014. Т. 10. №3. С. 76-89.

3. Проектирование структуры распределенной базы пространственных данных в сложно структурированных иерархических географических информационных системах / С. В. Павлов, А. С. Самойлов // Инженерный вестник Дона. 2015, № 1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/nly2015/2755

В других изданиях

4. Разработка корпоративной геоинформационной системы газораспределительной организации / А. С. Самойлов, А. С. Павлов // Геоинформационные технологии в проектировании и создании корпоративных информационных систем: межвуз. науч. сб. Уфа: УГАТУ, 2011. С. 23-29.

5. Разработка подсистемы информационно-справочных и поисковых задач ГИС газораспределительной организации. / А. С. Павлов, С. В. Павлов, А. С. Самойлов, Э. Ф. Сахаутдинов // Геоинформационные технологии в проек-

тировании и создании корпоративных информационных систем: межвуз. науч. сб. Уфа: УГАТУ, 2012. С. 32-39.

6. Организация обработки пространственных данных в распределенной геоинформационной системе газораспределительной организации / А. С. Павлов, С. В. Павлов, А. С. Самойлов // Геоинформационные технологии в проектировании и создании корпоративных информационных систем: межвуз. науч. сб. Уфа: УГАТУ, 2012. С. 57-62.

7. Координация работы пользователей ГИС энергораспределяющих организаций с использованием модуля ArcGis Workflow / А. С. Павлов, Н. Ф. Куннакужина, С. В. Павлов, А. С. Самойлов // Геоинформационные технологии в проектировании и создании корпоративных информационных систем: межвуз.науч. сб. Уфа: УГАТУ, 2013. С. 26-32.

8. Определение аварийного запаса оборудования и материалов на складах газораспределительной организации с использованием сетевых данных ArcGIS / И. Р. Давлиев, В. Н. Дунаева, А. С. Павлов, А. С. Самойлов // Геоинформационные технологии в проектировании и создании корпоративных информационных систем: межвуз. науч. сб. Уфа: УГАТУ, 2013. С. 91-97.

9. Корпоративная геоинформационная система газораспределительной организации на основе технологий ArcGIS Server / С. В. Павлов, А. С. Павлов, А. С. Самойлов // «ArcReview» современные геоинформационные технологии.

2013. № 1.64. С. 6-9.

10. Разработка программного обеспечения для корпоративной ГИС региональной газораспределительной организации / С. В. Павлов, А. С. Павлов, Э. Ф. Сахаутдинов, А. С. Самойлов // Геоинформационные технологии и космический мониторинг: по матер. V междунар. конф. Ростов-на-Дону: Изд-во Юж. федер. ун-та, 2012. С. 324.

11. Актуализация пространственной информации об объектах сетей газоснабжения промышленных предприятий на основе построения топологических отношений / С. В. Павлов, А. С. Самойлов // Геоинформационные технологии в проектировании и создании корпоративных информационных систем: межвуз. науч. сб. Уфа: УГАТУ, 2014. С. 15-23.

12. Анализ инструментальных средств для внесения изменений в структуру корпоративной базы геоданных / Н. Ф. Куннакужина, А. С. Павлов, А. С. Самойлов // Геоинформационные технологии в проектировании и создании корпоративных информационных систем: межвуз. науч. сб. Уфа: УГАТУ,

2014. С. 68-75.

13. Использование модели данных при разработке структуры базы геоданных географических информационных систем ресурсораспределительных предприятий. / А. С. Самойлов // Геоинформационные технологии в проектировании и создании корпоративных информационных систем: межвуз. науч. сб. Уфа: УГАТУ, 2015. С. 23-29.

14. Разработка программного обеспечения для поддержки принятия решений по локализации аварийной ситуации на ресурсоснабжающей сети на основе ГИС-технологий. / А.С. Самойлов // The 3rd Int. Conf. «Information Technologies

for Intelligent Decision Making Support». Ufa State Aviation Technical University, 2015. P. 98-103.

15. Свид. о гос. per. программы для ЭВМ № 2013614353. Программное обеспечение для построения маршрутов перевозки оборудования и материалов при ремонте инженерных сетей / И. Р. Давлиев, В. Н. Дунаева, А. С. Павлов, С. В. Павлов, А. Р. Сайдуганов, А. С. Самойлов. М.: Роспатент, 29.04.2013.

16. Свид. о гос. per. программы для ЭВМ № 2014614124. ГИС ОАО «Газпром газораспределение Уфа» / И. Р. Давлиев, А. С. Павлов, С. А. Мишустин, С. В. Павлов, С. В. Плеханов, Т. У. Бикташев, А. Р. Сайдуганов, А. С. Самойлов. М.: Роспатент, 17.04.2014.

Объекты интеллектуальной собственности

Диссертант

А. С. Самойлов

САМОЙЛОВ Александр Сергеевич

ОБРАБОТКА ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ОКАЗАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГАЗОМ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА ОСНОВЕ ТОПОЛОГИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ

Специальность

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 23.09.2015 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать ризографическая. Тираж 100 экз. Заказ 159. Гарнитура «ТтеэКеууКотап». Отпечатано в типографии «ПЕЧАТНЫЙ ДОМЪ» ИП ВЕРКО. Объем 1 п.л. Уфа, Карла Маркса 12 корп. 5, т/ф: 27-27-600, 27-29-123