автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Разработка и применение инструментальных средств исследований систем энергетики

10ССШЖАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ 'ОТДЕЛПМЕ СИБИГСКШ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Нз правах рукописи

t/.акагсгасва Надазда Нюсолазвна

РАЗРАБОТКА II ПЛОТ ЕЖЕ МЮТВУШГГАЛЫИХ СГЕДСТП ИССЛЕДОВАНИЙ СИСТЕМ ЭНЕРГЕТИКИ .(IIA ПГКМЕГЕ ЗАДАЧ ЖИВУЧЕСТИ ECU)

05.13.10 - пркгопопко шчислто.ш1оа тетппсш, матоиатк-' ноского кодокроваиил и мзтсмзтачоских методов в научных исс-тетвзгг.'ях (в зпорготшсо)

Автореферат диссортации на соискания учанся стогани кзпдадатз Toîiiinocir/x паук

Иркутск - 1932

Работа шпагнша в CvrUipcicr,?.; снзрпггнчзскш института СО РАН.

Неучено ругазацэтояъ -

кзягяшгг пауп Л.В.Иассхш.

OJ-'-^aratnrG сгткзпты -

дэстор тохяичзшзге наук Н.й.Еорзпаз

кавдщзт tKU'iio-aiaTCKb'-i-ir'iöCKra: пдук В.К.Кзрпзчук

Еодзгцзя оргаиоецзл -

Еястшуг Eiíco;mc тоглтзртур PA1I

ззц^те состоггсл g k^d-fcm si i^aai-, ru ззссдгетлк

(»li'^EKpcE-araira сазгга 11 fvü.Eü.C'I ш зхспи ;ic?rrcpcvm

дяссортшрз; при СШнрстаи иязргь'пггесксж кктппуго СЮ ГДН па- ядзосу: 064033, Ир/сутск-чЗЗ, у г .Ларгзстовз. Ibü.

О дассортациоЕ козою ознщюацггъск б СкйЕютош Са51фсл)-

rü tLTfrirîirîc-n^ro гасппутв.

Сп;'":»' ns глпгр:4тат a заярошпэ

гэрЗэзс.* почагьо учр&иппия, проси: игарсалягь го адцсу:

КМСШ кротск-ЗЗ. ул. /ярксстопа, ISO, учзпэху cajtixrrapo

сшщ!аг.И5форч1шсго соната .

/лгарофорат рззоо;ш -¿О* ^.uAjJTot 1УУ_2. г.

УЧОЕЬ'-Î состарь Споц»-:2Сгзирана1шого ссгзте laiuwviT толстеете кзу::

_ Л-îi. Тркклия

Т. " Í

сспзя характеристика работы

Актуальность,продлсггц. Шайсояикость бос:ярзоо?лого функционирования пажпьгх систем хсигтзойоспо'гопил - систем псфте-и нгфтегфодуктосизойяпнл, высокая эколагзггоскэя опасность этих систем п случаи чрезвычайных ситуация (40), козрастзглкя прокзподствсшгьят риск и результате фкзитоясого износа соспу-дзвзпил и трубопроводов дплэвт neo Оолсо актуальная проЛ-хг/у исслолзвзтптя ягивучасти скотом псфто- я псЗтепродуетоспгаяхягля.

Исследования зпос систем котодзки мзтсмзпиоасого ксци-лирсвзпил позволяет рассмотреть различимо спсизрии воз.мугзгия и нзсЗзри короприлтея, пошшзгакх ПЗДСЯЗЮСТЬ футСПИОНИрОВЗНИЯ ЭТИХ СКСТОМ П '1С. что, п спою очсродь, требуот проводшшя КНОГОВарИ31ПП1ЫХ ШЧКСЛИТОЛЫМХ ЭКСШрИИОНТОВ <Г)Э). Проходимость остального описания ооюктов моделирования, а тшга !срупнсмзспггобиость и территориальная рассродоточонность этих скстом приводят к со pan ótico Сольких оСтемпп данных, что, п своя очередь, трзЗуст рззрзйотки Сольтах патетоз прясла мх программ (ГПТП) со спопиально создаваемым ин$зр:зпизтшыч сСяс-пэчепием п вндз сг.?, данных па осново современных СУБ1 и привлечения ЗПрНСТП'ЮС1СНХ и лзпско-лплгвистпчосгосх модолоя (кото-доз исдустпепяого илтоллогстл).

Очевидно, что право донг.э слоетых вичислитольтлс шеепзрн-нонт-в нопьзкехпю Сев создания специальных иютрумоптзльнк.' средств. В данная продаотнез области такко сродства, сСосЗзап-вв достоинства современных программных систем и ортантарс-взипио пз лолъзспзтслза-копрограммистов, npaimriocicn отсутствуют, в то npcr.ín как :u создзниз и использования отарызаят HCEUC ксзкотасти при проведении ИССЛОДЗПЗП'.Я И ПрИУЗКСП!« их результатов з пзрэдпея хозяйство.

Шль работа состоит в сездапяа для пропэяояяп ксслсдо-паист язснучоста о.гзкол систем кофтоенг&кпглл строя« (ECU) спзцазлыля гагструмоптзлыгых средств, удовлотяорпкйя слодуо-гим требованиям:

1) аргантация на пользеватслез-нопрегрзжкетап - спаинл-ЛИСТОВ В ПрЗДМОТЦОЯ области:

2) ннтегрзпил слота!!,пс ГПТП с базами лзтпнле па основа упи— псрсальних систем управлопип базэгш даниих (СУБД);

ZiWi I

3) есзкохпость адаптации зтга срздсга д-л других прод-котпых ойязстоа <п частности, для исслодапапня живучости ЕСГ

- одиноа системы газоснабаояия);

4) вазкожпость подключения сиатом искусствоипого шггол-локтз (зксгоргпгьпс систем) длл рашокия шихефармзлтаускых задач.

В диссертации рассматриваются и защищаются слпдусцио положения.

I. Принципы построения инструментальных средств исследования в вит диалоговых систем, езюдиляших шкоты гтр-,пслад-пых программ, оазы дашалс па осново угаторсалъных СУБД и ин-толлоктуалышя интерфейс с пользователем.

?,. ¡¿отопим построения СУБД-ориентиропзшшх программных комплексов, включающих системное ядро, настраиваемое па кошс-ротноо Iл'лложсико. пргаслздпыо программы и оззу да1пшх на осново универсальной СУБД.

3. Принципы организации транзитной области (ТО), оЗсспо-чнвзкзеа иоддарасу рзоочеа (локальной) Оазы данных НИЛ, оазы фактов экспортной систскы и оахон данными можду П.'Ш и интегрированной (о&аэя) базой данных, созданной на осново универсальной СУБД.

^з^чнзяновйзнэ рааота зз1слючготся и следующем.

Вгаршз сформулированы принципы построения инструментальных сродста исследования ккзучости скстом знорготгаси как кнтогриревзшюя кнтоллоктуглъноя системы, сЗъодипяккоа сис-токпео ядро, сазу данных с унинарезльноя СУБД и экспортную систему.

Впервые для данной продгатноа области продлонхип и апробирована методика, предлагающая коханизм транзитной области, языки манипулирования данными и программами и споцизлькыо программные сродства для интеграции прикладных програ»м, системного ядра и БД из осново универсальной СУБД.

Предложена и разработана фроймовап структура транзетноя области, позволяющая интегрировать формализованные и логико

- лингвистичоскио меняли и создашая продпосьшси для нового подхода к п-стапсшсз задачи исслодовзлия живучости СЭ.

Созданы принципиально левые кнетрумонтальныз сродства для организации вычислительного скстриманта исследования си-

стем зпорготики, представленные h виде диалоговая систск:-' организации раосгг с программным комплексом - ДКСО:'.

Практичоскзп значимость. Юзлизопана -.:з.псгсвзя ситтп-ка сргзнкззпки рая от с программным комплексом СГ). :сзте-рзя пыполпяпт роль инвариантного системного п;:рз, нзстраивз-; ■ кого на коцгспстпос прилеягнип п пззполяю:::о гс соединить а одиныя программный комплекс приклашмо про1*р;:ммы и базу ленных на оспогл унипосезльпоя СУШ!; выполнена адаптация системы для программного комплекса нсслзлсвзнип живучести единая сиг ■ темы псфтсснзгжнил - HWíJ И'1'.

_лпрзсапия рзеоти. пзвультзти раезти .пзклглынзлнзь на: !!сосоюзш:м семинара по комплексам программ математическая физики (Красноярск, i'JísJh

Псосовзиых семинарах "'/митзпнанпыа подход к исследованиям систем зперпзтнки" (Киев, fuu'j; Иркутск, i'j'jx);

vui Сизивскоя школе колодах ученых по пшктгк прикладных программ (Иркутск, l.íí'J):

XX конферошг.м научной молодата» Сийирского uiioprovK'iüo-кого института (Иркутск, luyu).

Основные результаты опубликованы в .-'I-a-'. Дирссртзпкя состоит из введения, трох глаз, заключения, списка литературы и прилокепня; содержит 120 страниц гскста, 17 рисунков. 1 таалицу. Список использсвзнкоя литоратуры пклечьат uu наименования.

ооиошкж оош'жмглк работы

Ü3 введении ССсснсвывззтся • актуальность темы диссертации, езрмулируотся ноль исследования. указывается научная но-вивпа и практическая значимость полученных результате:;.

В го рве а главе рассматривался ссопенпестн пелодевзпп;: г.г.»учестп систем энергетики (C'J). Под хивучестио пенимзхгг способность СЭ противостоять внешним возмущениям (экстремальным условиям функционирования, стихийным Седстпкм, катастрофам и друг:?,: чрезвычайным ситуациям), по девуекать развития каска лих авария с массовым опелачением пнгоыия патрс&гпслеги Цель исслодспашя яхлучссти СО состоит в пзоспоченни управления их развитием и функционированием, позволяаногз з^-

Захтат тфеедзловзтъ азкгакп всзяуксикя. Предметом. исследования галгагггя проносе возюпшопепия везмушепия, роакция системы онорпгосси. последствия для ттрооито.яся И, ГЗК0Н0Ц, способ ксмшнсаши иожодзтолышх песлодствиа.

и обобщенном вило задачи анализа кипучести систом энергетики и выбора средств и мероприятия по ев обеспечению »1017т быть сформулированы в сдедукшм ьшю:

С**« { ЛБ). ^(Б). Л С. к \ . (1)

(Б.У) £ О. с в | . <2)

0£ (Б.У) 2 и. I г I . <3)

Б - { О. О. X } , (4)

где и - экономичоския критерия, критерий жиоучости; V - возмущения; Б - еоостонноо состояние системы энергетики, вклвчзющое со структуру с» внешние условия развитая и функционирования о и параметры рожимов работы X. Ограничения (2) отражают аналитически зздзвзоиыо ограничения, формируемые» с учотом внешних условия О и нирмлтюю» на условия функционирования системы зиорготгаси; ограничения <3) включают так называемые алгоритмические ограничения, ?соторые но могут Оьггь заданы аналитически и ттюоуют для их пропорют выполнения некоторых рзечотои с использованием достаточна сложных матоиати чоских конался.

и пзвисимости от ксикрстнпго сря:рн:зпил исследуемых за лэч постановка (1)-(4) кожот икоть рззличныо особенности. ¡!а~ примор, ограничения на затраты могут рассматриваться как ограничения вида (2), а критерии живучости могут быть сводоны к одному и отражать, в частности, условия минимизации нодост-цускз целевого продукта систомоп энергетики или условия минимизации иодопоставки згоргопр>дуктз потребителю.

Среди особонностоя исследования живучости систом знорго-таси отмечается неопределенность информации о внешних возку -ысниях (время, мосте возникновения всзмуссния, их интенсивность пвдялтея трудиопродекззуехыми), что приводит к необходимости сценарного задания поомухониа в отличие от задач гнгенщ! безотказности, устойчивости и других свойств надопшос-ти систом одоргетгаа, где кояют быть использован ворсютсст-НЫ2 ПОДХОД К ОПрОДОДОНИО КХ ЧИСЛ0Ш1ЫХ 1ГСКЗЗЗТ0Л0Я. Использование ецэнарного подхода трооуот проведения кпогавзризэтшх

С

расчетов.

13!С!Ю отмочзстсл, что с7.ст0!ш ш:сргсти:гл ппляктсл соль-иими территориально рзспродалонпи-ми сисюмау.и, прл ксс-ло;::чм-пии которых необходимо учитывать зависимое. ь фулкцис):ирзг>з;.т.и одной са ст иормалыюх-о функционирования лругах глетом. ¡¡-¡а зависимость учютизстся из уровно то1дапко-оиэргот/.чог:;сго комшюксз страны (ТЭК), иа котором камлал система оноргст/;:/ пролстзвлзнз п агрегированном вида. И то я:.э время :гроЕо;'л:':/.з иагадосапка живучести па уровпо стдолших систем аноргеп'нх'л трейуот со-лсо мотального описания ебшегои, что привед/т пооЗходлкости использования саз данных для храпения банька объемов разнородных данных.

у.

;__I

> "

г'

П.

а « г" —т I

5 5 «-,

¡1- ,,._.......

«, и

□

1-лс.1. Сйтзл схека ксолодовпнн?. жипучости СЭ.

Осезя схома исслэдовзнка ¡кивучости СО ко;тат йить проиллюстрирована рис. I, где с - кзчаалез ссстспгло гнстсу..:;

1--ЫЯ споизрия позмуязния. приходного к 40: \ - на^ор мороприятиа, гавьгаетя ¡глзучость систсми с::огпп-п:".;

■ состояния системы поело псзму;::п;г.:л с учетом реали-

зации найарз мероприятии псвы:::я!с::1их :::иг;у\'псть спс"х;м:,::

Основная паль исследования кипуче ста с;) кежот о'ьть сезр-лировзнз как с::;.:о;:слз!;из набора меронрид: и;: г которых в условия?; нормального фупилглонировани; ни:,тезировать псс.г.одствил возмутни:!. !:зруи;::с:;нх п^мальпаз функционирование этих систем.

Автором выпоров а:;з.:нз схемы иса.г.здсвз:г:ти ::глвучестп одной га отраеловых с/.стсм снсрготичосксге ;:е:/.:ыглса страны (рис. 2) - одето,! систем.! нсфтсснайгония (ЕСН). которая в'.сго-

г.г.зг.елгг -

____г —-------

£ Формирование авизрин | Ш всзмулсния £

-------------,------------------ -

5 Анализ сфзрк'лрсвзкнсуо ело-5 й ::грт.:.с: везмуигзннг.гимеэтея ли г=-§ расчет:: дзппзу.у еххзнзрка ё

Оизккз аозшкнсстсй системы по поставкам нефтепродуктов

~ ~......—["~'г

^ Анализ наличии дефицитов

оистомо

_______ ________

и

Ьыбор мороприятиа по пош сопия нг.гоучости системы

Опопка возможностоя системы г.а поставка:,: нефтепродуктов С УЧОТОМ ГЯЗЛИЗЗПЛИ выорзн-ных мсропсиятад И ПВИ ВО -дзннск сцзнзр;:л возмущения

и::'________

I I

1"ис. й. Слома исследования амвучости КОН.

чаот системы нофто- и нофтопродуктоснаОняция. Он показал, что зтата ксследовании могут оыгь сгруппированы п зависимости от стппони формализации рощаомых на них задач. Этапы горвой груш характеризуются роионком формализованных задач, таких, например, ¡сан оцонка состояния оОмщ-оп системы или кокплокспзя ошшеа состояния всоя системы в шлом. Эгаш второй группы

(пл рис. Д вытлотгыо итрихсвгаза) сзъодхпяхгг задачн, ;!сп:,т::'л которых СОГОДНЛ ОПрОДСЛЯОТСЯ -ЗРУДИЦИОЙ И ГОГГУИЦКСЙ КССЛПДепЗ-телоя (ипачо говоря, плохофпркзлизуокых кии нсформэлизусмы^).

Г,о выполнения настоящей работы отсутствовало пр01рз.«ягоо обосгачсние решения неформализованных задач (задач птпрса rpyrunj). Отсутствова л такта иптоллшстуальлый ипторфяяс с газльзопзтолпм-непрограммистом и системные сродства, псзволлэ-цлэ автоматизировать вси схему исследован-« ¡кипучести КСН. Программное обоспсчсиио формализованных загоч йыло представлено a виде отдельных прикладных прозрамм, вьтюлнякших мрнку состояния обьоктов системы и определение возможностей системы по поставко энергоносителя потребителям. Ираграг.гш по были связаны с интегрированной базой данных,разрабатываемой для исследования живучести систом энорготики.

С ислья повышения эффективности проведения исследования живучести Ь'СП была поставлена задача рззрзеотют инструментальных сродств поддоржки схомы исследования ташучости ЕС 1!, удовлетворяющих слодуюпмм требованиям:

- возможность проведения многоваризнтных рссчотов;

• обеспечение пользовательского '.ттгторфспсз, ориентированного на пользователя-непрограммиста, специалиста в продт мотпоа еоласти;

- возмокашеть решения как фарггзлкзепгпаых, так и плехс-фор».ПЛИЗуС1.тых ЗЭЛГ!;

- ориентация на комплексный хзрзютр проводимых исследования. т.о. возможность параллольпого проведения исследования для всех CD с у татем кх взаимного влияния друг на друга:

- создание предпосылок логической независимости системных уродств от информзгтнонпего сбзспечония, т.о. от нспользу-окса универсальней СУБД;

- использование кмоюккхся фушеционзльпых модулой (ранее накопленного потенциала);

- пзстроала на выбранную предметную область (кзетрумоч-талыг.ге средства долиты Сыть инвариантны к предметная области)-

Проведенный автором анализ схемы исследована язтучпет:: ¡•:см показал, что дщ автоматизации исследования необходим; слзлуиия ипструмснтальнга сродства:

1) прикладные программы для проведения вычислительных

•J

эксгоригептш с ксгодъзоизтюи форвздкзошнззя «одзлоа.

2) база дзнних яз осипло укишрсояыпя СЛЦЦ для-информационного оопечопия ano программ и согласования с исслпдова-ниями доугих систем энергетики.

3) зкепортпыо сиотомы для роионил ноформализуомых задач, возникавших при формировании сшнзрдав возмущения, анализе педучоаных решения, формировании мероприятий по попышонию живучести CltCTOMIi и т.д.;

4) ипталжисгуашмв программный комплокс для автоматизации в соя схемы исследования, обаспочивапшя, с олноя стороны ютограпио присланных программ, оззы дагашх и экспортных систем, а с другой - гагшллокгуалыид» (дружоствошшя) иггорЛзас с подьзовзтолом такого комплекса.

Инструментальные сролотоз первой и лтороа групп ориентированы па подгатошовпого польаова^оля - исследователя, выполнявшего рзечоты, связанные с оценкой состояния систем энергетики, d та время кзк инструконтзльиыа средства тротьоя и чотюртов групп (разработкой которых занимался автор) должны учигдазть необходимость но посредство шюго участия в исследованиях пользователей - пспрогрзммистов - экспертов иди лиц, принимающих решения из осночо иковдихся в их распоряжении данных и знаний.

Анализ совраконного положения ад п области разработки программного обсспочоикл покззлл:

I) требования, продышляоиые к инструментальным средствам подлсрааги схемы исследования хеивучести Ш1, выходят за рзмки возмоншостоа сушэствуших инструментальных систем раз-prdoTJB! проблемно-ориентированных программных комплокезв;

?.) отсутствуют готовые к промышленному использованию инструментальные сродства разрзоотго! ■ шгголлоктуздыых программных комплексов, объодапятаих патсоты прлсладных программ, базы данных на основе универсальных СУ1^Д и зкепертпыо систоми.

Гаккк образом, на основании обзора -литературы докззивз-отся необходимость рззработкй сшииальпых инструмостольких средств. ориентированных на исслодовадая живуюсти Ш1.

Во второй главе диссертации рассматривается предлагаемые автором подход к рззрзботоз шструкентзлышх средств исследования живучести ЕСН.

Ha OCIIODO проЕодоншго анализа ососоштсстоя схгми исс.то-дованиа жипучости HCI1 и требования к ипструмонтальным гшлст-вам, учитывал современные тенденции в развитии прогр.аммчзгз сбосгачсиия, сформулязсвзны модуса:» основные приппта 'па-ЛЯ31ВЫ ГС!Струмо!1Гзлнных сродств нследевапи;; -лзучестн Г-.г;;:.

I. Инструментария исследования яаяучссти ксн рззрабаты-паэтсп n roup иптодячсгуашгаго поограххного кокптоксз, в :т. -стоп которого вход::;- muí, зкспсвтная система и паза данных i:a ocuioiX! универсальная СУБД.

y.. ukctckkîâ: .^ункынн, csistn длл нескольких ш!. овизчти-ропзнкых na а;;:':: класс задач (об!.е,тлпс::ных г:а признаку гг.": пасти используемых математических методов и модслея). т.:.-;;:: cír/cji га их состава и реализуются в вило систеыиэго ядээ, вариантного ¡с смопе продкепшх областей: лиалогспся систсчи организации раоот с программным комплексом (ДИССГ).

з. Независимость разрабатываемого программного .:а!.:глзкса от универсальной СУБД сгоспечивзотсл роализнпгя в рамка:: СОР механизма гиана/тна;! области.

■î. Хрзнсиио и трзнзнлюя области как данных, так и знания

ЛД СГ1Щ "20ТС Я »"СГЮЛЪЗСПЗШ^С" ЛI » w»7T*I Ю lí

CTpyirryp данных.

b. Пользовательский интерфейс разрабатывается в соответствии с ггт/п::н::см "•другостзснно! о интерфейса" и ориентирован на работу ио'.грсграгчируигхга пользователя - специалиста :. r'pCîт "VCT* ' С ? w ** '"¡"í*

и. Взаимосвязь программных комплексен паследсвзпкя жизу-чости отраслевых систем энергетики обеспечивается стандарт;! заплел информационных иптсрСеяссв: "база д::н:::,:х - твзпзигнзл обляггь", "транзитная солгать - прясядад» пэсграммы".

ü соответствии с зтими принципами авторам сила рззрасо-тана архитектура гс.-тс.г.лектузльпогз программного ком::лсксз, перок которого является диалоговэл система организации работ с программным кемнлокгем (J'/СОГ) (рис. 3).

l'i'A!ül'áTI!AH ObJlACiíi CIV), пгсдстзвлянызя co^a.'î постоянный набор данных, располагаемый на магнитом диско, является, с едноя стороны,внутренней оапог данных программного комллокез (осужствляшея прсмонное хрлпонио данных, подготовленных дял работы прикладных программ), а с другой - буфорам для обгонов

данными между прикладники пр01раммами и ПД на основа унивор-

еяльноя СУБД, служзпш для додговромопного храпонил -данных.

ЭКС11НКГ т

Л И С О Р ~ ~ S 1

I ,---------. ________i_

^L» п. I

ШГГКЗАТОР I «-j_ ИНИЦИАТОР__I

\ i -»IV /I

»-»---------—■•> I ' ' i """¡ MtUiKííililATOI '

I! «•-1- ч. J' О т --.--•

í

Г_с у ii д_solids__J

', yjITLJVHi-QüMglAn БАЗА Д А 1! H Ь1 X i

Рис. 3. Архитектура интеллектуального программного комплекса

С помощь» функциональных Олоков (ИПУШЛТОГ. МОДИФИКАТОР, СИНТЕЗАТОР) система ДКСОР выполняет основные системные функции мо.г.ггора пакета прислздных программ.

I. ДИАЛОГОВОЕ излиумlEKCTXHS с пользователем прогрзкмпо-го комплекса в соатвотстши с иетслогкоа "дружественного кн-терфогса".

Сушаш. организации диалогового взаимодействия (интерфикса) манит/ пользователем и программным комплексом реализованы в Олега KlUîlillAïOF.

Пользователя для рйОоти с комплексом прэдаагаатсп три ропажа диалога, и соотвотствоппо,. три уровня языга еоеонил: командный язык, язык типа "коню", праЗломно-орвоптировалпиа язык (ПОЛ).

Командный язык предназначен для пользователей, ккокцкх предотавлоние о логических стру:лтрзх данных и знакомых с возма:;л!астями программного комплекса, ого crrpyicrypoa и правилами работы с ним. ItsiK.i диалога на основе командного языка разрзйотан в соответствии с принципами "друяюстЕоннаго гаггер-

фойсп" и продусмятрипяот наличке' полсничол!.;:;.'* токотом, "меню", полизкрзппых форматов и пвляатся ком5ннз:г,!еп ••водукиа - :>!Я" и "всдрсм - чоловок-*. Командны? язык лечатся базовым для языков лх.ух других типов, оркспт.грсвгднпл из иощхпрзммируюткх специалистов пряслзднкх сслзстпя.

г. UVXVWHM МШШХ в соответствии « писчими мздчдгл"/. данных,разработанными для прикладных прзггзмм (блок ТОГ).

Иродусматривзотся:

- создание (ввод с 31срз:тз терминала) массивов данных в трзнзитноа области;

- обоспочонио минимальных сродств редактирования массивов данных в транзитная области;

- обеспеченно инторфспсов "база дзшшх - транзитная область" и "транзитная область - приклздпыэ прогааммы.

функции обоспсчквзэтся сродствзми командного языка (языка M - команд), в:еэтз:з:цио сдсду■иг/.з сскввниз спсра:з:и лизлогсвем рсжмо: создать в ТО копыя массив (:wpu. >; нг.о~ :мотроть содо~::;:мсз массива на оквано дисплэя (ьч^гьау); уда-гпть массив из К) (ж.пы); стксрроктгазпать содоржмао мас-зпвл (ошт); скопировать п-мсксцс.ся в 1U массив в .мзсгпч с по-

1ым hmoücm (со!'у).

vi гл!!:::',л!У/,н r.u'ii'.cjutVMv/jm иг:п:г';;:л фсрмивованио зычие.'.ич'елькс:! попочки ив прикладных про: рамм п данных (сл.-,ч ;ИШМ$Л'10Г).

.¡ри атом выпзднгжтзл:

подготовка, воопзнтл рзсчотз т.о. заполноппд слотов фреймов первого класса кенкрзтн:;:.'.'.". значениями, спредзля:с.'д;.';и хзкух.а вариант расчета;

- спнтсопровонпо рабочей программы па vpc6ona:::c3 тльпо-¡зтелн ив функциональной программы и данных, псдгзто::ляш:ых ¡ликом КОдаИШ'СГ;

- запуск программы на счет.

- помещение результатов счета в ТО.

Эти функции подйсржгззггся средства-;;; командного языка язык 3 -команд), ейеспзчнвзпцзга ппи1:изл::зз!1;г.з при:сдзд'.т:х рогрзмм. Кзкдоа S - комзндз ссотвествует определенный фулк-зганзльпо полныя зтап вычкелония. выполняемы;; конкротлая при-

кладпоя программа. Шик á-команд мсдает быть проблемно- орион -тирпвзнным <имсотс.я возжет-кость ксггальзаваггь териилы. лродхот-аоя области для описания этапов вычислительного зксгоримепта).

Для ооес.ячопил возможности представления как паяных, так й ззздкг сигггскз HKCüf гадпсркгазст фреамову® стру:сгуру трзнгцтнса спасти, ü язстспесс прскп рззрзазтаны три класса фрсякея: пзрвья для описания ьнсвнкх моделей данных пршслзд-пых прегра.\тм, вхлетзокых в состав кггсллоктузл:л:сго программного кзкпхкс8, птороя - ДЛЯ опксзяия стру!стуры массивов, хранящихся в транзитной области, третий - для списания зпз:га е вило прсд'/кцизкпых позвал.

;ия каждая присланной прзтраммы разрабатывается фпсям дзцдих гарвлго класса, соло pinina описзнда пнегн.-зя модели дайн:«, используемся в программе. Списаиио цключзот перечень стругстур данных прикладное программы (как отдолььчле злемон тоз, так и совокупностей слскснтсп, образующих массивы дз:: пых), и тз:с кс слоты (или окна) для ззпегенил значения указан-ных структур данных.

Лсализапил транзиткой области позволила отделить процесс подгетегсе. данных от их непосредственного использования и том самым умоиъаять ".¡зстцую зависимость программного комплекса от универсальной СУЩ, использование которой в ПК имеет как свои плюсы (уменьшение избыточности данных, возможность кспэльзо-вания одной СУБД для разных задач, взлкчио развитых программных сродств по организации информштионно-спрзиочного оослу-взния пользователей). так и свои недостатки (бол;л:зя ссьсм оперативной памяти, трсйусггыя для совместные функ::аенирзвз-нпяя ПШ1 и СУБД: ориентация да информационно-спрзвочнео обслуживание пользователей, а на па организация ипфогмзиилнного ссеспочсаия комплексных -рзечигев с пзкоыз;» прикладных программ; необходимость значительных затрат при пароходе от ие-пзльзования одной СУБД к другая).

Разработка программного комплекса для исследования хг.ту чести единой системы нсфтсснзсжния пекзззлз, что сиспг.ма COI- KosiCT быть использована, с олкеи стороны, как монигог рззпзс:пывг:смзго комплекса. а с другой - как гшслт-укенталькес с;сгепъе построения программных комплексов г. тех случаях, когда ¡¡к но прссгстирсвзлся заранее, кз:с СУНН араентиьа.чзд

J-i

пыг. но рззрзсЗотт.та! сказались дйргд нссйгскг.'.мзст:,:;: ::г-г." ::• рспзпил прасетлиых .программ я данных о сот: дашь-х :::: .г униворсзльноя СУБД.

Как соссшнио и раз питие рзости по создзлп:о и гн-сдр-гн- : ДКСОР, автором диесезтзкии троялзгзстся методика нос:-":--.;.-.. СУБД - ориентированных ::ре грамм::«;: кс?лплсу.г:зн. ни-о стсмнсо ядра, настраиваемое на конкретнее прилегание (.::".":•!, прикладные программы я össy данных из сско;» уннкерг- .-.на!. СУЬД. Пылплоны слодукгдио ocirauiikx) отаги. которые. itoo-ix с. ;::•••• : клголнить в протссо интеграции ДИС01\ СУШ1 и прислал г.;* грамм и о линия программна комплекс:

1. Анализ продуотасг области и опесдоланио схс.чсц г.::ч.у-литолыгогп зкешримонтз (ЦЭ)-.

2. Разработка и списание внешних моделей дан:::./. •:::•... ладных песграмм;

ü. !!эстро2:сз JtKCOP нз конкретнее прилетгиг.

1. Иодклзчспио прикегдлых программ;

Ь. Подготовка дапдых для прсводо:гля i::;.

С. Прово допил пдгкслктсльнего а::з::г:г::м'.;ггз.

!!з каждом отапо регзатся слодук^ко задачи.

i. «г&яиз umstxnm РРЛАЙХЙ Й ^огаядаякк СХШ w:-

,ттлиюго ;;!<сш"Х';нтл .(ю>,

I. !. Анализ 1!;сдматпа?. области с выделением состава задач.для кстоядс '¡рсоустся разработка ткнраммнею ::е:.:плск-сз. к определение схемы исследования.

1.3. С:грсдсло:!И.о основных атака:: схем;.' пычкелк.-пль иого зксг.оркмептз в соответствии со схеме р. исследовани/.

1.3. ah¿*a:3 состава икскекхся ::;,и:слад:.".:х программ и установление ид соответствия этапам Ш.

п. »•AíU'AT.pm И описании íuíksikx ътмы «AiöitiX nr.::-. ладо« тш'ХМ...

2.1. Информационный анализ прикладке;- : :рпгра:с: : (емгродоленио входной и выходной информации и со атрустурн:..".-гsui, т.е. выделение, отдельных злемонтоз к массивов данных, определение стру:стугы мзссквоз и их рззмернсстсл).

2.2. Определение структуры фрейма (т.а. создание фрзямз-прототипз или пилотного фрзяма) порвегз кльеаа, г.пи-сывзкхзго CHCE1CT модель данных приклздноя программы.

¿.3. Опродалонио cnpyirrypu фреймов второго класса, онискьлших структуры массивов, используемых при pao ото прикладных программ.

I" . ЛИСУ1' НА КаШШШЕ

3.1. Создание и форматирование последовательного набора данных (мот).

3.2. Запись в нзСор данных нот каталога м - команд.

3.3. Запись в набор данных пит каталога S - команд.

3.4. Создзкко и форматированно последовательного пзоорз данных (mdf).

3.5. Запись в нзбпр данных kdf подготоалпнных фреймов данных.

з.и. Формирования и транзитов области специального массива "ИЛГКЛНТ".

IV. ПОДОКПКНКК (Н'ККЛЛДШХ Щ'ОП'ЛММ.

•1.1. Определение имени s - команды (но более и она символов) для соотштстиуюшой нриклшшов программы.

•1.2 Формирование в каталоге s -команд новой строки в соотвотствии с его стпуктуроа:

(irijfji о — - 1 ^ i'm я ngtiijht 1 f ifun ггрл'ис^зц"* 1

мзнды j ^прилслаЬюй программы j |нся ггршрзммы J

4.3. Замена в прикладная программе ¡¡сох имосыихся сора'дсния к данным во внокпок памяти (запись или считывание) на обращение ¡с системнся процедура .IWCU1', пзддорлатоаикэй интерфейс "ТО - прикладная программа".

v. рицготоькл ¿1лкнух ш щ-сшштя' шчйОЖ'&'ЬШШ 2К-ciiii/ttíaiTA.

fc.I. Подготовка в транзитной области массивов, ис-ебхсд;м.!х для работы призигадая прогоамм, в сотвдтствии со :ттру!стуроя, отрзжнноя tí ссзтвотствутих фреймах данных вто-р.ат-з класса.

у: . ИПШШШ ;ШЖЮ®ЙЯ1А

B.I. Инициализация прикладных > программ в соотшт-гтвии со схемой вычислительного зкеппримонта при покош системы ЛйСС1* (функциональная атак ШГГШОР!.

15.2. лпализ результатов рлечетов и внесение дапелне и изменений в пригсладпыо программы, даннш и фреймы данных Ь соответствии с изложенная мотодикоя была выполнона

разработка и реализация СУБД -. ориентированного программного комплекса lüiír/l для исследования ¡кипучести Единой систем: нсйггоснабгаиия страны íí.t'ü). Иззультзты реализация описали п трепля главе ;;исссртзцум.

Из портил зтзпзх система ДКСС1' разрабатывалась как системное ядро mill, инвариантное к схсне продмотвчх областей. Невозможность формализации ряда задач: формирование сценариев воемукония, накладываемых на СЭ; выбор мероприятия, реализация которых увеличивает уровень живучести ci'ütcm ЗПОрГОТИКИ и г.д. показала необходимость привлочолия лоппса-липгписти-отских моделей, тго, в свою очередь, трэбуот разработки и нс-лользсвания систем, основанных на знаниях (экспортных систем;.

В связи с с Tim возникла задача гагтеграпии зкепортаых си-ггсм и СУБД-ориентированных П11П в единый гсгге.ллоктуальныя жограммныя комплекс. U пастсг,::со время эта задача для больших ПШ1 и баз данных по рента, имеются лгать отдрлышз частно рокония для простых гадзч, в то время как система ДКСОт*, бссттсчивзя информационные связи йсох компонент программного :омплоксэ, создает предпосылки для такой интеграции.

1: связи с з?им предлагается дальнейшее развитие системы, , родуемзтривах^хо взсь'ирениз футнелия транзитной области. Оно атстсчаетсл в практическом использован;" фреймов третьего ."леса. пзз^алпг.'лих использовать транзитную область как для г.мзнз лпзния:,::: ме:::ду .зкенертными системами, так и для обмена злпыми знаниями (имеется ni (иду, с однея стороны. пересылка и ::сг:ортнуи систему знаний, извлекаемых из баз г.;л!н:,:х (ЬД), и ;зультатс» расчотс.п, а с другая, ио,\:с;гсш:а ;; ед фа-стек •■ ро • /дьтятов работы экспертной системы).

¡рг.тья Х'лана сслорнкг описание практических результатов ■.пользования jlï'COl' в комплексе для псслп:;о линия ж/лу части

;и (ик-му.т).

в основу модели,используемой при исследовании яг/лучости :ц полоясопа технологическая попочка (рис. 4) основных стадия ;ижонкя и преобразования нефти, распрододопил и потребления фтопродуктов: бензина, керосина, дизельного топлива и мазу-

При моделировании систем знорготики традиционно ксполь-ятсл ориентированные в пространстве графы, дуг/, которых со-

cmeTcraysrr потокам эгергспосотеля. а узлы или вереашы - ис точшшам и потребителям зноргоросурсов. основная палача, рс взокзя при проведении исследований кивучости ЕСН - ЗЗДЗЧ ошпки состояния всей системы в полом, при этом сначала рош: отсч задача опрополония состояния всех ооъоктов систо мы в рс зулътато нарушения со нормального фушамотфования.

«----:----—I

I ________ узлы ЛООЫЧИ |

L1—1' ' " " —' г.сфгга CUIIO j

.....8~^исфть "

| магистральный транспорт нофги |

j - -ц ii-фт-ь........1

г------*---------,

l .„ _ узлы переработки

I -1 • • * I—3 ucirn5 tHI13J j —5 « л/продул

г

___

транспорт нефтепродуктов

S I н7проду1пгГ _*_i________

узлы потребления|

I-1 I-Г • i

I 1-1 • 1-'нефтепродуктов j

iT!c 4. Технологическая попочка добычи,трепелерта, горо-рзботкк, пстрсолокия нефти к нефтепродуктов.

Формально ота задача описывается следующим образом:

О* = а 0( , гдо Qc - производственная возможность с-oro odboicra систо:. в нормальных условиях;

Q* - производственная возможность t-ого обьслста систс^ пасло возкудзаия, наругкжззгс его нормальнее функционировали а - доля оставшейся' производственной возможности £-ог обьоста в розультато возмуг.ония. .

Затем рзкззтея задача распределения потсксв злергепзеур ссв в систомз с палке максимальной подачу энергоносителей па араоичедям. Она резаотся с пемоыио задачи о максимальном по тело. Для зтого граф, опиашзяциа структуру системы, дололля отсп обиих источником s , соединенным се всеми источниками £ з тзюкс оста: стоком т,_ соединенным со всеми потроб'.гтлямк .( ¡i otos: случае задача о .максимальном iiotoicg формулируется еле дуюка* ооразом:

1 V*. t„S

_ J T

** ''> ь í/ I I . пря умовяк, что o ¿ г., < а. . ,

1 v , tr-г i j i j

где • максимально возможный исток по дуге ( u(í

t-начало дуге, /-конец дуга), полита которого зависит от пропуеккоа гязяохноста участка кзгист-ЛМЮГО Чрусопроподз а, ,;

t*i} ~ фаэтичоскиз потех по дуге <пзагс nssssysonzn);

d i; - ограничения па поток луга-

V' -- v wnnifmttnn pi* nrntnro ipynpHiw 1и"»'и/%ттутчтг nnnwra,.

(j WWMMM4 « U^MijM* MWt\J-*

постол пссх источников.-

г - сукяарнсо згкчекяг потрссяостя в гпергекгеи-толз о всок гащюоиголяя.

Н СЗСТЕЗТСТВИЯ С ЙОТОШККЗЯ псстр0с1ш СУБД - ервяткрз-вапного npoipassMnoro комплекса автором препедзн анализ схожи исслодоилпиа кизучости ( та и пьишшш осяошш оташ гхош пычиеялильного эксперимента. пз которых реозхтгея слсдуг о задачи:

• опснкз состояния ооюетоп систош нефг.-оенгбгспил по arc возмущения, к которым относятся Urj'-У - ИСфТШШ ГЗЗО-ДСбНВЗЛ-' пио управления, пс^пгпо^оразтшпают'я взводы (1UI3) и участи! мзтстрзлпюго транспорта нефти;

шпез рал i.на л пшика состояния псс2 систокц в :злом. получаемая в результате решения задачи потакораспроделения;

- опенка состояния отпетой системы пефтопрзяукте слаблиня послз возмупеиия, it кьтпшя относятся озьосты потрсолоьил пофгопродлггои «нйфгсбпзи) и учзепш траисииргз :хфтопра!з-к-

ТСВ;

- интегральная ошпкз состояния есоя системы нефтепродукте спзжпил в толом, получземзя в результата регопия задачи

ПСТОКОРЗСПРОДОЛОНИЛ;

- оцопкз ссстогдия скстокы нефтепродуктеспзСжпия с учо -то« резервных хрзнилна нефтепродуктов.

К началу внедрения система ДШЗР были реализованы три приделанных программы NEFT, PROD и RE2. оСеспоч:шакга решение всех вьет перечисленных задач и начаты проектирование к реализация базы данных нз осеоез ункЕзрсалыгая СУБД SGL/DS.

ха

Il ссотвзтстьйя с кстсхжхси авторе« выполнена интеграция указанных прикладных программ, базы данных на оснопо универсальной СУБД SQL/DS к системы ДИСОГ в вилз одиного прогрзмм-паго комплекса ККФЮТ.

В расчетах модолируоыая система ECU было пропставлопа в виде двух графов :g1 и g0. Порвыа описывает структуру система пофгоснаетенил т.о. добычу нефти, оо транспорт и потребление (около 220 ШО, порядка 40 III»! и tíiü участком но^атрубап^ю подов), 1'раф Со списывает структуру системы иофтепрадуктоенэ-о:гапия: производство нефтепродуктов, их транспорт и нотрсбло НИЗ (ПОРЛДКЗ 20U ОбТХНСТОВ Г!ОТребЛСНИЯ и около 77 U когистрзлсЕ трубопроводного и ;глскротного транспорта нофтепродуетсп ).

О nov.oauu разработанного программного комплекса был вы полной ряд расчетец по спешсе сестоянип системы КОИ при раз личных сценариях возмуиюпия, описывакких нокоторыо чрезвычайные сигу аиии. ¿йзультаты расчетов показали работоспоссбпост! данного ïccMiuiOKca при проведении исследования пг/аучести ЕС!!, 'гго пздтгорздзотся актом о внодронии рззультатов диссортацк-цианноя работы.

Одновременно была выполнена апробация интерфейса "баз: знания - транзитная область" для другого программного комплекса. Апробация выполнялась на оболочко зкегарпюя систем! продугаиошюго типа. в которая автором был реализован механизм поязеличоиия при:сланных прлгрзмм, что позволила ебоспо-чить интеграцию зкепоргпоа систомы к прикладных программ.

Модифицированная оболо'пса ОС была использована при разраб anco программного комплекса UlíCC, предпазнзчонного ди опенки народнохозяйственного усерба от техногенного взздог.ст-вил нефтяной прокышлрппости на отсрус::згазую сроду.

Габстз по апробации осног.гых результатов диссортацпоппо: работы вьтолнялась на киструмонтальпся Э!М ЕС 1037,PC AT SS

Полученные результаты пояпюрсндшст тгравнльность выбран

i'o подхода и основных полопхшия 'диссерташм.

«

основные результаты работы

I. иыполлои анализ оссбоннсстея схемы исследования sr. вучости систем зиорготюш и современного уровня рзпкшия проб

ломы, сформулированы требования • тс сгодизлизировапнич инструментальным сродствам и разработаны принципы их nocnpcomin.

1.1. Инструмент ксслэдаванил юдзучсста систем зпорптвы должен продстзвлять cocon йгголло'.ггузлыпс? программный комплекс. в который входят 1ВШ, экспортная система и Оззз данных ¡13 осисво уииворсзльноя СУБД.

1.2. Системшдз фунгаля.обтаз для носколысих 11131, ориентированных из один класс задач (соьедидоплых по признаку оЯс-носта использусюл матомзтичоских методов И МОДОЭЯ), выносятся из их состава и розлизукггся в вида системного ядро, инвариантного к стало лродмотных оолэстоа: диалоговой системы организации работ с программным комплексом (ДИССР).

1.3. Независимость разрабатываемого программного комплекса от универсальной СУБД обеспечивается реализацией з рамках ДИССГ механизма транзитной ОбЛЗСТИ.

1.4. Хранение в трллз:г.лсл области (ТО) как данных, так а знания достагаотсл использованием в транзитной области фреймовых струтстур дзгашх.

1.5. 1!ользовзтольск:я инторфояс разрабатывается в соответствии с приштипом "друкяспхтгого илгсрфеяса" и опипнтиру-ггея на ропоту с нспрогсаммпрусжгл пользователем.

1 .с. взаимосвязь программных комплексов несло лова лил жи-¡учссти отпаслевых систем знерпзтики ссоспочивастся сталдзр--изл.лея информационных интерфейсов. "база данных - транзит 1зя область". "чранз'.гпюя область - прикладные программы".

Л. Галрзоотопа католика построении СУШЬ ориентированного ¡рограммиого комплекса, сснсванная из использовании транзит-оя области для интеграции IЛ ПI,. диалоговая системы ерглп'изз-пи г аботы с прогргяякпым кскплоксоя и базы данных из основа нишреальноя СУЬЛ. Методика opuoimiporaim пз ксмплскснрсва-ио прозраммиого комплекса из у:от имеющихся или разраазтыьзо-ых присланных программ, с одновременной разработкой и подлеченном ЬД из основе выерзнноп СУБД.

ü. Гавработзпы фреймовые структуры транзитпоя области, ззводпкгкэ выполнять через лее обмонц как данными, тай и лзнкяхи, допускзкгдис кпогскрэтиуга вложенность и обосяечивла-яз подпержку мпоговзризнтпых расчетов.

i. На ссксво пролтазскных принципов реализована ягстру-

ментальная диалоговая система построошш СУБД -оркоптировалпыз программных комплонсоп-ДМСОР.иппзриантнал к продмотноя od лисп

5. С использеззпиом проллоахшпой методики разрзботаг програмпия комгглоко ИКС!'ИГ. в котором ДИСОР выполнпот фушщда системного ядра, ебосизчивзл организацию вычислительного процесса, поддержу диалогового интерфейса с пользователем непрограммистом и интеграция прикладных прохрамм и базы длнньга яа основе унипапезльпей СУБД.

1Ъзульттгы рзооти перс дат; в институт 1 кпровостокисфгп (г. Самара), головпоа в отрасли по проблеме устоячиваст1 функционирования в условиях чрезвычайных ситуация. 1) яиссор тащи имеется aicT о вшярешил.

Но темп диссертации опубликованы следующие работы:

1. Млкагонопз II.Ii..Мзссель Л.Ь. Организация информаиион-ных интерфейсов в СУБД-ориентированном НЛП. // Комплексы программ математическая физики.- Сборник.- Крзсноярсг.: Ш СО ЛИ ССОГ, I'JSU.- С. 1Ö3-2Ü0.

2. Макзгонова 11.1!., '¡орпоярова Ii. 13. ДИСОР как системное ядро щшраммных комплексов для исследования язшучости ЕСГ и ЕСН // Материалы хх конференции молодых ученых Сиб. зпорг.

ПН-та СО Ali СССР, Иркутск 18-20 апр. 1Ü3U. / СЭИ СО АН СССР -Иркутск, IUÖO. Доп. в ВИНИТИ 21.08."О К 4717 - H2Û.

3. Макзгонова H.H., Массолъ Л.D., Чорноярова H.H. ДИСОР как системное ядро СУБД - ориентированных ПШ // • Программное обеспечение ЭВМ новых поколотя / Тезисы докладов vi и сибирской школы по пакетам пргесладшх программ (4-12 сентября

IУЗЭг.).- Иркутск.IУЗЭ.

4. Макагопозз H.II., Ыассель Л.В., Моронковз H.H., Янчон-ко М.И., Храмов АЛ)., Хруоталпвз 11.1,1. ¡.'.отоды и irporpaiдюн;о сродства для исслодовзннд ::г,изучости ЕСГ и ЕСН Совромопнио проблемы системных исследования в. зпорготксо. Сб. докладов. -Иркутск: СО'Л СО АН СССР, ÍU'JO. - С. 21-27.

Ь. Макагонова ll.il., Массоль Л.Я., Трицутина U.U. Диалоговая система построения СУБД - ориентированных протрлкмных комплексов / Прлприлт.- Кр;;утс;:: СОИ СО АН СССР, Jü'JO. - Ole.

G. Макагонова U.U. Сродства шдгдретси информационно вы числ1ггол1л1оп технологии исслздовзппа ЕСГ и ЕСЛ (зспглпы роз лпззцил) // Кмигзциошгыя подход к исследования систс:: знерго-ткки. - Иркутск: СОИ СО АН СССР, (в почата).