автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Разработка информационно-аналитической системы управления топливоснабжением распределенного теплоснабжения

На правах рукописи

005062245

Сайранов Андрей Сергеевич

УДК 51-74, 004.942

РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТОПЛИВОСНАБЖЕНИЕМ РАСПРЕДЕЛЕННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Специальность:

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

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

17 ИЮН Ш

Ижевск 2013

005062245

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова".

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Русяк Иван Григорьевич

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук, профессор Карпов Александр Иванович (ИПМ УрО РАН, г. Ижевск)

доктор технических наук, профессор Касаткин Владимир Вениаминович (ИжГСХА, г. Ижевск)

Ведущая организация

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ, г. Пермь)

Защита диссертации состоится "04" июля 2013 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.06 при ФГБОУ ВПО "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, д. 7, ИжГТУ. E-mail: primat@istu.ru: тел.: (3412) 50-35-02; факс: (3412) 58-99-57

Отзывы на автореферат, заверенные гербовой печатью, в двух экземплярах просим направлять по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, д. 7, ИжГТУ, на имя ученого секретаря диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет» по адресу 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, д. 7, к. 1. С авторефератом можно ознакомиться на официальном сайте ВАК: http://vak.ed.gov.ru.

Автореферат разослан "04" июня 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.065.06,

к.т.н., доцент

Сякгерев В Л.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В целях модернизации и технологического развития российской экономики и повышения ее конкурентоспособности определены приоритетные направления развития науки, техники и технологии. Использование в энергетической отрасли альтернативных источников энергии, в том числе местных возобновляемых энергоресурсов, связано с такими приоритетными направлениями развития как "Энергоэффективность и энергосбережение", "Рациональное природопользование", а также "Информационно-телекоммуникационные системы".

Одним из условий ускорения научно-технического прогресса и развития экономических систем является информатизация производственных процессов.

В этой связи необходимость разработки информационно-аналитической системы (ИАС), позволяющей автоматизировать процесс управления при переводе системы теплоснабжения на альтернативные источники энергии является актуальной задачей.

Исследование и определение рациональных направлений обеспечения топливными ресурсами потребителей региона является важной составляющей системного подхода к управлению топливоснабжением региональной распределенной системы теплоснабжения, что является необходимым условием эффективного функционирования топливно-энергетического комплекса региона. Математические модели, описывающие логистическое управление, позволяют организовать производство и потребление топлива в системе исходя из принципов оптимальности, обеспечивая энергетическую безопасность региона.

Степень разработанности тематики. Оптимизация региональных топливно-энергетических комплексов в настоящее время является интенсивно развивающейся областью. Основы системного исследования проблем энергетики заложены в работах Л.С. Беляева, Н.И. Воропая, М.И. Краевой. Существенный вклад в развитие стратегий энергопотребления внесли Ю.Д. Кононов, А.Э. Конторович,

A.А. Макаров. Системное рассмотрение методов исследования и оптимизации энергетического хозяйства базируется на работах А.Г. Гранберга, В.И. Ишаева,

B.В. Кулешова.

В Удмуртской Республике в целях повышения энергетической безопасности и выработки приоритетных направлений развития топливно-энергетического комплекса (ТЭК) была разработана Концепция Республиканской целевой программы "Снабжение населенных пунктов Удмуртской Республики местными видами топлива". В проекте дан анализ состояния топливоснабжения Удмуртской Республики. Определена структура потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в различных районах Удмуртии. Дана характеристика и определены объемы возобновляемых ТЭР, а также энергетический потенциал переработки биомассы в различных ее видах. Разработан комплекс системных мероприятий по переводу котельных на местные виды топлива.

Область исследования. Диссертационная работа выполнена в соответствии с паспортом специальности 05.13.01 - "Системный анализ, управление и обработка информации (в науке и технике)", а именно: п. 5 - "Разработка специального математического и алгоритмического обеспечения систем анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации", п. 9 — "Разра-

бсггка проблемно-ориентированных систем управления, принятия решений и оптимизации технических объектов", п. 10 - "Методы и алгоритмы интеллектуальной поддержки при принятии управленческих решений в технических системах", п. 12 - "Визуализация, трансформация и анализ информации на основе компьютерных методов обработки информации".

Объектом исследования является система топливоснабжения регионального распределенного теплоснабжения.

Предметом исследования являются интеллектуальные методы оптимального управления топливоснабжением распределенного теплоснабжения.

Целью диссертационной работы является разработка информационно-аналитической системы управления, позволяющей обеспечивать устойчивое функционирование системы топливоснабжения распределенного теплоснабжения.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Разработка информационной модели, содержащей разнородную информацию по техническим и экономическим показателям объектов системы топливоснабжения и инфраструктуры региона.

2. Разработка аналитической подсистемы, включающей в себя математические модели и алгоритмы логистического управления топливоснабжением, а также разработка модели оптимального управления топливоснабжением при возникновении нештатных ситуаций.

3. Разработка информационно-аналитической системы управления топливоснабжением распределенной системы теплоснабжения.

4. Разработка геоинформационной подсистемы топливоснабжения, позволяющей отображать пространственную и атрибутивную информацию об объектах системы топливоснабжения и элементах инфраструктуры региона, а также визуализировать результаты решения задачи оптимального управления. Методы исследования. В работе использованы методы математического

моделирования, методы оптимального управления, а также аппарат разработки прикладного программного обеспечения и компьютерного имитационного моделирования.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечена использованием обоснованных математических моделей и апробированных алгоритмов решения задач оптимального управления. При использовании методов оптимизации достоверность обеспечена проведенными исследованиями их сходимости. Полученные выводы по управлению системой топливоснабжения подтверждаются содержательным анализом специфики исследуемых систем и их качественными особенностями. На защиту выносятся.

1. Информационная модель системы топливоснабжения.

2. Математическая модель н алгоритм решения задачи оптимального управления топливоснабжением региональной распределенной системы теплоснабжения при возникновении нештатных ситуаций.

3. Информационно-аналитическая система управления топливоснабжением региональной распределенной системы теплоснабжения.

4. Геоинформационная подсистема топливоснабжения и результаты имитационного моделирования оптимального управления. Научная новизна.

1. Разработана информационная модель, которая впервые интегрирует разнородную информацию о технических и экономических показателях объектов системы топливоснабжения и инфраструктуры региона в единое информационное пространство, что позволяет комплексно оценить состояние системы топливоснабжения каждого населенного пункта, района или региона в целом.

2. Разработана аналитическая подсистема, в которой впервые программно реализовано решение задачи оптимального управления при возникновении нештатных ситуаций на различных уровнях системы топливоснабжения региона с использованием генетических алгоритмов оптимизации.

3. Разработана информационно-аналитическая система, которая впервые позволяет в интерактивном режиме решать задачи оперативного планирования и управления топливоснабжением региональной распределенной системы теплоснабжения.

Значение результатов для теории и для практики.

Теоретическая значимость: разработанные математическая модель и алгоритм решения задачи оптимального управления топливоснабжением при нештатных ситуациях являются вкладом в математический инструментарий логистического управления многоуровневыми организационными системами.

Практическая значимость: разработанная геоинформационная подсистема Удмуртской Республики позволяет осуществлять компьютерное имитационное моделирование и визуализировать результаты решения задачи оптимального управления топливоснабжением. Разработанная информационно-аналитическая система управления топливоснабжением региональной системы теплоснабжения внедрена и используется в Министерстве промышленности и энергетики УР.

Разработанная информационно-аналитическая система управления топливоснабжением использовалась при разработке Концепции республиканской целевой программы "Снабжение населенных пунктов Удмуртской Республики местными возобновляемыми видами топлива".

Материалы диссертационной работы используются при обучении студентов ИжГТУ им. М.Т. Калашникова по направлениям 220100 "Системный анализ и управление" и 231300 "Прикладная математика".

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и совещаниях различных уровней: Региональная научно-практическая конференция "Математическое компьютерное моделирование", посвященная 10-летию факультета "Прикладная математика". (Ижевск: ИжГТУ, май 2010 г.); Международная конференция "Инновационные информационные технологии: теория и практика" (Германия, Дрезден, сентябрь 2010); V Международная школа-семинар молодых ученых и специалистов "Энергосбережение - теория и практика". (Москва: МЭИ, октябрь 2010 г.); Научно-практическая конференция молодых инженеров. Секция "Математическое моделирование и информационные технологии", (Ижевск: ОАО ИРЗ, май 2010 г.); Всероссийская специализированная выставка "Энергетика. Энергосбере-жение-2010". (Ижевск: Выставоч-

ный центр "Удмуртия", ноябрь 2010 г.); X Выставка-сессия инновационных проектов П Республиканского молодежного инновационного форума. (Ижевск: Иж-ГТУ, ноябрь 2010 г.); П Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых, с международным участием, посвященная 60-летию Ижевского государственного технического университета имени М.Т. Калашникова (Ижевск, май 2012 г.).

Публикации.

По теме диссертации опубликованы 15 печатных работ, в том числе 2 статьи в издании, рекомендованных ВАК для публикации основных результатов диссертационного исследования, учебное пособие "Прикладная логистика" (рекомендовано УМО по направлению прикладная математика и информатика), получено 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Результаты диссертационного исследования отражены в отчетах по следующим государственным контрактам на выполнение научно-исследовательских работ: "Разработка Концепции республиканской целевой программы "Снабжение Удмуртской Республики местными возобновляемыми видами топлива" (РЦП ГК № МТЭС/Р-09,2010 г.); "Исследование и разработка технологии получения возобновляемого энергетического ресурса из биологической массы для удовлетворения потребностей распределенной системы энергоснабжения региона" (ФЦП ГК № П235,2011 г.); "Совершенствование технологии получения топлива и энергии из органического сырья для удовлетворения потребностей распределенной системы энергоснабжения региона" (ФЦП ГК № П556, 2011 г); "Разработка и реализация в образовательных учреждениях комплекса типовых организационно-технических мероприятий по экономии энергоресурсов" (ФЦП ГК № П1520, 2010 г) "Разработка математического аппарата решения задач оптимального управления для различных переходных режимов экономики с учетом влияния многих факторов" (ФЦП ГК № 02.740.11.0614,2012 г).

Личный вклад диссертанта заключается в непосредственном участии на всех этапах исследования, включающих разработку информационно-аналитической системы, теоретических подходов к решению исследуемой проблемы, моделирование изучаемых процессов, математическое описание, программную реализацию методов решения и анализ результатов.

Структура и объем работы.

Диссертационное исследование состоит из введения, 4-х глав и заключения. Объем работы составляет 125 страниц, включая 46 рисунков, 15 таблиц и список литературы из 112 наименований.

Содержание диссертации

Введение содержит обоснование актуальности темы, формулировку цели и задач исследования, основные положения, выносимые на защиту, определяет научную новизну и практическую значимость работы, содержание и методы диссертационного исследования.

В первой главе дана характеристика современного состояния энергетики. Показана роль топливно-энергетического комплекса в развитии экономики. Сформулированы требования, предъявляемые к предмету исследования и разработки. Представлен системный анализ предметной области. Предложена концептуальная модель проблемно-ориентированной системы управления.

Исходя из поставленной цели, сформулированы основные функции ИАС:

1. Анализ первичной информации об объектах логистической системы.

2. Решение логистической задачи топливоснабжения, включающее в себя построение схемы размещения предприятий по производству древесных видов топлива, определение их производительности, маршрутов перевозки, объемов и периодичности поставок древесного сырья и топлива между различными уровнями логистической системы.

3. Оптимальное управление топливоснабжением региональной распределенной системы теплоснабжения при возникновении нештатных ситуаций.

4. Мониторинг объектов системы топливоснабжения.

5. Представление результатов в виде графиков, таблиц, картограмм с использованием геоинформационной подсистемы.

Структура информационно-аналитической системы управления топливоснабжением состоит из трех подсистем: аналитическая, информационная и геоинформационная. Структура информационно-аналитической системы управления топливоснабжением представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структура информационно-аналитической системы

Вторая глава посвящена разработке аналитической подсистемы информационно-аналитической системы управления топливоснабжением региона.

Аналитическая подсистема включает математические модели топливоснабжения и оптимального управления, а также алгоритмы решения задач логистики.

Логистическая схема снабжения теплоисточников топливом состоит из 3-х уровней (пункты накопления сырья (ПНС), пункты производства топлива (ППТ) и теплоисточники). Продукция движется от источника сырья через цепь производственных и транспортных звеньев к конечному потребителю.

Функционирование любой организационной системы всегда сопряжено с различного рода нештатными ситуациями. Оптимальное управление топливоснабжением в нештатных ситуациях является необходимым условием устойчивого функционирования системы. Нештатные ситуации, рассматриваемые в работе, связаны с выходом из строя объектов на различных производственных уровнях системы топливоснабжения. Рассмотрены две группы нештатных си-

туаций, связанные с выходом из строя ряда объектов на уровне ПНС, на уровне ППТ.

Задача оптимального управления системой топливоснабжения в случае нештатных ситуаций, связанных с выходом из строя теплоисточников в контексте данной работы не рассматривается, поскольку теплоисточники являются потребителями конечного продукта системы топливоснабжения. Задача повышения уровня энергетической безопасности теплоисточников должна решаться профилактическими мероприятиями, направленными на снижение вероятности возникновения аварий.

Для примера рассмотрим математическую модель оптимального управления системой топливоснабжения в случае возникновения нештатных ситуаций, связанных с выходом из строя ряда ППТ.

В системе топливоснабжения находится М пунктов накопления сырья, N пунктов подготовки топлива и Ь теплоисточников. Производительность оборудования на пунктах производства топлива имеет резерв мощности у. В момент времени ^ остановилось производство топлива на и ППТ. Данные пункты производства снабжались сырьем с т ПНС и поставляли топливо на / теплоисточников.

Перенумеруем систему так, чтобы вышедшие из строя ППТ имели индексы 1,2... и, соответствующие им ПНС индексы 1,2... т, а теплоисточники - 1,2... /.

Задача оптимального управления заключается в перераспределении поставок сырья с т ПНС, на работающие (л^-и) ППТ, и соответственно перераспределение поставок топлива на / теплоисточников таким образом чтобы суммарные затраты в системе за период ремонта ППТ были минимальны.

Суть оптимального управления топливоснабжением в случае возникновения нештатных ситуаций, связанных с выходом из строя ППТ заключается в минимизации общих расходов за период ремонта оборудования на ППТ:

-ПНС -ПНС -ПНС +Т +Т +Т ч . ; .

Г\Чс\1 'Ясч >-,9о,(лг-»)>9т11>9т12>->9т (№*у)-»тт> (!)

где да/НС ~ скорость поставок древесного сырья с / -го ПНС на j -й ППТ, ту.тУдень; - скорость поставок топлива с у-го ППТ на к- й теплоисточник, ту.т./денъ.

Общие расходы (1) складываются из четырех частей: из стоимости материального запаса, из организационных расходов, из расходов на хранение, а также расходов на транспортировку сырья на ППТ и топлива на теплоисточники:

^ = + (2)

1. Стоимость материального запаса:

N I

"ЙЦ'У'

(3)

где Сук - стоимость топлива, поставляемого с У-го ППТ на к-й теплоисточник, руб./ту.т.

2. Организационные издержки:

N С я I Л

+ £; (4)

V >=1 *=1 )

где га) - издержки на организацию одной поставки древесного сырья с »-го ПНС на ] -й ППТ, руб./поставка; - издержки на организацию одной поставки топлива с } -го ППТ на к -й теплоисточник, руб./поставка:, па], пТ]к - количество поставок древесного сырья с /' -го ПНС и топлива на к-й теплоисточник за период ремонта ППТ.

Введем функции г\си (<) и Г]Тд (г) (1' = I, ш , у = (и +1), Л', к = 1,1), такие что:

¡1, если 0,если 0; (5>

Пту*(0=

Тогда

"а = ХлсДО; (?)

[1, если 0;

[О, если д5(<) = 0.

"та =

3. Издержки на хранение основного запаса:

к и]еГ(0<* +1к"1бГ(<>* +Е чГ

V > I <™ ) V '-

(6) (8)

(9)

где А^.А^.-удельные издержки на хранение древесного сырья и топлива на у -м ППТ, руб./(ту.т. день); -текущие объемы древесного сырья и

топлива на у -м ППТ, ту.т.; Ад - удельные издержки на хранение топлива на к-м теплоисточнике, руб./(ту.т. день); - текущий объем топлива на к-м теплоисточнике, т у.т.

4. Затраты на транспортировку сырья и топлива:

(„ ( / ( У)

5К К*«* (Ю)

ЛГ

\

^ум«; си) I "{¿('М; (12)

где -тарифы на перевозку сырья и топлива, руб./ту.т.; р} - производи-

тельность у-го ППТ, ту.т./день; (')" скорость расходования топлива на

Л -м теплоисточнике, ту.т./день.

Для решения задачи оптимального управления системой топливоснабжения региона в случае возникновения нештатных ситуаций, используется генетический алгоритм оптимизации, адаптированный под решаемую задачу.

Будем полагать, что объемы партий поставок древесного сырья с ПНС на ППТ постоянны и удовлетворяют условиям непрерывного процесса производства топлива с учетом максимальной производительности оборудования

p™*{t)= (l+y)pj(/), j = (и + 1),// (ту.т./денъ) на J -м ППТ:

«¡rw-b'""®;®^ <-й?» (")

' w [о.еслиеГЧ'Ьа;,-.

где Qcj - объем переработки древесного сырья на j -м ППТ (ту.т.) в течение периода поставки (день), определяемый по формуле:

всу=РГ('> пГ- (14)

Объемы партий поставок топлива на теплоисточники в течение отопительного периода постоянны и определяются с учетом резервных запасов

топлива бт*» k = l,L,(m у. т.) на складах теплоисточников:

[О, если e£(/)>0S; Строятся вектора объемов партий поставок сьфья с невостребованных ПНС на функционирующие ППТ Хх = •*2(Li)>"->JC!lt>+i)' *£лг)> и топлива на теплоисточники, нуждающиеся в поставках .....^l^loz'-'^2')- Координаты составленных векторов

являются управляющими параметрами рассматриваемой задачи. Тогда целевую функцию (1) задачи оптимального управления перепишем в виде:

F(ArI,JT2)->min- (16)

Задача оптимального управления в случае выхода из строя ППТ заключается в поиске параметров векторов Х1 и Х2, удовлетворяющих ограничениям.

Решение задачи оптимального управления основано на применении генетического алгоритма, который был адаптирован под решаемые задачи. В данном случае хромосома представляет собой набор из (N -nfort+l) чисел, определяющих структуру системы топливоснабжения в случае выхода из строя ППТ и объемы поставок сырья и топлива между элементами системы. Каждые (m+l) чисел описывают состояние одного из (N-n) функционирующих ППТ, причем первые т чисел из каждого набора определяют с каких ПНС и в каком объеме снабжается пункт производства топлива, а следующие / чисел - какие теплоисточники снабжаются с данного ППТ и в каких объемах поставляется топливо на них. Пример хромосомы для рассматриваемой задачи представлен на рисунке 2.

,0) М) г(2) М) г(1) г(1) г(2)

м(л+1) ->+1)1 -"(в+ог х(п+\)1 1(л+2) 2(л+2) /

* м А л х -Л. ___А________/____А_

1 * 1 —А— —у—"—) Г—*—»—

1^5 19,3 | ... 12,7 4,2 ( 9,8 | ... | 13,6 | 17,4 11,1 12,0

ПНС Теплоисточники

ППТ

Рисунок 2 - Пример хромосомы

Для оценки качества решения, описываемого каждой особью в популяции, каждой хромосоме ставится в соответствие значение функции приспособленности.

Формирование начальной популяции осуществляется с учетом структурных особенностей системы топливоснабжения. Для того чтобы избежать возникновения недопустимых особей в популяции в алгоритме учитываются ограничения, связанные с мощностью производственного оборудования на ППТ.

При решении задачи оптимального управления топливоснабжением в случае выхода из строя ППТ формирование начальной популяции осуществляется в два этапа. На первом этапе случайным образом выбирается один из / теплоисточников и связывается с ближайшим пунктом производства топлива, При этом в хромосоме в ячейку, соответствующую взаимосвязи между этими объектами, записывается величина, соответствующая максимальному количеству топлива, которое можно поставить на теплоисточник с данного ППТ. По мере заполнения хромосомы, теплоисточники, реализовавшие свои потребности, а также ППТ, исчерпавшие резервы мощности, исключаются из рассмотрения. Процесс продолжается до тех пор, пока потребности всех теплоисточников не будут удовлетворены. На втором этапе, аналогичным образом, в хромосоме заполняются ячейки, соответствующие объемам поставок сырья с ПНС на ППТ. Затем для каждой хромосомы рассчитывается значение функции приспособленности. После создания родительской популяции, к ней применяются операторы скрещивания и мутации.

Оператор скрещивания применяется в случае, если у двух хромосом сумма значений генов, определяющих состояние какого-либо ППТ равна. Пусть

имеются две особи X1 = ($„+,), х12\п+1у..., д^2,) и X2 = хЦ„+1),..., х22,) ,

для которых выполняется условие:

/

-5>?+Е*52., ./=кйру; о?)

1=1 к= 1 >=1 *г=1

В этом случае данные хромосомы скрещиваются, обмениваясь набором генов, соответствующих условию (17). В результате получим:

к1 — (ги Vй V21 V21 V21 I-22 V22 V22 г12 V С1Я\

Л — \ 1("+1)' 2(н-й)' ••■' ' Л2у> ■•■ ' ЛЩ1' /1 ' }2 > ■••' 'V ' "'» NI/» I 1

*-2_( 21 21 И И 11 12 12 12 22 \ поч

~ \Г1(и+1)' 2(»+1)' •"' Аи> Л2у> ' т} ' Л)1 > Лу2» "•> "V ' "•» IГ \1У)

После получения новых хромосом необходимо проверить допустимость полученных решений. В случае возникновения недопустимой хромосомы происходит перераспределение значений ее генов. Затем рассчитывается

значение функции приспособленности и среди родительских и дочерних особей выбираются наилучшие, которые добавляются в популяцию.

Оператор мутации в данном случае с некоторой вероятностью воздействует на набор чисел определяющих состояние какого-либо ППТ. Воздействие заключается в перераспределении значений генов при условиях сохранения их суммарного значения и выполнения ограничений.

После определения всех искомых параметров рассчитываются суммарные затраты в системе за период восстановления вышедших из строя ППТ.

Исследовалась точность и скорость сходимости используемого генетического алгоритма. В ходе вычислительных экспериментов определены параметры генетического алгоритма (размер популяции 40 особей; вероятности скрещивания 0,8 и мутации 0,3), при которых наблюдается наименьшее время сходимости при заданной точности.

Третья глава посвящена разработке информационной подсистемы ИАС. Целью создания информационной подсистемы является сбор и хранение информации о географическом положении объектов системы топливоснабжения, и их технических характеристиках. Для управления топливоснабжением региона необходима информация о населенных пунктах и автодорогах, связывающих их. Для анализа состояния системы топливоснабжения - данные о теплоисточниках региона и установленном на них оборудовании. Также, для анализа потенциала древесного топлива требуется информация о функционировании лесозаготовительной и деревообрабатывающей промышленности. Мониторинг объектов системы топливоснабжения, предполагает постоянный сбор и анализ информации поступающей с объектов системы, которая должна храниться и обрабатываться в базе данных. Исходя из представленных требований, сформирована информационная модель ИАС, которая состоит из взаимосвязанных блоков данных, разра-

Для оперативного отслеживания и корректировки важных параметров системы реализован мониторинг объектов системы топливоснабжения, который представляет собой модуль программного комплекса, отвечающий за хранение и

анализ информации, поступающей с объектов системы топливоснабжения. Мониторинг предусматривает возможность отображения параметров системы и анализ ее элементов, как в разрезе районов, так и по всей республике в целом.

Четвертая глава посвящена разработке геоинформационной подсистемы информационно-аналитической системы. Геоинформационная подсистема отображает пространственную и атрибутивную информацию об объектах территории и результатах решения поставленных задач на электронной карте региона. Электронная карта представляет собой топологическую основу, на которую нанесены объекты инфраструктуры Удмуртской Республики и элементы системы топливоснабжения региона. В ИАС возможен просмотр информации по различным объектам, нанесенным на электронную карту. При выборе интересующей пиктограммы на панели информации в окне программного комплекса отображаются основные характеристики данного объекта, хранящиеся в базе данных.

Одной из основных целей создания ИАС является решение задачи логистики топливоснабжения региона, которая включает в себя определение количества и мест расположения ПНС и ППТ, определение маршрутов доставки и объемов перевозки сырья и топлива, а также их периодичность.

В случае возникновения нештатных ситуаций в региональной системе топливоснабжения в информационно аналитической системе переопределяются структурные взаимосвязи объектов и рассчитываются параметры измененной системы в соответствии с математическими моделями, реализованными в аналитической подсистеме программного комплекса. Результаты расчетов наносятся на электронную карту УР в форме схем движения сырья и топлива. Числовые характеристики измененной системы отображаются на панели информации.

Пример отображения результатов оптимального управление системой топливоснабжения региона в случае выхода из строя ППТ представлен на рисунках 4-6. На рисунках 4-5 представлены маршруты перевозки топлива в Вавож-ском районе Удмуртской Республики в штатном режиме и для случая выхода из строя ППТ, расположенного в с. Волипельга.

топлива в Вавожском районе УР топлива в Вавожском районе УР

в штатном режиме при возникновении нештатной ситуации

В случае выхода из строя данного ППТ, снабжение топливом теплоисточников будет организовано с соседних ППТ. Пример изменения запасов сырья и

топлива на ППТ и теплоисточниках в штатном режиме и при возникновении нештатной ситуации представлены на рисунке 6.

вГ, ту.пи хтг

с. Волннельга

в?", тут.

д. Старые копки

30 60 90 120 15^ 180 21

!

¡

л ч

/ \ N

/ { \

/ i i L

- Я !

) - V

J N

/ ;

/ i

г' -1 ¡ \

/ ч

б)

ж.

Ш

240 270 300 330 3«0

30 «О 90 120

, т у.т.

Я

К

К

х.

240 270 300 330 360

сутки

X

Vvy\.

240 270 300 330 360

I. сутки

30 60 90 120 1JO 180 210 240 270 300 330 360

I, сутки

Июль Сентябрь Ноябрь Январь Март Май

о 30 60

Май Июль

120 130 1Е0 210 240 270 ЗОО 330 360

сутки

Сентябрь Ноябрь Январь Март Май

Рисунок 6 - Графики изменения запасов сырья (аН, топлива (гН на ППТ

и топлива на теплоисточниках в штатном режиме и при нештатной ситуации: а) - для вышедшего из строя ППТ в с. Волипельга; б) - для соседнего ППТ в д. Старые копки

Основные выводы и результаты работы

1. Разработана информационная модель системы топливоснабжения, которая интегрирует разнородную информацию о технических и экономических показателях объектов системы и инфраструктуры региона в единое информационное пространство. Информационная модель позволяет комплексно оценивать состояние системы топливоснабжения каждого населенного пункта, района или региона в целом.

Информационная модель содержит информацию о системе топливоснабжения Удмуртской Республики: топливно-энергетических характеристиках региона, характеристиках дорожной сети для расчета маршрутов перевозки древесного сырья и топлива, характеристиках 94-х пунктов накопления сырья и 24-х пунктов производства топлива, а также о характеристиках 1470-ти теплоисточников региона.

2. Разработана математическая модель оптимального управления топливоснабжением региона при возникновении нештатных ситуаций на различных производственных уровнях системы, которая программно реализована в аналитической подсистеме ИАС. Математическая модель позволяет минимизировать затраты, связанные с возникновением нештатных ситуаций на двух уровнях: на уровне пунктов накопления сырья и на уровне пунктов производства топлива.

14

Для решения задачи оптимального управления топливоснабжением региональной системы теплоснабжения использован генетический алгоритм оптимизации, адаптированный под решаемые задачи. В ходе вычислительных экспериментов определены параметры генетического алгоритма (размер популяции 40 особей; вероятности скрещивания 0,8 и мутации 0,3), при которых наблюдается наименьшее время сходимости при заданной точности.

3. Разработана информационно-аналитическая система, предназначенная для решения задач оптимального управления топливоснабжением региональной системы теплоснабжения, состоящая из аналитической, информационной и геоинформационной подсистем.

Информационно-аналитическая система позволяет:

- проводить анализ первичной информации об объектах системы топливоснабжения;

- решать логистическую задачу топливоснабжения, включающую в себя построение схемы размещения предприятий по производству древесных видов топлива, определение их производительности, маршрутов перевозки, объемов и периодичности поставок древесного сырья и топлива между различными уровнями логистической схемы;

- в интерактивном режиме решать задачи оперативного планирования и управления топливоснабжением региональной распределенной системы теплоснабжения при возникновении нештатных ситуаций;

- проводить в оперативном режиме оценку надежности объектов системы топливоснабжения и состояния транспортной инфраструктуры региона, осуществлять мониторинг состояния объектов системы топливоснабжения: объемов запасов сырья и топлива, себестоимостей производства топлива, тарифов на тепловую энергию и др.

- визуализировать результаты решения задач оптимального управления в виде графиков, таблиц, картограмм.

4. Разработана геоинформационная подсистема, которая позволяет отображать пространственную и атрибутивную информацию об объектах системы топливоснабжения, а также представлять результаты решения задачи оптимального управления топливоснабжением региона.

5. Изучено влияние резерва мощности оборудования на пунктах производства топлива на условия устойчивого функционирования системы топливоснабжения региона. Например, при 20-процентном резерве мощности система топливоснабжения региона может бесперебойно работать при выходе из строя 2-6-ти пунктов производства топлива в зависимости от их мощности. При различных значениях резерва мощности проведено компьютерное имитационное моделирование нештатных ситуаций в системе топливоснабжения Удмуртской Республики: построены оптимальные маршруты перевозок древесного сырья и топлива между различными уровнями логистической схемы, рассчитаны оптимальные объемы и время поставок древесного сырья и топлива.

Основные публикации по теме диссертации

1. Преснухин В. К, Сайранов A.C., Семакин И.В., Осипов C.B. Методика расчета надежности региональной распределенной системы теплоснабжения // Научно-теоретический журнал "Вестник Ижевского государственного технического университета", Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2009. — № 4. -С. 169-172.

2. Королев CA., Краснов А.С, Сайранов А.С, Кривенков Р.Ю. Разработка информационно-аналитической системы "Топливоснабжение УР". // Научно-практический журнал "Интеллектуальные системы в производстве", - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2010. - № 2(16) С. 214-224.

3. Русяк И.Г., Кетова КВ., Трушкова Е.В., Сайранов A.C. Development of software and mathematical model to control the regional system of fuel supply based on renewable energy sources // 3 International Workshop "Innovation Information Technologies: Theory and Practice". - Dresden, Germany, 2010. - C. 218-222.

4. Русяк И.Г., Кетова КВ., Трушкова E.В., Сайранов A.C. Логистика региональной системы теплоснабжения на основе возобновляемых источников энергии // Труды пятой Международной школы-семинара "Энергосбережение — теория и практика". - Москва: Издательский дом МЭИ, 2010. - С. 375-379.

5. Сайранов A.C. Разработка алгоритма решения задачи топливообеспечения региональной системы теплоснабжения местными возобновляемыми видами топлива. // Региональная научно-практическая конференция, посвященная факультету "Прикладная математика". - Ижевск: изд-во ИжГТУ, 2010.

6. Русяк И.Г., Кетова К.В., Трушкова Е.В., Сайранов A.C. Прикладная логистика: // Учебное пособие. — Ижевск: изд-во ИжГТУ, 2011. — 123 с.

7. Касаткина Е.В. Сайранов A.C. Информационная поддержка программы снабжения УР возобновляемыми видами топлива // Материалы конференции "Информатика, математика, автоматика". - Сума: СумГУ, 2012, - С. 192.

8. Касаткина Е.В. Сайранов A.C. Информационные технологии в логистике // научно-технической журнал "Информационные технологии. Радиоэлектроника. Телекоммуникации". Ч. 3. - Тольятти: Изд-во ПВГУС, 2012. -С. 178-185.

9. Преснухин В.К, Русяк И.Г., Сайранов A.C. и др. Концепция Республиканской целевой программы "Снабжение населения, объектов социально-бытовой сферы в отдаленных пунктах Удмуртской Республики местными видами топлива, альтернативными природному газу", Ижевск: ИжГТУ, 2010- 264 с.

10. Программно-вычислительный комплекс "Проектирование тепловой защиты зданий": свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013614404 // Русяк И.Г., Сайранов A.C. и др. № 2013614404, дата регистрации 07.05.2013.

В авторской редакции

Подписано в печать 03.06.2013. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,0. Заказ №308. Тираж 100 экз.

Издательство Ижевского государственного технического университета им. М.Т. Калашникова Отпечатано в типографии Издательства ИжГТУ, 426069, Ижевск, ул. Студенческая, 7

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ М.Т. КАЛАШНИКОВА»

На правах рукописи

04201360734 ^

САЙРАНОВ АНДРЕЙ СЕРГЕЕВИЧ

УДК 51-74, 004.942

РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТОПЛИВОСНАБЖЕНИЕМ РАСПРЕДЕЛЕННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Специальность:

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации

(в науке и технике)

Научный руководитель: докт. техн. наук, проф. И.Г. Русяк

Ижевск -2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ................................................4

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................6

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМНОЙ ОБЛАСТИ......................................16

1.1 Системы топливоснабжения..........................................................................16

1.1.1 Система топливоснабжения Удмуртской Республики.........................18

1.1.2 Энергетический потенциал древесного сырья......................................19

1.1.3 Энергетическая потребность системы теплоснабжения Удмуртской Республики...................................................................................22

1.2 Информационно-аналитические системы....................................................25

1.2.1 Понятие информационно-аналитических систем.................................25

1.2.2 Этапы разработки информационно-аналитической системы..............31

1.2.3 Патентные исследования в области информационно-аналитических систем топливоснабжения................................................................................33

1.3 Информационно-аналитическая система управления топливоснабжением..............................................................................................37

1.3.1 Назначение и функции информационно-аналитической системы.....37

1.3.2 Структура информационно-аналитической системы управления топливоснабжением..........................................................................................38

2. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ПОДСИСТЕМА ЗАДАЧИ

УПРАВЛЕНИЯ ТОПЛИВОСНАБЖЕНИЕМ.........................................................42

2.1 Математическая модель оптимального управления системой топливоснабжения.................................................................................................43

2.2 Программная реализация алгоритма решения задачи оптимального управления системой топливоснабжения...........................................................55

2.3 Тестирование алгоритма решения задачи оптимального управления системой топливоснабжения................................................................................67

2.4 Мониторинг системы топливоснабжения....................................................74

3. ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДСИСТЕМА ЗАДАЧИ

УПРАВЛЕНИЯ ТОПЛИВОСНАБЖЕНИЕМ.........................................................80

3.1 Информационная модель системы топливоснабжения...............................80

3.2 База данных объектов топливоснабжения и инфраструктуры региона... 85

3.3 Мониторинг объектов системы топливоснабжения....................................88

4. ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДСИСТЕМА ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ТОПЛИВОСНАБЖЕНИЕМ.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ......................................................................95

4.1 Геоинформационная модель системы топливоснабжения.........................95

4.2 Результаты моделирования оптимального управления системой топливоснабжения...............................................................................................102

4.2.1 Логистика системы топливоснабжения региона.................................102

4.2.2 Оптимальное управление системой топливоснабжения региона

в случае возникновения нештатных ситуаций.............................................105

4.2.3 Расчет себестоимости топлива и тепловой энергии...........................111

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.......................................................................................................114

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК....................................................................116

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Обозначения:

<2Т-годовая потребность "негазовых" теплоисточников в топливе; 0С- суммарный энергетический потенциал древесного сырья;

¿тэ- тарифы на отпускаемую тепловую энергию; /-1

Qij - годовой объем древесного сырья, поставляемый с г -го ПНС на у -й ППТ; <2™° - годовой объем переработки древесного сырья на I -м ПНС; £?с/ПТ - годовой объем переработки древесного сырья на у -м ППТ;

Т*

- годовой объем топлива, поставляемый с у-го ППТ на к-й теплоисточник;

-удельные транспортные затраты на перевозку топлива с у-го ППТ на к-й теплоисточник;

я у - удельные транспортные затраты на перевозку древесного сырья с / -го ПНС на у -й ППТ;

<2™° -текущие объемы древесного сырья на /-м ПНС;

^ ППТ ^ппт

> 6т/ -текущие объемы древесного сырья и топлива на у -м ППТ;

- текущие объемы топлива на к -м теплоисточнике;

Ч-ПНС —ПНР

Я а ' Я а ~ скорости пополнения и расходования древесного сырья на г -м ПНС;

Ятк ' Ят! ~ скорости пополнения расходования топлива на у -м теплоисточнике; ^дППТ' Я+тГ "Скорости расходования древесного сырья и пополнения топлива на у'-мППТ;

Д^, А^ - периоды пополнения и расходования древесного сырья;

, Д^ - периоды пополнения и расходования топлива; У™с -объем склада для хранения древесного сырья на ¿-м ПНС;

Fq , Vjj - объемы складов для хранения древесного сырья и топлива на j -м ППТ;

Vjk - объем топливного склада на к-м теплоисточнике. t0TK -момент отказа оборудования на объекте системы топливоснабжения; /рем - период восстановления вышедшего из строя объекта системы топливоснабжения;

р - техническая надежность элемента;

Р - техническая надежность системы; R - риск аварийной ситуации в системе; h -мощность котельной;

Н - суммарная мощность котельных в системе;

/z™0, hjm, hj - производительность /-го ПНС, производительность у'-го ППТ и мощность к -го теплоисточника соответственно.

Сокращения:

УР - Удмуртская Республика;

ТЭК - топливно-энергетический комплекс;

ТЭР - топливно-энергетические ресурсы;

ПНС - пункт накопления сырья;

ППТ - пункт производства топлива;

ГА - генетический алгоритм;

БД - база данных;

СУБД - система управления базами данных;

SQL - Structured Query Language (структурированный язык запросов);

ИС - информационная система;

ГИС - геоинформационная система;

ИАС - информационно-аналитическая система.

ту.т. - тонна условного топлива.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

В целях модернизации и технологического развития российской экономики и повышения ее конкурентоспособности определены приоритетные направления развития науки, технологии и техники [1]. Использование в энергетической отрасли альтернативных источников энергии, в том числе местные возобновляемые энергоресурсы, связано с такими приоритетными направлениями развития как "Энергоэффективность и энергосбережение" и "Рациональное природопользование", "Информационно-телекоммуникационные системы".

Важность переоценки роли местных возобновляемых источников энергии зафиксирована в Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года и определена Указом Президента Российской Федерации №889 от 4 июня 2008 года "О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики", в которых в целях снижения к 2020 году энергоемкости валового внутреннего продукта Российской Федерации не менее чем на 40 процентов по сравнению с 2007 годом, обеспечения рационального и экологически ответственного использования энергии и энергетических ресурсов ставится задача поддержки и стимулирования использования возобновляемых источников энергии и экологически чистых производственных технологий.

Одним из основных условий ускорения научно-технического прогресса и развития экономических систем является информатизация производственных процессов. В этой связи необходимость разработки информационно-аналитической системы (ИАС), позволяющей автоматизировать процесс управления при переводе системы теплоснабжения на альтернативные источники энергии является актуальной задачей.

Актуальность рассматриваемой тематики обусловлена современными тенденциями совершенствования механизмов оперативного управления различного рода организационными системами. Так при внедрении инновационных тех-

нологий энергосбережения необходимо строить оптимальное логистическое управление организационной системой топливоснабжения. Постоянное развитие и усложнение экономических и производственных связей между объектами требует применение современных управленческих концепций, которые строятся на сложных экономико-математических моделях. Учесть весь спектр взаимосвязей между объектами в модели позволяет применение современных информационных технологий.

Исследование и определение рациональных направлений обеспечения топливными ресурсами потребителей региона является важной составляющей системного подхода к управлению топливоснабжением региональной распределенной системы теплоснабжения, который является необходимым условием эффективного функционирования топливно-энергетического комплекса региона. Математические модели, описывающие логистическое управление, позволяют организовать производство и потребление топлива в системе, исходя из принципов оптимальности, обеспечивая энергетическую безопасность региона.

Для обеспечения надежного и непрерывного топливоснабжения региона необходима своевременная и адекватная реакция на возникающую угрозу энергетической безопасности. Реализация системы оперативных и долгосрочных мер по предупреждению и нейтрализации угрозы сбоя топливоснабжения и связанных с этим больших финансовых и социальных издержек, должна базироваться на принципах оптимальности.

Для эффективного анализа механизма явлений и решения задач управления производственными процессами необходима реализация системного логистического подхода, который является базовым при построении теории планирования, управления и контроля процессов движения материальных, энергетических и информационных потоков в организационных системах различного рода.

В данной работе изучается проблема оптимального управления распределенной системой топливоснабжения региона. В этой связи построены соответствующие математические модели. Задача оптимального управления топливо-

снабжением региона рассматривается как задача структурно-параметрической оптимизации и решается методами математического программирования.

Использование аппарата математического и имитационного моделирования позволяет получить как количественные, так и качественные оценки показателей характеризующих функционирование региональной системы топливоснабжения.

Степень разработанности тематики

Оптимизация региональных топливно-энергетических комплексов является интенсивно развивающейся областью. В настоящее время сформирован ряд научных центров, как в России так и за рубежом, работающих в данном направлении. Основы системного исследования проблем энергетики заложены в работах JI.C. Беляева, Н.И. Воропая, М.И. Краевой.

Существенный вклад в развитие стратегий энергопотребление внесли Ю.Д. Кононова, А.Э. Конторович, A.A. Макарова.

Системное рассмотрение методов исследования и оптимизация энергетического хозяйства базируется на работах А.Г. Гранберга, В.И. Ишаева, В.В. Кулешова.

В Удмуртской Республике в целях повышения энергетической безопасности и выработки приоритетных направлений развития топливно-энергетического комплекса (ТЭК) была разработана Концепция Республиканской целевой программы "Снабжение населения, объектов социально-бытовой сферы в отдаленных населенных пунктах Удмуртской Республики местными видами топлива, альтернативными природному газу". В проекте дан анализ состояния топливоснабжения Удмуртской Республики. Определена структура потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в различных районах Удмуртии. Дана характеристика и определены объемы возобновляемых ТЭР, а также энергетический потенциал переработки биомассы в различных ее видах. Разработан комплекс системных мероприятий по переводу котельных на местные виды топлива.

Область исследования. Диссертационная работа выполнена в соответствии с паспортом специальности 05.13.01 - "Системный анализ, управление и обработка информации (в науке и технике)", а именно: п. 5 - "Разработка специального математического и алгоритмического обеспечения систем анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации", п. 9 — "Разработка проблемно-ориентированных систем управления, принятия решений и оптимизации технических объектов", п. 10 - "Методы и алгоритмы интеллектуальной поддержки при принятии управленческих решений в технических системах", п. 12 - "Визуализация, трансформация и анализ информации на основе компьютерных методов обработки информации".

Объектом исследования в настоящей диссертационной работе является система топливоснабжения регионального распределенного теплоснабжения.

Предметом исследования являются интеллектуальные методы оптимального управления топливоснабжением распределенного теплоснабжения.

Целью диссертационной работы является разработка информационно-аналитической системы управления, позволяющей обеспечивать устойчивое функционирование системы топливоснабжения распределенного теплоснабжения.

Задачи исследования:

1. Разработка информационной модели, содержащей разнородную информацию по техническим и экономическим показателям объектов системы топливоснабжения и инфраструктуры региона.

2. Разработка аналитической подсистемы, включающей в себя математические модели и алгоритмы логистического управления топливоснабжением региона, а также разработка модели оптимального управления топливоснабжением при возникновении нештатных ситуаций.

3. Разработка информационно-аналитической системы управления топливоснабжением распределенной системы теплоснабжения региона.

4. Разработка геоинформационной подсистемы топливоснабжения, позволяющей отображать пространственную и атрибутивную информацию об

объектах системы топливоснабжения и элементах инфраструктуры региона, хранящуюся в базе данных, а также визуализировать результаты решения задачи оптимального управления.

Методы исследования. В работе использованы методы математического моделирования, методы оптимального управления, а также аппарат разработки прикладного программного обеспечения и компьютерного имитационного моделирования.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечена использованием обоснованных математических моделей и апробированных алгоритмов решения задач оптимального управления. При использовании методов оптимизации достоверность обеспечена проведенными исследованиями их сходимости. Полученные выводы по управлению системой топливоснабжения подтверждаются содержательным анализом специфики исследуемых систем и их качественными особенностями. На защиту выносится:

1. Информационная модель системы топливоснабжения.

2. Математическая модель и алгоритм решения задачи оптимального управления топливоснабжением региональной распределенной системы теплоснабжения при возникновении нештатных ситуаций.

3. Информационно-аналитическая система управления топливоснабжением региональной распределенной системы теплоснабжения.

4. Геоинформационная подсистема топливоснабжения и результаты имитационного моделирования оптимального управления.

Научная новизна работы:

1. Разработана информационная модель, которая впервые интегрирует разнородную информацию о технических и экономических показателях объектов системы топливоснабжения и инфраструктуры региона в единое информационное пространство, что позволяет комплексно оценить состояние системы топливоснабжения каждого населенного пункта, района или региона в целом.

2. Разработана аналитическая подсистема, в которой впервые программно реализовано решение задачи оптимального управления при возникновении нештатных ситуаций на различных уровнях системы топливоснабжения региона с использованием генетических алгоритмов оптимизации.

3. Разработана информационно-аналитическая система, которая впервые позволяет в интерактивном режиме решать задачи оперативного планирования и управления топливоснабжением региональной распределенной системы теплоснабжения.

Значение результатов для теории и практики

Теоретическая значимость: разработанные математическая модель и алгоритм оптимального управления топливоснабжением при нештатных ситуациях являются вкладом в математический инструментарий логистического управления многоуровневыми организационными системами.

Практическая значимость: разработанная геоинформационная подсистема Удмуртской Республики позволяет осуществлять компьютерное имитационное моделирование и визуализировать результаты решения задачи оптимального управления топливоснабжением. Разработанная информационно-аналитическая система управления топливоснабжением региональной системы теплоснабжения внедрена и используется в Министерстве промышле