автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Разработка методов построения и реализация аналитической информационной системы технологического мониторинга сложных промышленных объектов

На правах рукописи

Ковардаков Алексей Викторович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ И РЕАЛИЗАЦИЯ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СЛОЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Специальность 05 13 01 - «Системный анализ, управление и обработка информации (информационные и технические системы)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003071334

Краснодар - 2007

003071334

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный технологический университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Симанков Владимир Сергеевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Ключко Владимир Игнатьевич

кандидат технических наук, профессор Сингаевский Николай Алексеевич

Ведущая организация ФГУП КБ «Селена» г. Краснодар

Защита диссертации состоится « 23 » мая 2007 года в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 212 100 04 в Кубанском государственном технологическом университете по адресу 350072, г Краснодар, ул Московская 2а, конференц-зал

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета по адресу 350072, г. Краснодар, ул. Московская 2а

Автореферат разослан « 23 » апреля 2007 г.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью учреждения просьба направлять по адресу. 350072, г. Краснодар, ул Московская 2а, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.100 04, канд. техн наук, доценту Власенко А В.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212 100 04, канд техн наук, доцент

А В Власенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Современные требования, направленные на повышение эффективности и безопасности управления промышленными объектами приводят, как следствие, к резкому увеличению информационной загруженности технологических информационных систем (ИС) Наиболее заметно проблемная ситуация проявляется в задачах мониторинга состояния сложных технических систем (ТС), для которых актуален не только контроль состояния больших объемов технологических параметров, но и их совместный анализ, получение на основе исходных данных некой совокупной информации аналитического характера, необходимой для принятия решений по управлению динамическими процессами, протекающими в системе Указанные особенности сложных ТС находятся в контексте общих результатов исследования сложных систем, которые показывают, что с ростом сложности структуры, доля информации, заключенной в связях системы, значительно возрастает С целью общего обозначения задач, требующих совместного анализа взаимосвязанных параметров сложных технических систем и применения соответствующих моделей процессов в ТС, в работе предложен термин аналитические задачи технологического мониторинга

Проведенные в работе системные исследования показывают, что с ростом количества контролируемых параметров ТС и их взаимосвязей, наступает потребность в качественном изменении организации информационных процессов в технологических ИС, поскольку архитектура применяющихся на уровне технологического управления SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)-CHCTeM существенно ограничена в аналитической функциональности Эффективность технологического мониторинга может быть повышена введением в общую систему технологического управления ИС, производящей аналитическую

обработку исходной информации, преобразуя ее объем и структуру к виду, оптимальному для этапа ситуационного анализа и принятия решений Это позволяет представлять персоналу наиболее важную информацию более компактно и систематично относительно конкретных производственных задач Предлагаемая в работе концепция может быть представлена как расширение достаточно хорошо исследованного и получившего широкое практическое распространение класса ИС по анализу процессов с использованием оперативных данных применительно к задачам технологического мониторинга Разработка принципов построения систем подобного класса — аналитических информационных систем (АИС) и последующее их внедрение на крупных промышленных предприятиях может существенно повысить эффективность обработки технологической информации, а в итоге повысить эффективность и безопасность эксплуатации сложных промышленных объектов (СПО)

В промышленной отрасли существует большое количество СПО с высоким уровнем автоматизации и сложностью реализуемых технологических процессов (ТП) Одним из примеров могут служить различные транспортные ТС, характеризующиеся не только большим количеством составных объектов автоматизации и значительным объемом контролируемых параметров, но и реальной пространственной распределенностью составляющих систему объектов и, соответственно, технологических процессов В частности, указанными характеристиками обладает такой СПО как магистральный трубопровод, на примере которого может быть проведено исследование различных аспектов функциональности связанных с ним технологических ИС с целью последующего обобщения полученных результатов. В связи с этим, в настоящей работе было решено сосредоточиться на общих вопросах анализа и синтеза АИС, и для практической проверки результатов

исследования ограничиться реализацией одной аналитической задачи В настоящее время большую актуальность для трубопроводного транспорта имеет задача оперативного обнаружения утечек, возникающих при нарушении герметичности магистральных нефтепроводов и наносящих большой экологический и финансовый ущерб В последствии, полученные результаты исследования могут быть обобщены и для решения других актуальных задач технологического мониторинга СПО

Объектом исследования является аналитическая информационная система технологического мониторинга сложных промышленных объектов

Предметом исследования является методика анализа и синтеза аналитической информационной системы технологического мониторинга сложных промышленных объектов

Целью работы является разработка методов построения и реализация аналитической информационной системы в составе системы технологического управления Задачи исследования:

1 Анализ и оценка проблемной ситуации и морфологический анализ путей повышения эффективности технологического мониторинга

2 Разработка системы критериев оптимизации аналитической обработки и представления информации для этапа ситуационного анализа состояния сложных промышленных объектов

3 Синтез информационной модели АИС технологического мониторинга сложных промышленных объектов

4 Разработка архитектуры АИС технологического мониторинга СПО и алгоритмизация работы базовых подсистем

5 Исследование информационных процессов в аналитических модулях на примере актуальной задачи обнаружения утечек в нефтепроводах с целью апробации разработанной информационной модели АИС

6. Разработка программного обеспечения базовых подсистем АИС и аналитического модуля обнаружения утечек в магистральных нефтепроводах

7. Комплексная экспериментальная проверка работоспособности АИС и оценка эффективности и перспектив расширения возможностей разработанной системы.

Методы исследования. Теоретическая часть исследования проведена на основе теории информационных систем и методов системного анализа с использованием функционально-структурного подхода (определение проблемной ситуации, формирование целей и критериев системы, анализ и синтез системы) Задача оптимизации структуры АИС решена с привлечением математического аппарата теории принятия решений, теории множеств, теории вероятности, математического анализа, математической статистики При разработке конкретного аналитического модуля использованы методы гидродинамики, математического моделирования, математической статистики, теории принятия решений Практическая реализация АИС выполнена с привлечением методов объектно-ориентированного программирования и теории баз данных

Научная новизна работы. В результате проведенного в работе системного исследования достигнуты следующие новые научные результаты

- Выделен класс аналитических задач технологического мониторинга СПО и класс ИС автоматизации данных задач

- Разработана концепция, методика анализа и синтеза, а также принципы построения АИС, выполняющей аналитическую обработку информации систематично относительно ТП

- Выполнен синтез универсальной комплексной распределенной архитектуры АИС технологического мониторинга СПО

- Разработана статистико-параметрическая модель и методика обнаружения утечек в магистральных нефтепроводах

- На примере задачи обнаружения утечек в магистральных нефтепроводах исследованы общие принципы организации информационных процессов в аналитических модулях. Практическую значимость имеют следующие результаты работы

- Методика построения АИС технологического мониторинга СПО

- Программная реализация оболочки АИС, единого модуля сбора технологических данных и единого программного шаблона аналитических модулей

- Аналитический модуль обнаружения утечек в магистральных нефтепроводах

На защиту выносится:

- Информационная модель аналитической обработки технологических данных

- Методика построения АИС технологического мониторинга СПО

- Архитектура АИС технологического мониторинга СПО

- Статистико-параметрическая модель и методика обнаружения утечек в магистральных нефтепроводах

- Программный комплекс АИС в составе системы технологического управления трубопроводным транспортом нефти

Реализация и внедрение работы. Разработанные методы построения АИС технологического мониторинга СПО применены в

практической реализации системы, которая внедрена в эксплуатацию на нефтепроводах регионального оператора ОАО «Черномортранснефть» Протокол испытаний и акт о внедрении в эксплуатацию аналитического модуля обнаружения утечек в составе АИС прилагается

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих всероссийских отраслевых конференциях

- III НТК ОАО «АК Транснефть», Москва, 2003, (1П место),

- XII НТК Минэнерго РФ «ТЭК-2003», Москва, 2004, (I место),

- IV НТК ОАО «АК Транснефть», Москва, 2004, (I место),

- VI НТК ОАО «АК Транснефть», Москва, 2006, (II место) Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ

общим объемом 27 печатных листов

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 304 страницах Работа содержит 93 рисунка, 12 таблиц, библиографию из 216 наименований на 15 страницах и приложение на 5 страницах

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Во введении обоснована актуальность темы исследования, определена научная проблема, поставлены цели и задачи исследования, дан обзор содержания работы

В первой главе проведен обзор проблемной ситуации, связанной с ограничениями стандартной архитектуры и функциональности технологических ИС На данном этапе работы показано, что применяющиеся в системе технологического управления БСЛСА-системы неэффективны для задач совместного анализа взаимосвязанных параметров ТП, поскольку их архитектура оптимизирована на решение задач контроля и управления технологическими объектами и существенно

ограничена в аналитической функциональности Сравнительный обзор существующих информационных решений повышения эффективности технологического мониторинга показал, что на современном этапе в составе технологической ИС актуальна подсистема анализа технологических данных сложной структуры — АИС Сформулированная концепция может быть охарактеризована как расширение сферы применения аналитических информационных технологий (АИТ) на уровень технологического управления предприятием В данном направлении была проведена декомпозиция общей системы АИТ предприятия, и выделена подсистема аналитической обработки технологических данных, преобразующая информационный поток к оптимальному для этапа ситуационного анализа виду. Соответственно, необходимые для синтеза эффективной архитектуры АИС критерии, формируются как из числа общих требований к подобным системам, представленным на этапе анализа проблемной ситуации, так и исходя из места и связей АИС в общем информационном процессе АИТ

В заключении первой главы на основании проведенного обзорного исследования сформулирована цель и задачи дальнейшей работы, а также определены методы их решения

Во второй главе диссертации рассмотрены теоретические основы построения АИС технологического мониторинга СПО На первом этапе теоретической части работы проведена классификация задач управления ТП, которая показала, что для простых ТП, понятие процесса может быть однозначно связано с понятием объекта, который реализует данный процесс Стандартная задача состоит в контроле текущего п-мерного вектора параметров ТП Р на нахождение п-мерной сфере допустимых значений N Архитектура БСАБА-систем подходит для автоматизации именно такой задачи, поскольку допускает смысловую группировку

параметров через операцию логической свертки снижая тем самым кардинальное число контролируемого множества V.

Напротив, мониторинг состояния сложных ТП требует рассмотрения всего процесса как целого, поскольку их информационные потоки не поддаются однозначной декомпозиции относительно технологических объектов Для аналитических задач помимо стандартной функциональности (1), необходим учет взаимосвязей процесса и выявления на основе известных взаимосвязей неких критических состояний процесса X, возможных даже для случая когда все контролируемые параметры находятся в области допустимых значений Следовательно, необходима аналитическая обработка исходных данных и синтез С? нового аналитического информационного потока А, множество параметров которого не только имеет меньшее кардинальное число, но и принципиально иную структуру, оптимальную для этапа ситуационного анализа и принятия решений'

ЗХ: X с N с Р,30: X -» А = {01, .1 <=L}=>Y^^>ЦJ >Л1 (2) Проведенное исследование позволяет выделить класс аналитических задач технологического мониторинга СПО и класс соответствующих ИС, оптимизированных для автоматизации данного класса задач

Дальнейшее исследование было направлено на анализ и синтез оптимальной информационной модели АИС Используя процедуры системного анализа, от критериев снижения производственных рисков из-за потери контроля над ТП, и снижения общей стоимости владения ИС, было построено иерархическое дерево критериев эффективности исследуемого класса ИС. Ввиду масштаба рисков, критерий сохранения контроля над ТП был принят в качестве приоритетного. Данный критерий был декомпозирован на подкритерии.

и

- вероятности потери контроля над ТП - \У0 из-за задержки по времени обработки информации - Та,

- вероятности потери контроля над ТП из-за степени достоверности информации - ХУ,.

По приведенным критериям была проведена оптимизация и построена модель аналитической обработки данных Результат оптимизации иллюстрирует рисунок 1, представляющий совокупное расширение Ап сферы применимости АИС по числу п параметров аналитической задачи при наличии с взаимосвязей, относительно совокупной вероятности потери контроля над ТП - XV, при заданной предельно допустимой вероятности - \Уь среднем периоде возникновения критической ситуации в ТП — Тх, средних временах единичной выборки -1В, расчета - анализа - ^ данных, и соответствующих степенях достоверности выборки - и>в, расчета - и>р и анализа - данных.

Рисунок 1 - Расширение применимости АИС для решения п-мерных аналитических задач, при оптимизации модели обработки техпологических данных

Основные этапы оптимальной обработки исходных данных в синтезированной модели это-

1 Систематизация технологических данных относительно ТП,

2 Приведение информационного потока по однотипным данным к однородному виду,

3. Аналитическая проверка достоверности исходных данных,

4. Расчетно-аналитическая обработка технологических данных в соответствии с моделью конкретного ТП,

5. Синтез аналитического информационного потока для этапа ситуационного анализа

Очевидно, что первые два из перечисленных этапов инвариантны относительно аналитических задач и могут выполняться централизованно, остальные являются процесс-ориентированными, следовательно, должны реализовываться по модульному принципу

Далее на основе проведенного системного исследования сформулирован ряд концептуальных принципов построения архитектуры АИС, основные из которых это* модульная обработка информации, единство обработки оперативных и ретроспективных данных, организация информационного обмена посредством общей БД под управлением внешней СУБД

Завершающей частью представленного этапа исследования стал синтез общей информационной модели системы (рисунок 2). Синтезированный информационный процесс АИС обладает четкой логической структурой и может быть представлен в виде нескольких последовательных уровней обработки информации

| Контроль обмена со ' $САОА-системой

Контроль состояния АИС

.......ч

Условия

Г- - И

!......с

Условия

I

1 Контроль I состояния БД

Ядро АИС

Коммуникационный интерфейс

Систематизация данных по технологическим процессам

Первичная проверка достоверности данных

Унификация однотипных технологических данных

▲АЛ

I

у > Условия

"V

События

Запись ретроспективы данных по техпроцессу

Журналирование событий 4

Интерфейс управления

Промышленный объект

Технологический объект №1

Р| | Технологические параметры ( Р|

Коммуникационный интерфейс

Коммуникационный интерфейс

вСАОА-система

Систематизация данных по технологическим объектам

Й1

Информационный процесс Б С АО А-с и сте м ы

Служебный

информационный поток

Контроль упр команд оператора

Условия

Аналитический модуль

Выборка исходных данных по аналитической задаче

А-

Условия

- " " П.

*> Условия

Формирование тсхнол «тревогл

Аналитическая проверка достоверности данных

Анализ технологических данных

Синтез аналитического информац. потока

Запись ретроспективы аналитич данных

| Контроль управ тягащих | . { команд оператора | \

^ \ \ ;

СУБД

БД

'г- | Управляющий |

/ | информационный поток 1 1

I I . - _ _ . J /

I

Технологический ! '

информационный поток '

i Аналитический

' I .....—.......

] I | информационный поток

I \ Интерфейс визуализации . ^ | | ......

ч Л Интерфейс управления ----- - »I Оператор

Рисунок 2 - Информационная модель аналитической ИС

Третья глава диссертационной работы посвящена методике построения и алгоритмизации работы АИС технологического мониторинга СПО В начальной части данного этапа исследования рассмотрены общие вопросы организации системы, от реализации локального аналитического информационного процесса, до развертывания универсальной комплексной распределенной архитектуры системы

В общей архитектуре разработанной АИС (рисунок 3) можно выделить три основные подсистемы ядро АИС, аналитические модули, СУБД База данных АИС содержит структуры данных трех типов технологические, аналитические и служебные. Благодаря организации информационного обмена с привлечением функционала СУБД и реализации принципа модульной обработки информации, архитектура АИС позволяет синтезировать эффективные распределенные аналитические информационные процессы, гибко учитывая современные практические потребности Высокая эффективность архитектуры АИС достигается благодаря возможностям, комплексной автоматизации аналитических задач, интеграции в общий информационный процесс предприятия, многопользовательского режима, горячего резервирования всех компонентов, работоспособности системы при отказах или корректировках, простоте сопровождения, низким аппаратным требованиям, сбалансированной нагрузке по ресурсам, хорошей масштабируемости, информационной защищенности

Результатом дальнейшего исследования стал синтез структуры всех базовых подсистем АИС, проведенный на базе разработанной информационной модели и принципов построения системы Ядро АИС содержит шесть основных подсистем сбора технологических данных, управления модулями, регистрации системных событий, конфигурирования, сопряжения с СУБД, интерфейса пользователя Управление модулями организовано на основе стандартного механизма сообщений операционной системы в рамках единой управляющей оболочки Информационный обмен со БСАОА реализован на базе протокола ОРС, как фактического стандарта межсистемного обмена технологическими данными

вСАБА

Сервер сборе данных

Сервер оперативного анализа данных

С ! >

1 ▼ Ядро АИС

Подсистема сбора ч- Управляющая

технолегич данных подсистема

-*-

Ядро АИС

Управляющая подсистема

ж:—

БД

АД

сд

Сервер ретроспективного и статистического анализа паниьп ,

ИС управленческого уровня

Ядро АИС

Управляющая * подсистема * ^

Монитор аналитической задачи № 1

АРМ оператора 1

Монитор аналитической задачи Кй» ~ * " —

Гсрмниа. I мпгпл нц">а

АРМ оператора N

Рисунок 3 - Универсальная комплексная распределенная архитектура АИС

Любой аналитический модуль в составе АИС содержит семь основных подсистем управления, синхронизации, конфигурирования, сопряжения с СУБД, расчетно-аналитическую, интерфейса пользователя, регистрации событий Проведенная в работе унификация аналитических модулей на базе единого шаблона позволяет не только гарантированно стандартизировать и логически отделить служебные функции и базовые интерфейсы от реализации аналитических задач, но и существенно повысить возможности масштабирования при сохранении функциональной стабильности АИС

В четвертой главе работы представлено исследование вопросов построения моделей обработки данных в аналитических модулях В соответствии с оптимизированной информационной моделью АИС на уровне модулей системы реализуется аналитическая проверка достоверности исходных данных, расчетно-аналитическая обработка технологических данных в соответствии с моделью конкретного ТП и синтез аналитического информационного потока Для дальнейшего исследования указанных этапов обработки данных и последующего обобщения полученных результатов была выбрана актуальная для базового предприятия задача обнаружения утечек в нефтепроводах.

С точки зрения физико-математической модели, нефтепровод представляет собой единую систему, параметры которой тесно взаимосвязаны и нарушение в одной точке устоявшегося режима работы, получает отклик на всей протяженности нефтепровода Несмотря на достаточность технологической информации, гидравлическая модель утечки достаточно сложна для применения в неавтоматизированном анализе данных по ТП Следовательно, в контексте ТП перекачки нефти, обнаружение утечек является характерным практическим примером аналитической задачи технологического мониторинга СПО.

Можно выделить два основных подхода к построению систем обнаружения утечек (СОУ) Это распределенные СОУ, требующие установки специальных взаимосвязанных датчиков и параметрические СОУ, базирующиеся на стандартном объеме технологической информации и гидравлической модели ТП в нефтепроводе Помимо существенных достоинств экономического плана, с точки зрения реализации в рамках аналитического модуля идеология параметрической СОУ является наиболее близкой и интересной

В основе стандартной параметрической модели ТП перекачки нефти по участку (х[,х2) трубопровода, лежит уравнение Бернулли, описывающее потерю напора Ah при течении вязкой жидкости в трубопроводе-

pg х d pg

в котором р1, рг - давления в сечениях х^ хг соответственно, х\, гг — высотные отметки этих сечений, <2 - удельная производительность нефтепровода, / - длина участка нефтепровода, А, - коэффициент гидравлического сопротивления, (1 - диаметр нефтепровода. Для удобства анализа распределенных процессов в протяженных участках нефтепровода вводят безразмерную величину гидравлического уклона (гидоуклона) -1, характеризующую скорость линейной потери напора Для актуального на практике турбулентного режима течения нефти обычно используется следующая приближенная формула для гидроуклона в зависимости от расхода и вязкости V перекачиваемой жидкости.

сЫ а"1 4 '

В соответствии с приведенной гидравлической моделью, стандартная параметрическая методика заключается в регистрации снижения давления вдоль трассы нефтепровода, причиной которого является изменение его гидравлического сопротивления потоку жидкости, вызванное

образованием утечки Поскольку до и после утечки в одинаковом сечении трубы пропускается разный объем жидкости, линия гидроуклона имеет излом в месте утечки, следовательно, зная распределение давления вдоль трассы нефтепровода р(х), и определяя экспериментально вид линии гидроуклона I можно рассчитать точку утечки1

т _{8Р{Рг-Рх)-Ы1) Г5ч Ы к '

Поскольку в задаче обнаружения утечек речь идет об изменениях технологических параметров менее 1% от абсолютного значения, этап повышения достоверности в ходе аналитической обработки исходных данных очень важен В данном направлении стандартная параметрическая модель была улучшена путем перехода к модели {т,}, описывающей поведение разностных величин снижения давления по датчикам {Др,} в процессе утечки-

т,=Ар1=1-(\-т^-)^,а,Ь = сот( (6) ■Ч + Ы0 ьх

что исключает систематические погрешности, а также применением цифровой фильтрации наборов показаний датчиков вида Р(1)={Р|}

р;(0 = (1-«)Р;-'+оР(0 (7) с настраиваемой постоянной а, что снижает случайные погрешности

В направлении повышения качества аналитической обработки, стандартная параметрическая модель была улучшена путем применения методов корреляционного анализа р для вероятностной оценки наборов характеристических величин {х|}={Ар,}, полученных на основе обработки экспериментальных данных относительно модели процесса {т,}, в предположении точки утечки с координатой

тах IV (х) - тах рм х (<) = тах>

Е(Дх( -Ах)(т, -т) ( ^^

и1(Дх, -Дх)21(т, -т)1

а также синтетическому применению нескольких алгоритмов выделения признаков утечек с целью максимально полного извлечения информации по утечке из общего объема технологических данных.

По смыслу проведенной оптимизации, разработанная и представленная выражениями (3)-(8) модель определения и расчета характеристик утечек в нефтепроводах была названа статистико-параметрической На основе обработки данных с использованием представленной модели, синтезируется компактный и оптимальный для этапа ситуационного анализа набор аналитических величин распределение снижения давления {Ар,}, объемный дебаланс АО, изменение напора АН, факт А1 , время Т, величина ()у, координата Ьх, вероятность XV утечки в нефтепроводе

Пятая глава диссертации представляет результаты реализации и внедрения в эксплуатацию разработанной системы На заключительном этапе работы реализованы базовые компоненты АИС интегрирующая и управляющая программа-оболочка, унифицированный шаблон аналитических модулей, единый модуль сбора технологических данных, а также аналитический модуль обнаружения утечек В состав АИС, в соответствии с практическими потребностями, может быть интегрирована любая промышленная СУБД, поддерживающая стандартный структурированный язык запросов

Поскольку экспериментальная проверка функциональности АИС должна включать одновременную проверку всех звеньев аналитического информационного процесса от сбора технологических данных до получения аналитического информационного потока для конкретной задачи, наиболее приближенной к условиям реальной эксплуатации является проверка при которой в реальном ТП имитируются условия, требующие анализа данных в рамках модуля системы

Проведенная на этапе внедрения в эксплуатацию экспериментальная проверка показала эффективность информационного процесса обработки технологических данных, нормальное управление компонентами АИС, синтез адекватного аналитического информационного потока модулем СОУ. Решением производственной комиссии разработанная АИС внедрена в эксплуатацию

Поскольку изначально при синтезе системы важная роль была отведена критерию масштабируемости по функциональности, объективная оценка экономической эффективности, возможна, вероятно, только на конечном этапе жизненного цикла системы В числовом виде был проведен расчет экономической эффективности внедрения относительно одного разработанного аналитического модуля в масштабах одного базового предприятия Для этого на основе существующих отраслевых методик была проведена оценка снижения производственных и экологических рисков предприятия (~1 млн руб в год), а также средней стоимости альтернативного программного обеспечения СОУ (~ 17 млн руб с учетом длины контролируемого участка нефтепровода ~2000 км.).

В заключении диссертации приводится обобщение основных результатов работы.

В приложении приводятся протоколы испытаний и акт о внедрении аналитического модуля обнаружения утечек в составе АИС в эксплуатацию на базовом предприятии

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1 В результате проведенного системного исследования показано, что архитектура стандартных технологических ИС неэффективна для задач анализа больших объемов взаимосвязанных данных сложных технических систем, а также выделен класс аналитических задач и соответствующий класс АИС технологического мониторинга СПО

2 Разработана система критериев и проведен синтез оптимальной модели обработки информации в АИС технологического мониторинга СПО, включающей этапы систематизации относительно ТП, унификации и аналитической проверки достоверности входных данных, синтеза аналитического информационного потока

3 На основе разработанной информационной модели аналитической обработки технологических данных и сформулированных принципов построения АИС, основные из которых это модульная обработка информации, единство обработки оперативных и ретроспективных данных, организация информационного обмена посредством общей БД под управлением внешней СУБД, выполнен синтез универсальной комплексной распределенной архитектуры, которая позволяет наращивать функциональность по мере производственных потребностей, а также применять АИС на других промышленных объектах

4 Эффективные математические модели и алгоритмы обработки информации в аналитических модулях исследованы на примере разработки статистико-параметрической модели и методики обнаружения утечек в магистральных нефтепроводах - актуальной для базового предприятия задачи технологического мониторинга

5. Реализованы базовые компоненты АИС управляющая оболочка, унифицированный шаблон аналитических модулей, единый модуль сбора технологических данных, а также аналитический модуль обнаружения

утечек В состав АИС, в соответствии с практическими потребностями, может быть интегрирована любая промышленная СУБД, поддерживающая стандартный структурированный язык запросов

6 Практика эксплуатации и результаты испытаний реализованной АИС показывают эффективность системы в плане снижения производственных рисков, интенсификации труда специалистов, качества анализа данных Рассчитанный на основе существующих отраслевых методик экономический эффект в масштабах базового предприятия составил порядка 17 млн руб. по внедрению и порядка 1 млн руб в год по эксплуатации системы.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ковардаков А В Автоматизация расчета прохождения внутритрубных снарядов по нефтепроводу. - Трубопроводный транспорт нефти. Приложение к №6 М.: ТрансПресс 2003, с 8-10

2 Ковардаков А В Система обнаружения утечек в магистральных трубопроводах на базе стандартных программных средств СДКУ. -Трубопроводный транспорт нефти Приложение к №6 М.- ТрансПресс

2004, с.3-6

3 Ковардаков А В Расширение функциональности СДКУ. Трубопроводный транспорт нефти. Приложение к №12 М ТрансПресс

2005, с 22-24

4. Ковардаков А В Модульная система обработки технологической информации как система поддержки принятия решений при управлении технологическими процессами - Сборник докладов XI научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «АК «Транснефть». Уфа. РИЦИксПринт 2006, с 197-295.

5 Ковардаков А В Автоматизация аналитических задач управления технологическими процессами. Трубопроводный транспорт нефти Приложение к №6 М ТрансПресс 2006, с 10-15.

6 Сгшанков ВС, Ковардаков А В Повышение эффективности параметрической системы обнаружения утечек в магистральных нефтепроводах Трубопроводный транспорт нефти Приложение к №12 М ТрансПресс 2006, с 13-17

7. Сгшанков В С, Ковардаков А В Аналитическая информационная система управления технологическими процессами Известия вузов Северокавказский регион Технические науки. Приложение к №4 Новочеркасск 2006, с 5-12 8 Симанков В С, Ковардаков А В Аналитическая информационная система в практике управления технологическими процессами Автоматизация телемеханизация и связь в нефтяной промышленности №2 М : ВНИИОЭНГ, 2007 с 4-9 9. Сгшанков В С, Ковардаков А В Аналитические информационные системы управления технологическими процессами Монография Краснодар1 КубГТУ, 2006 274с

I

J-

Подписано в печать 20 04 2007 г Гарнитура Тайме Бумага офсетная Печать RISO Уел п л 1 Заказ 83 Тираж 100 Отпечатано в типографии "АСВ-полиграфия" г Краснодар, ул 40 лет Победы, 146

Содержание.

Введение.

Глава 1. Роль аналитических информационных технологий в управлении промышленным предприятием.

1.1 Основные этапы системного анализа в исследовании и построении информационных систем.

1.2 Аналитические информационные технологии.

1.3 Иерархическая структура информационных систем предприятий промышленного сектора.

1.4 Оценка проблемной ситуации для технологических информационных систем на примере задач трубопроводного транспорта нефти.

1.5 Морфологический анализ информационных архитектур повышающих эффективность технологического мониторинга.

1.6 Цель, задачи и методы исследования.

Выводы.

Глава 2. Теоретические основы построения информационных систем анализа технологических данных.

2.1 Аналитические задачи мониторинга состояния сложных технологических процессов.

2.2 Критерии эффективности и модель аналитической обработки технологических данных.

2.3 Концепция аналитической информационной системы технологического мониторинга.

2.4 Общие принципы построения аналитических информационных систем технологического мониторинга.

2.5 Вопросы интеграции аналитических модулей и ядра информационной системы.

2.6 Информационный процесс аналитической обработки технологических данных.

Выводы.

Глава 3. Методика построения и алгоритмизация работы аналитической информационной системы технологического мониторинга.

3.1 Общая архитектура аналитической информационной системы технологического мониторинга.

3.2 Возможности архитектуры системы по организации распределенных информационных процессов.

3.3 Структура и алгоритм работы управляющей оболочки аналитических модулей.

3.4 Унификация структуры и алгоритма работы аналитических модулей на базе единого шаблона.

3.5 Общая структура аналитической подсистемы модулей.

3.6 Особенности информационного процесса единого модуля сбора технологических данных.

Выводы.

Глава 4. Исследование информационных процессов в аналитических модулях на примере задачи обнаружения утечек из магистральных нефтепроводов.

4.1 Сравнительный анализ достоинств и недостатков существующих систем обнаружения утечек.

4.2 Анализ особенностей задачи обнаружения утечек и недостатки стандартной параметрической модели.

4.3 Построение статистико-параметрической модели и синтез расчетно-аналитической подсистемы модуля обнаружения утечек.

4.4 Алгоритмизация работы расчетно-аналитической подсистемы модуля обнаружения утечек.

4.5 Классификация и взаимосвязь аналитических подзадач модуля обнаружения утечек.

Выводы.

Глава 5. Реализация, внедрение в эксплуатацию и оценка эффективности аналитической информационной системы технологического мониторинга.

5.1 Реализация компонент ядра системы и аналитического модуля обнаружения утечек.

5.2 Инсталляция аналитической информационной системы технологического мониторинга на базовом предприятии.

5.3 Экспериментальная проверка функциональности реализованной системы

5.4 Оценка эффективности внедрения в эксплуатацию и перспективы расширения возможностей аналитической информационной системы.

Выводы.

Современные требования, направленные на повышение эффективности и безопасности управления промышленными объектами приводят, как следствие, к резкому увеличению информационной загруженности технологических информационных систем (ИС). Наиболее заметно проблемная ситуация проявляется в задачах мониторинга состояния сложных технических систем (ТС), для которых актуален не только контроль состояния больших объемов технологических параметров, но и их совместный анализ, получение на основе исходных данных некой совокупной информации аналитического характера, необходимой для принятия решений по управлению динамическими процессами, протекающими в системе. Указанные особенности сложных ТС находятся в контексте общих результатов исследования сложных систем, которые показывают, что с ростом сложности структуры, доля информации, заключенной в связях системы, значительно возрастает. С целью общего обозначения задач, требующих совместного анализа взаимосвязанных параметров сложных технических систем и применения соответствующих моделей процессов в ТС, в работе предложен термин аналитические задачи технологического мониторинга.

Проведенные в работе системные исследования показывают, что с ростом количества контролируемых параметров ТС и их взаимосвязей, наступает потребность в качественном изменении организации информационных процессов в технологических ИС, поскольку архитектура применяющихся на уровне технологического управления SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)-cncTeM существенно ограничена в аналитической функциональности. Эффективность технологического мониторинга может быть повышена введением в общую систему технологического управления ИС, производящей аналитическую обработку исходной информации, преобразуя ее объем и структуру к виду, оптимальному для этапа ситуационного анализа и принятия решений. Это позволяет представлять персоналу наиболее важную информацию более компактно и систематично относительно конкретных производственных задач. Предлагаемая в работе концепция может быть представлена как расширение достаточно хорошо исследованного и получившего широкое практическое распространение класса ИС по анализу процессов с использованием оперативных данных применительно к задачам технологического мониторинга. Разработка принципов построения систем подобного класса - аналитических информационных систем (АИС) и последующее их внедрение на крупных промышленных предприятиях может существенно повысить эффективность обработки технологической информации, а в итоге повысить эффективность и безопасность эксплуатации сложных промышленных объектов (СПО).

В промышленной отрасли существует большое количество СПО с высоким уровнем автоматизации и сложностью реализуемых технологических процессов (ТП). Одним из примеров могут служить различные транспортные ТС, характеризующиеся не только большим количеством составных объектов автоматизации и значительным объемом контролируемых параметров, но и реальной пространственной распределенностью составляющих систему объектов и, соответственно, технологических процессов. В частности, указанными характеристиками обладает такой СПО как магистральный трубопровод, на примере которого может быть проведено исследование различных аспектов функциональности связанных с ним технологических ИС с целью последующего обобщения полученных результатов. В связи с этим, в настоящей работе было решено сосредоточиться на общих вопросах анализа и синтеза АИС, и для практической проверки результатов исследования ограничиться реализацией одной аналитической задачи. В настоящее время большую актуальность для трубопроводного транспорта имеет задача оперативного обнаружения утечек, возникающих при нарушении герметичности магистральных нефтепроводов и наносящих большой экологический и финансовый ущерб. В последствии, полученные результаты исследования могут быть обобщены и для решения других актуальных задач технологического мониторинга СПО.

Объектом исследования диссертационной работы является аналитическая информационная система технологического мониторинга сложных промышленных объектов.

Предметом исследования диссертационной работы является методика анализа и синтеза аналитической информационной системы технологического мониторинга сложных промышленных объектов.

Целью работы является разработка методов построения и реализация аналитической информационной системы в составе системы технологического управления.

Задачи исследования:

1. Анализ и оценка проблемной ситуации и морфологический анализ путей повышения эффективности технологического мониторинга.

2. Разработка системы критериев оптимизации аналитической обработки и представления информации для этапа ситуационного анализа состояния сложных промышленных объектов.

3. Синтез информационной модели АИС технологического мониторинга сложных промышленных объектов.

4. Разработка архитектуры АИС технологического мониторинга СПО и алгоритмизация работы базовых подсистем.

5. Исследование информационных процессов в аналитических модулях на примере актуальной задачи обнаружения утечек в нефтепроводах с целью апробации разработанной информационной модели АИС.

6. Разработка программного обеспечения базовых подсистем АИС и аналитического модуля обнаружения утечек в магистральных нефтепроводах.

7. Комплексная экспериментальная проверка работоспособности АИС и оценка эффективности и перспектив расширения возможностей разработанной системы.

Методы исследования. Теоретическая часть исследования проведена на основе теории информационных систем и методов системного анализа с использованием функционально-структурного подхода (определение проблемной ситуации, формирование целей и критериев системы, анализ и синтез системы). Задача оптимизации структуры АИС решена с привлечением математического аппарата теории принятия решений, теории множеств, теории вероятности, математического анализа, математической статистики. При разработке конкретного аналитического модуля использованы методы гидродинамики, математического моделирования, математической статистики, теории принятия решений. Практическая реализация АИС выполнена с привлечением методов объектно-ориентированного программирования и теории баз данных.

Научная новизна работы. В результате проведенного в работе системного исследования достигнуты следующие новые научные результаты:

• Выделен класс аналитических задач технологического мониторинга СПО и класс ИС автоматизации данных задач.

• Разработана концепция, методика анализа и синтеза, а также принципы построения АИС, выполняющей аналитическую обработку информации систематично относительно ТП.

• Выполнен синтез универсальной комплексной распределенной архитектуры АИС технологического мониторинга СПО.

• Разработана статистико-параметрическая модель и методика обнаружения утечек в магистральных нефтепроводах.

• На примере задачи обнаружения утечек в магистральных нефтепроводах исследованы общие принципы организации информационных процессов в аналитических модулях.

Практическую значимость имеют следующие результаты работы:

• Методика построения АИС технологического мониторинга СПО.

• Программная реализация оболочки АИС, единого модуля сбора технологических данных и единого программного шаблона аналитических модулей.

• Аналитический модуль обнаружения утечек в магистральных нефтепроводах.

На защиту выносится:

• Информационная модель аналитической обработки технологических данных.

• Методика построения АИС технологического мониторинга СПО.

• Архитектура АИС технологического мониторинга СПО.

• Статистико-параметрическая модель и методика обнаружения утечек в магистральных нефтепроводах.

• Программный комплекс АИС в составе системы технологического управления трубопроводным транспортом нефти.

Реализация и внедрение работы. Разработанные методы построения АИС технологического мониторинга СПО применены в практической реализации системы, которая внедрена в эксплуатацию на нефтепроводах регионального оператора ОАО «Черномортранснефть». Протокол испытаний и акт о внедрении в эксплуатацию аналитического модуля обнаружения утечек в составе АИС прилагается.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих всероссийских отраслевых конференциях:

• III НТК ОАО «АК Транснефть», Москва, 2003, (III место);

• XII НТК Минэнерго РФ «ТЭК-2003», Москва, 2004, (I место);

• IV НТК ОАО «АК Транснефть», Москва, 2004, (I место);

• VI НТК ОАО «АК Транснефть», Москва, 2006, (И место).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ общим объемом 27 печатных листов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения, изложенных на 316 страницах. Работа содержит 93 рисунка, 12 таблиц, библиографию из 216 наименований на 15 страницах и приложение на 62 страницах.

Выводы

1. Реализованы базовые компоненты АИС: управляющая и интегрирующая программа-оболочка, унифицированный шаблон аналитических модулей, единый модуль сбора технологических данных. В состав системы может быть интегрирована любая промышленная СУБД, поддерживающая стандартный структурированный язык запросов.

2. Реализован и интегрирован в состав АИС модуль СОУ, включающий в соответствии со спецификой актуальной на практике задачи обнаружения утечек, шесть интерактивно взаимосвязанных аналитических подзадач.

3. Разработанная АИС проинсталлирована и сконфигурирована для работы в составе системы технологического управления на базовом предприятии - Краснодарском районном управлении магистральных нефтепроводов ОАО «Черномортранснефть».

4. Экспериментальная проверка функциональности всех подсистем АИС должна включать одновременную проверку всех звеньев аналитического информационного процесса, следовательно, наиболее приближенной к условиям эксплуатации является проверка, при которой в реальном ТП имитируются условия, требующие анализа оперативных данных в рамках модуля системы, в частности это проведение реальных экспериментальных утечек из нефтепроводов.

5. Проведена экспериментальная проверка функциональности АИС, которая показала эффективность информационного процесса сбора и систематизации технологических данных, нормальное управление компонентами АИС, синтез адекватного аналитического информационного потока модулем СОУ: достоверную фиксацию факта утечки, стабильные расчетные значения координаты и других параметров утечки.

6. По результатам экспериментальной проверки, решением производственной комиссии АИС технологического мониторинга внедрена в эксплуатацию на базовом предприятии трубопроводного транспорта нефти.

7. Практика эксплуатации и результаты испытаний реализованной АИС показывают эффективность системы в плане снижения производственных рисков, интенсификации труда специалистов, качества анализа данных, кроме того, архитектура АИС позволяет гибко наращивать функциональность программного комплекса по мере возникающих производственных потребностей, а также применять систему на других промышленных объектах.

8. Рассчитанный на основе существующих отраслевых методик экономический эффект в масштабах базового предприятия составил порядка 17 млн. руб. по внедрению и порядка 1 млн. руб. в год по эксплуатации системы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате проведенного системного исследования показано, что архитектура стандартных технологических ИС неэффективна для задач анализа больших объемов взаимосвязанных данных сложных технических систем. Повышение эффективности мониторинга состояния сложных промышленных объектов возможно на основе расширения АИТ на уровень технологического управления предприятием и введения в дополнение к SCADA-системе новой - аналитической ИС, преобразующей общий технологический информационный поток к оптимальному для ситуационного анализа виду. Необходимые для синтеза эффективной архитектуры АИС критерии должны формироваться как из числа общих требований к ИС промышленной отрасли, так и исходя из места и связей АИС в общем информационном процессе АИТ уровня технологического управления предприятием.

2. Проведенная в теоретической части работы классификация задач технологического мониторинга показала, что для простых ТП, понятие процесса может быть однозначно связано с понятием объекта, который реализует данный процесс, напротив, контроль состояния сложных ТП требует рассмотрения всего процесса как целого, поскольку их информационные потоки не поддаются однозначной декомпозиции относительно вовлеченных в процесс технологических объектов. Соответственно, с ростом информационной сложности ТП необходимость сохранения адекватного контроля над процессом приводит к появлению новых, качественно иных, аналитических задач технологического мониторинга, информационный процесс которых состоит в автоматизированной аналитической обработке технологических данных и синтезе нового, информационного потока, оптимального для этапа ситуационного анализа. Указанные особенности позволяют выделить класс аналитических задач технологического мониторинга и класс соответствующих АИС, оптимизированных для автоматизации данного класса задач.

3. Разработана система критериев и проведен синтез оптимальной модели обработки информации в АИС технологического мониторинга сложных промышленных объектов, включающей этапы систематизации относительно ТП, унификации и аналитической проверки достоверности входных данных, синтеза аналитического информационного потока. Синтезированная в результате применения системного подхода информационная модель АИС технологического мониторинга обладает четкой логической структурой и может быть представлена в виде нескольких последовательных уровней обработки информации: промышленный объект - SCADA - ядро АИС - СУБД - аналитический модуль - ЛПР.

4. На основе разработанной информационной модели аналитической обработки технологических данных и сформулированных принципов построения АИС, основные из которых это: модульная обработка информации, единство обработки оперативных и ретроспективных данных, организация информационного обмена посредством общей БД под управлением внешней СУБД, выполнен синтез универсальной комплексной распределенной архитектуры системы. Высокая эффективность архитектуры АИС достигается благодаря возможностям: комплексной автоматизации аналитических задач, интеграции в общий информационный процесс управления производством, многопользовательского режима, горячего резервирования всех компонентов, работоспособности системы при отказах или корректировках, простоте сопровождения, низким аппаратным требованиям, сбалансированной нагрузке по всем ресурсам, информационной безопасности, хорошей масштабируемости.

5. Проведенная в работе унификация аналитических модулей на базе единого шаблона позволяет не только гарантированно унифицировать и логически отделить служебные функции и базовые интерфейсы от реализации аналитических задач, но и существенно повысить возможности масштабирования при сохранении функциональной стабильности АИС.

6. Эффективные математические модели и алгоритмы обработки информации в аналитических модулях исследованы на примере разработки статистико-параметрической модели и методики обнаружения утечек в магистральных нефтепроводах - актуальной для базового предприятия задачи технологического мониторинга. В направлении повышения достоверности исходных данных стандартная параметрическая модель была улучшена путем перехода к разностным величинам, что исключает систематические погрешности, и применением цифровой фильтрации сигналов, что снижает случайные погрешности. В направлении повышения качества аналитической обработки, стандартная параметрическая модель была улучшена путем применения методов корреляционного анализа и вероятностной оценке наборов экспериментальных данных на соответствие гидравлической модели ТП перекачки нефти, а также синтетическому анализу нескольких алгоритмов обнаружения утечек с целью максимально полного извлечения информации по утечке из общего объема технологических данных.

7. На основе результатов теоретической части исследования реализованы базовые компоненты АИС: управляющая и интегрирующая программа-оболочка, унифицированный шаблон аналитических модулей, единый модуль сбора технологических данных, а также актуальный для базового предприятия модуль СОУ. В состав системы может быть интегрирована любая промышленная СУБД, поддерживающая стандартный структурированный язык запросов. Разработанная АИС проинсталлирована и сконфигурирована для работы в составе системы технологического управления на базовом предприятии - Краснодарском районном управлении магистральных нефтепроводов ОАО «Черномортранснефть».

8. В соответствии с разработанной программой-методикой испытаний была проведена экспериментальная проверка функциональности АИС, которая показала эффективность информационного процесса сбора и систематизации технологических данных, нормальное управление компонентами АИС, синтез адекватного аналитического информационного потока модулем СОУ: достоверную фиксацию факта утечки, стабильные расчетные значения координаты и других параметров утечки. По результатам экспериментальной проверки, решением производственной комиссии АИС технологического мониторинга внедрена в эксплуатацию на базовом предприятии. 9. Практика эксплуатации и результаты испытаний реализованной АИС показывают эффективность системы в плане снижения производственных рисков, интенсификации труда специалистов, качества анализа данных, кроме того, архитектура АИС позволяет гибко наращивать функциональность программного комплекса по мере возникающих производственных потребностей, а также применять систему на других промышленных объектах. Рассчитанный на основе существующих отраслевых методик экономический эффект в масштабах базового предприятия составил порядка 17 млн. руб. по внедрению и порядка 1 млн. руб. в год по эксплуатации системы.

1. Абдураиштов С.А., Тупиченков А.А. Насосы и компрессоры. М.: Недра, 1974.

2. Автоматизация процессов принятия решений в системах управления /В.С.Симанков, Ю.К.Лушников, В.А.Морозов и др.: Аналитический обзор, 1970-1985 гг., № 4087. М.: ЦНИИТЭИ, 1986.

3. Автоматизированные системы управления в народном хозяйстве /Под ред. В.С.Синяка. М.: Экономика, 1987.

4. Акустическая система обнаружения утечек WaveAlert VIII. Нефть и газ (Евразия) №6 2004.

5. Андреев Е.Б., Кунцевич Н.А., Синенко О.В. SCADA-системы: взгляд изнутри М.: РТ софт, 2004.

6. Адрющенко В.А. Теория систем автоматического управления. JL: ЛГУ, 1990.

7. Алиев Р.А., Абдикеев Н.М., Шахназаров М.М. Производственные системы с искусственным интеллектом. М: Радио и связь. 1990.

8. Антонюк Б.Д. Информационные системы в управлении. М.: Радио и связь, 1986.

9. Архитектура Microsoft Windows для разработчиков. М.: Русская редакция, 1998.

10. Ю.Бабков А. В. Автоматизированная система обнаружения утечек нефти и нефтепродуктов из магистральных трубопроводов. Дис. канд. техн. наук : 05.13.06 Москва, 2002.1 \.Балашов ЕЛ. Эволюционный синтез систем. М.: Радио и связь, 1985.

11. Бердников В.В., Прикладная теория гидравлических цепей. М.: Машиностроение 1977.13 .Берталанфи Л. фон. Общая теория систем критический обзор // Системные исследования: Ежегодник, 1969. М.: 1969. С. 23-95.

12. ХА.Бертисс А.Т. Структуры данных. М.: Статистика, 1974.

13. Благовещенская М.М., ЗлобинЛ.А. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. М.: Высшая школа 2005.

14. Блауберг И.В., Юдин Э.Г. Становление и сущность системного подхода. М.: Наука, 1974.

15. Блитштейн Ю.М., Хубларян М.Г. Распространение волн возмущений жидкости в бесконечно длинном вязкоупругом трубопроводе. Изв. АН СССР, МЖГ, 1975. №3.

16. Боровков А.А. Математическая статистика. М.: Наука, 1984г.

17. Браун Переходные процессы в линиях передачи жидкости или газа. -Техническая механика 1962 т. 84, №4.

18. Ю.Браун, Нельсон. Переходные характеристики гидравлическихтрубопроводов для сигнала в виде скачка с учетом эффекта вязкости, зависящей от частоты. ТОИР, 1965 №7.21 .Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М., 1978.

19. Бусленко Н.П., Калашников В.В., Коваленко И.Н. Лекции по теории сложных систем. М.: Советское радио, 1973.

20. Валуев С.А. Системный анализ в экономике и организации производства / Под ред. С.А. Валуева и В.Н. Волковой. Л.: Политехника, 1991.

21. Васильев О.Ф., Неустановившееся течение в открытых руслах, каналах и трубопроводах. В кн.: Динамика сплошной среды. Новосибирск, 1975.

22. Вайншток СМ., Новоселов В.В., Прохоров А.Д., Шаммазов A.M. Трубопроводный транспорт нефти Т1, 2 М.: Недра, 2004.2в.Вентцелъ Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. М.: Наука, 1988.

23. Виннер Н. Кибернетика: Или управление и связь в животном и машине. М.: Наука, 1983.

24. Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. М.: Мир, 1989.

25. Волкова В.Н, Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. Спб., 1997.

26. Гаазе-Рапопорт М.Г., Поспелов Д.А. От амебы до робота: модели поведения. М.: Наука, 1987.31 .Гаврилова Т.А., Червинская К.Р. Извлечение и структурирование знаний для экспертных систем. М.: Радио и связь, 1982.

27. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Г. Базы знаний интеллектуальных систем. Спб.: Питер, 2000.

28. Гершберг А. Ф., Мусаев А. А., Нозик А. А., Шерстюк Ю. М. Концептуальные основы информационной интеграции АСУТП нефтеперерабатывающего предприятия. СПб: Альянс-строй, 2003.

29. ЪА.Гликман Б.Ф. Нестационарные течения в пневмогидравлических цепях. М.: Машиностроение, 1979.

30. Глушков В.М. Введение в АСУ. Киев: Техника, 1974.

31. Голд Б., Рэйдер Ч. Цифровая обработка сигналов. М.: Советское радио, 1973.

32. Гольянов А. А. Обнаружение места утечек в магистральных нефтепродуктопроводах с помощью сканирующих импульсов давления Дис. канд. техн. наук : 25.00.19 Уфа, 2004.

33. Голубков Е.И Использование системного анализа в принятии плановых решении. М.: Экономика, 1982.

34. Горелик A.JT., Скрипкин В.А. Методы распознавания. М.: Высшая школа, 1984.

35. Гребнев С.А., Кузякин В.И., Синенко О.В. Интеграция АСУ: вчера, сегодня, завтра. Автоматизация в промышленности №9 2003.

36. Губанов В.А., Захаров В.В., Коваленко А.Н. Введение в системный анализ; Учебное пособие / Под ред. JI.A. Петросяна. JL: ЛГУ, 1988.

37. Гудсон, Леонард. Обзор методов моделирования переходных процессов в гидравлических линиях. ТОИР. 1972. №2.

38. АЗ.Гэйн К, Сарсон Т. Структурный системный анализ средства и методы. В 2-х частях. Пер. с англ. под ред. А. В. Козлинского. М.: Эйтекс, 1993.

39. Дегтярев Ю.К. Системный анализ и исследование операций. М.: Высш. шк., 1996.

40. Денисов А.А., Волкова В.Н. Иерархические системы. Л.: ЛПИ, 1989.

41. Денисов А.А. Информационные основы управления. Л.: Энергоатомиздат, 1983.

42. Денисов А.А., Колесников Д.Н. Теория больших систем управления. Л.: Энергоиздат, 1982.

43. Дуда Р., Харт П. Распознавание образов и анализ сцен: Пер.с англ. М.: Мир, 1978.

44. Евреинов Э.В. Однородные вычислительные среды и системы. М.: Радио и связь, 1981.

45. Елисеева И.И., Рукавишников В.О. Группировка, корреляция, распознавание образов (Статистические методы классификации и измерения связей). М.: Статистика, 1977.

46. Есьман КГ. Насосы. М.: Гостоптехиздат, 1954.

47. Жариков О.Н., Королевская В.И., Хохлов С.Н. Системный подход к управлению. Под. ред. В.А.Персианова. М: ЮНИТИ, 2001.5ЬЖуков Н.К Информация. Минск: Минское кн. изд-во, 1971.

48. ЫЗагорушо КГ. Методы распознавания и их применение. М.: Советское радио, 1972.

49. Кваненко В.К., Лабковский В.А. К вопросу о накоплении информации в адаптивных системах управления //Адаптивные системы управления: Сб. науч. трудов. Киев: ИК АН УССР, 1977. С.3-12.

50. Информатика: Учеб. / Под ред. Н.В. Макаровой. М.: Финансы и статистика, 1997.

51. ИонинД.А., Яковлев Е.И. Современные методы диагностики магистральных газопроводов. М.: Недра 1987.61 .Ириков В.А., Тренев В.И. Распределенные системы принятия решений. Теория и приложения. М.: Наука. Физматлит, 1999.

52. Искусственный интеллект. В 3-х кн. Модели и методы: справочник /Под ред. Д.А. Поспелова. М.: Радио и связь, 1990.

53. Кальянов Г.Н. Теория и практика реорганизации бизнес-процессов. М.: СИНТЕГ, 2001.

54. Кандрашина Е.Ю., Литвинцева Л.В., Поспелов Д.А. Представление знаний о времени и пространстве в интеллектуальных системах /Под ред. Д.А. Поспелова. М.: Наука, 1989.

55. Каплинский А.И., Руссман КБ., Умывакин В.М. Моделирование и алгоритмизация слабоформализованных задач выбора наилучших вариантов систем. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1990.

56. Кафаров В.В., Дорохов КН., Марков Е.П. Системный анализ процессов химической технологии. Применение метода нечетких множеств. М: Наука, 1986.

57. Ю.Квейд Э. Анализ сложных систем. М.: Советское радио, 1969.71 .Клиланд Д., Кинг В. Системный анализ и целевое управление. М.: Советское радио, 1974.

58. И.Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач. М.: Радио и связь, 1990.

59. Ковалев А.С. Инвестиции. М.: Наука, 2004.1А.Ковардаков А.В. Автоматизация расчета прохождения внутритрубных снарядов по нефтепроводу. Трубопроводный транспорт нефти №6 2003.

60. Ковардаков А.В. Система обнаружения утечек в магистральных трубопроводах на базе стандартных программных средств СДКУ. Трубопроводный транспорт нефти №6 2004.

61. Ковязин А.Н., Востриков С.М. Мир Interbase. Спб.: Питер, 2005.

62. Костин А.Е., Шаньгин В.Ф. Организация и обработка структур данных в вычислительных системах. М.: Высшая школа, 1987.

63. Костюков Н.П., Малеванчук М.И., Щепакин М.Н. Организация и оплата труда. Ростов-на-Дону: Изд.СКНЦВШ, 1995.

64. КочинН.Е., Кибель И.А. Теоритическая гидромеханика. М.: Наука, 1963.

65. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1968.

66. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. М.: Радио и связь, 1982.

67. Кузин JI.T. Основы кибернетики: Основы кибернетических моделей. Т.2. М.: Энергия, 1979.

68. Кузьмин В.Б. Построение групповых решений в пространствах четких и нечетких бинарных отношений. М: Наука, 1982.

69. КукД., БейзГ. Компьютерная математика. М.: Наука, 1990.

70. Кунц Г., Доннел С. Управление: системный и ситуационный анализ управленческих функций / пер. с англ. М.: Прогресс, 1981.91 .Куропаткин П.В. Оптимальные и адаптивные системы. М.: Высшая школа, 1980.

71. Лапшин Б.М., Мозырин А.В., Еремеев Ю.И., Николаева Е.Д., Саенко В.А. Автоматизированная система непрерывного контроля герметичности подводных нефтепроводов. Нефтяное хозяйство, №10 1989.

72. Ларичев О.И. Теория и методы принятия решений. М.: Логос, 2000.

73. Левин Р., Дранг Д., Эделсон Б. Практическое введение в технологию искусственного интеллекта и экспертных систем с иллюстрациями на Бейсике. М.: Финансы и статистика, 1990.

74. Лелюк В.А. Проектирование, управление и обучение с использованием банков знаний: Учеб. пособие. Киев: УМК ВО, 1989.9%.Литвак Б.Г. Экспертная информация. Методы получения и анализа. М.: Радио и связь, 1982.

75. Лосенков А.С., Трефилов А.Г., НарховВ.П. ,Папулов В.Г., Арэюиловский О.Ю., Карашк В.П. Экспериментальная проверка алгоритмов прикладного обеспечения по диагностике утечек нефти на нефтепроводах. Трубопроводный транспорт нефти №5 1996.

76. Лосенков А. С., Русаков А.Н., Трефилов А.Г., Задарожный В.А., Мишин Н.К., Сорвачев A.M., Куракин В.А. Система обнаружения утечек по волне давления. Трубопроводный транспорт нефти №12 1998.

77. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1970.

78. Майерс Г. Надежность программного обеспечения: Пер. с англ. М.: Мир, 1980.

79. Макконел, С. Совершенный код. Спб.: Питер, 2005.

80. Маковский В.А., Похлебаев В.И. Базы знаний (экспертные системы). М.: Изд-во стандартов, 1993.

81. Мамиконов А.Г. Управление и информация. М.: Наука, 1975.

82. Марка Д. А., Мак-Гоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. Пер. с англ. М.: Мир. 1993.

83. Марков И.М. Теория выбора и принятия решений. М.: Наука, 1987.

84. Максимей И.В. Математическое моделирование больших систем: Учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1985.

85. Матчин В. Т., Монахов Д.Л., Мордвинов В.А., Свечников С.В., Шленов А.Ю. Информационные системы в образовании и научных исследованиях. Системный анализ. /Под редакцией А.Н. Тихонова. М.: МИРЭА, ГНИИ ИТТ «Информика», 2003.

86. Мелихов А.Н., Берштейн Л.С., Коровин С.Я. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой. М.: Наука, 1990.

87. Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. М.: Мир, 1973.

88. Месарович М., Такахара И. Общая теория систем: математические основы. М.: Мир, 1978.

89. Методология динамического моделирования IDEFO/CPN/WFA. Учебный курс по методологиям IDEF. Метатехнология. М.:, 1995.

90. Методика определения ущерба окружающей природной среде при авариях на магистральных нефтепроводах. М.: ТрансПресс, 1996.

91. Методическое руководство по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах. М.: ГУП НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России, 2002.

92. Мильнер Б.З. Системный подход к организации управления. М.: Экономика, 1983.

93. Моделирование процессов обработки информации и управления. М.: МФТИ, 1990.

94. Могилевский В.Д. Формализация динамических систем: М.: Вузовская книга, 1999.

95. Модин А.А. Основы разработки и развития АСУ. М.: Наука, 1981.

96. Моисеев Н. Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981.

97. Молчанов А.А. Моделирование и проектирование сложных систем. К.: Выша шк., 1988.

98. Мусаев А.А, Шерстюк Ю.М. Автоматизация диспетчеризации производственных процессов промышленных предприятий. Автоматизация в промышленности №9 2003.

99. Негойце К. Применение теории систем к проблемам управления. М.: Мир, 1981.

100. Нейлор К. Как построить свою экспертную систему. М.: Энергоатомиздат, 1991.

101. Неуймин Я.Г. Модели в науке и технике. JL: Наука, 1984.

102. Нечеткие множества и теория возможностей. Последние достижения /Под ред. P.P. Ягера. М.: Радио и связь, 1986.

103. Нильсон Н. Принципы искусственного интеллекта. М.: Радио и связь, 1985.

104. Нестеров И.Н. Шаг к унификации. Трубопроводный транспорт нефти №2 2006.

105. Низамов Х.Н., Липин А.В., Низамова Г.Х Средства обеспечения безаварийной работы трубопроводов систем контроля и технологической автоматики. \\ Сборник трудов РИА, 1998. № 4-5.

106. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений. /А.Н. Борисов, А.В. Алексеев, Г.В. Меркурьева и др. М: Радио и связь. 1989.

107. Олдер Б., Фернбах С. Вычислительные методы в гидродинамике М.: Мир, 1967.

108. Олифер В.Г., Олифер, НА. Сетевые операционные системы СПб.: Питер, 2001.

109. Оптнер С. Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем. М.: Советское радио, 1969.

110. Орлов В.В. Использование данных СДКУ для поиска врезок в магистральные нефтепроводы. Трубопроводный транспорт нефти №9 2005.

111. Осипов Г.С. Построение моделей предметных областей. Ч. I. Неоднородные семантические сети. Техническая кибернетика. 1990. N 5.

112. Основы теории системного подхода. /Под ред. Колесников JI.A. Киев: Наукова думка, 1988.

113. Панов Г.Е., Петряшин Л. Ф. Охрана окружающей среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности. М.: Недра 1986.

114. Перегудов Ф.И. Основы системного проектирования АСУ организационными комплексами. Томск: ТГУ, 1984.

115. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М.: Высшая школа 1989.

116. Петров В.Н. Информационные системы. Спб.: Питер, 2003.

117. Подиновский В.В., Гаврилов В.М. Оптимизация по последовательно применяемым критериям. М.: Советское радио, 1975.

118. Попов Д.Н. Нестационарные гидромеханические процессы. М.: Машиностроение, 1982.

119. Попов Э.В. Экспертные системы. М: Наука, 1987.

120. Поспелов Г. С. Искусственный интеллект основа новой информационной технологии: Сер. академ. чтения. М.: Наука, 1988.

121. Поспелов Д.А. Ситуационное управление: теория и практика. М. Наука, 1986.

122. Прангишвили КВ. Системный подход и общесистемные закономерности. М.: СИНТЕГ, 2000.

123. Представление и использование знаний /Под ред. X. Уэно, М. Исидзука. М.: Мир, 1989.

124. Применю В.Н., Тагасов В.К, Липин А.В. Перспективные средства защиты трубопроводов малого диаметра. \\ Труды II Межзвуковой конференции Актуальные проблемы экологии: Тезисы докладов. М: Изд-во РУДН, 1996.

125. Пугачев B.C. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Наука, 1979.

126. Пфанцагль И. Теория измерений. М.: Мир, 1976.

127. Рабинович Е.З. Гидравлика. М.: Недра, 1977.

128. Райков А.Н. Аналитическим .службам информационные технологии. Ваш выбор. 1994. № 4.

129. Райфа Г. Анализ решений. Введение в проблемы выбора в условиях неопределенности. М.: Наука, 1977.

130. Растригин Л.А. Современные принципы управления сложными объектами. М.: Советское радио, 1980.

131. Романов В.П. Интеллектуальные информационные системы. М.: Экзамен, 2003.

132. Рыбина Г.В. Технология проектирования прикладных экспертных систем. М.: МИФИ, 1991.

133. Садовский В.Н. Основания общей теории систем: Логико-методологический анализ. М.: Наука, 1974.

134. Симанков B.C. Автоматизация системных исследований. Краснодар: КубГТУ, 2002.

135. Симанков B.C., Бучацкая В.В. Системные исследования безопасности региона на основе нейронной сети. Краснодар: КубГТУ, 2003.

136. Симанков B.C., Ковардаков А.В. Повышение эффективности параметрической системы обнаружения утечек в магистральных нефтепроводах. Трубопроводный транспорт нефти №12 2006.

137. Симанков B.C., Луценко Е.В. Адаптивное управление сложными системами на основе теории распознавания образов. Краснодар: КубГТУ, 1999.

138. Симанков B.C., Зангиев Т.Т. Системный анализ при решении структурных задач альтернативной энергетики: Монография/ Ин-т совр. технол. и экон. Краснодар:, 2001.

139. Симанков B.C., Луценко Е.В., Лаптев В.Н. Системный анализ в адаптивном управлении: Монография / Под ред. B.C. Симанкова; Ин-т совр. технол. и экон. Краснодар, 2001.

140. Симанков B.C., Луценко Е.В. Моделирование принятия решений в адаптивных АСУ сложными системами на основе теории информации. Информационные технологии № 2 1999.

141. Симанков B.C., Луценко Е.В. Синтез адаптивных АСУ сложными системами с применением моделей распознавания образов. Автоматизация и современные технологии № 1 1999.

142. Симанков B.C., Сундеев П.В. Системный анализ функциональной стабильности критичных информационных систем. Краснодар: КубГТУ, ИСТЭК, 2004.

143. Синенко О.В., Кузякин В.И. Современные подходы к интеграции АСУ. МКА№5 2003.

144. Смилянский ГЛ. Какая АСУ эффективна? (Руководителю об автоматизированных системах управления). М.: Экономика, 1988.

145. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высш. шк., 1999.

146. Спицнадель В.Н. Основы системного анализа. СПб.: Бизнес-пресса, 2000.

147. Сравнение различных систем определения утечек из трубопроводов. Трубопроводный транспорт нефти №3 1998.

148. Статические и динамические экспертные системы: Учеб. пособие / Э.В. Попов, И.Б. Фоминых, Е.Б. Кисель и др. М.: Финансы и статистика, 1996.

149. Тахтанджян А.Л. Принципы организации и трансформации сложных систем. Эволюционный подход. СПб.: СПХВА, 1998.

150. Таунсенд К., Фохт Д. Проектирование и программная реализация экспертных систем на персональных ЭВМ. М.: Финансы и статистика, 1990.

151. Темников Ф.Е., Афонин В.А., Дмитриев В.И. Теоретические основы информационной техники. М.: Энергия, 1979.

152. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. М.: СИНТЕГ, 1998.

153. Тугунов П.И., Новоселов В.Ф., Коршак А.А., Шаммазов A.M. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2002.

154. Уемов А. И. Системный подход и общая теория систем. М.: Мысль. 1978.

155. Уинстон П. Искусственный интеллект: Пер. с англ. М.: Мир, 1980.

156. УотерменД. Руководство по экспертным системам. М: Мир, 1989.

157. Фатхудинов Р.Н. Инновационный менеджмент. М.: Инфра-М, 2003.

158. Фешберн П. Теория полезности для принятия решений. М.: Наука, 1978.

159. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. М.: Мир, 1991.

160. Хемминг Р.В. Численные методы: для научных работников и инженеров: Пер. с англ. М.: Наука, 1972.

161. Хорошевский В.Ф. Автоматизация программирования экспертных систем. М.: МИФИ, 1988.

162. Хорошилов А.В. Программно-целевые средства системного анализа в АСУ. М.: МЭСИ, 1986.

163. Хомоненко АД. Базы данных. СПб.: Корона-принт, 2000.

164. Цаленко М.Ш. Моделирование семантики в базах данных. М: Наука, 1989.

165. Цвиркун АД. Синтез и управление развитием структур крупномасштабных систем. Крупномасштабные системы: моделирование развития и функционирования. М.:, 1990.

166. Чарный И.А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах. М.: Недра, 1975.

167. Черняев КВ., Белкин А.А. Комплексный подход к проведению диагностики магистральных нефтепроводов // Трубопроводный транспорт нефти №6 1999.

168. Четвериков В.Н., Ревунков Г.И., Самохвалов Э.Н. Базы и банки данных. М.: Высшая школа, 1987.

169. Шапиро Д.И. Принятие решений в системах организационного управления: использование расплывчатых категорий. М.: Энергоатомиздат, 1983.

170. Шенк Р. Обработка концептуальной информации. М: Энергия, 1979.

171. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука. М.: Мир, 1978.

172. Шилейко А.В., Кочнев В.Ф., Химушин Ф.Ф. Введение в информационную теорию систем. М.: Радио и связь, 1985.

173. Штин КВ., Тарасов А.Г. , Размыслов А.П. , Лапшин Б.М. Система контроля герметичности подводных переходов нефтепроводов. Трубопроводный транспорт нефти №1 2000.

174. Шумашов А. С. Гумеров А.Г. Диагностика магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1992.

175. Шумашов А. С. Гумеров А.Г. Контроль утечек нефти и нефтепродуктов на магистральных трубопроводах при эксплуатации. ВНИИОЭГ 1981 г. -Сер. «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов», вып. 10.

176. Юдин Д.Б. Математические методы управления в условиях неполной информации. М.: Советское радио, 1974.

177. Янг С. Системное управление организацией. М.: Советское радио, 1973.

178. API, Evaluation Methodology for Software Based Leak Detection Systems American Petroleum Institute 1996.

179. Charns A., Cooper W.W. Management models and industrial applications of linear programming (Appendix B). N.Y., John Wiley and Sons, 1961.

180. Integration Definition for Function Modeling (IDEF0). Draft Federal Information Processing Standards Publication 183, 1993.

181. ISO 9000 Introduction and Support Package: Guidelines on the Process Approach to quality management systems. ISO/ТС 176/SC 2/N 544R., 2001.

182. ISO 9000 Introduction and Support Package: Guidance on the Documentation Requirements of ISO 9001:2000. ISO/ТС 176/SC 2/N 544R. 2001.

183. Liou, C.P. Pipeline Leak Detection and Location", Proceeding of the International Conference on Pipeline Design and Installation, Pipeline Division, American Society of Civil Engineers, pp. 255-269, Las Vegas, Nevada, 1990.

184. Liou, C.P., Leak Detection and Location by Transient Flow Simulation", API Pipeline Conference, American Petroleum Institute, Dallas, Texas, 1991.

185. Liou, C.P., Brockway, C.G., Miller, R.B. Pipeline Variable Uncertainties and Their Effects in Leak Detectability, API Pipeline Cybernetics Symposium, American Petroleum Institute, pp. 127-149, Houston, Texas, 1992.

186. Liou, С.P., Mass Imbalance Error of Waterhammer and Leak Detection, Journal of Fluids Engineering, Transaction of American Society of Mechanical Engineers 1993.

187. Mears, M.N. Real World Applications of Pipeline Leak Detection, Proceeding of the International Conference on Pipeline Infrastructure II, American Society of Civil Engineers, pp. 189- 209, San Antonio, Texas, 1993.

188. Technical Review of Leak Detection Technologies Crude Oil Transmission Pipelines. Alaska Department of Environmental Conservation, Alaska, 2000.

189. Theakston J., Larnaes G., Selecting and Installing a Software-Based Leak Detection System, Pipeline & Gas Journal October 2002.

190. Yang C., Ye H., Wang G., 2002, A Cellular Automata Based Method for Leak Detection in Pipelines, Dept. of Automation, Tsinghua Univ. Beijing, China.

191. Yu P.L. Multiple-criteria decision making: concepts, techniques, and extensions. N.York-London: Plenum Press, 1985.216. http://www.opcfoundation.org/