автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Совершенствование распределенных систем контроля и управления технологическими объектами нефтегазодобычи на основе принципов самоорганизации

На правах рукописи

00460Ь££И

ГАЛИМОВ Ринат Равилевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПОВ САМООРГАНИЗАЦИИ

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 Н ИЮН 20!0

Оренбург-2010

004606220

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

Научный руководитель доктор технических наук,

старший научный сотрудник Аралбаев Ташбулат Захарович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Владов Юрий Рафаилович;

доктор технических наук, профессор Тагирова Клара Фоатовна

Ведущая организация ГОУ ВПО «Уфимский государственный

нефтяной технический университет»

Защита состоится 1 июля 2010 года в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.181.02 при ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» по адресу: 460018, г. Оренбург, пр. Победы, 13, ауд. 6205.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».

Автореферат разослан 31 мая 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.И. Рассоха

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Нефтегазовая промышленность является ведущей отраслью в экономике России, её доля в ВВП составляет около 20%. К основным особенностям добычи нефти и газа, определяющим рентабельность этой важной отрасли страны, относятся большая топологическая распределенность технологических объектов, сложные условия эксплуатации оборудования, большие капитальные и эксплуатационные затраты на добычу сырья, существенные потери эффективности разработок в случае отклонений режимов добычи от плановых и в аварийных ситуациях.

Одним из факторов повышения рентабельности нефтедобычи является разработка и внедрение новых методов и средств автоматизации контроля и управления технологическими режимами каждой производственной установки. Этому способствуют появление на рынке средств автоматизации различных автоматизированных информационно-управляющих комплексов, например, «Trace mode 6.0», «Регион», «Каскад-САУ», а также интеллектуальных средств локальной автоматики на основе беспроводных сенсорных сетей, позволяющих строить экономичные распределенные системы контроля и управления (РСКУ) технологическими объектами, имеющие различные конфигурации, повышенную надежность и пропускную способность.

Вопросам разработки и исследования РСКУ технологическими объектами посвящены труды Абдуллаева A.A., Ведерникова В.А., Веревкина А.П., Владова Ю.Р., Дружинина Г.В., Ильина В.А., Мамиконова А.Г., Назарова A.B., Тагировой К.Ф., Тутевича В.Н., Шварца М.

Анализ публикаций показал, что, несмотря на значительные достижения в области методологии построения АСУ ТП нефтегазодобычи, существующие методы не достаточно полно и эффективно учитывают особенности РСКУ, в частности: топологию размещения технологических объектов, особенности рельефа местности, системность в разработке, направленную на многопараметричность в оптимизации технических решений, а также появление новых средств локальной автоматики, базирующихся на интеллектуальных датчиках и беспроводных сенсорных сетях.

Объект исследования - распределенные системы контроля и управления технологическими объектами нефтегазодобычи.

Предмет исследования - формализованные методы и средства построения РСКУ.

Цель работы - повышение эффективности создания РСКУ на основе новых методов и средств многопараметрической оптимизации.

Задачи исследований:

1) определение целевой функции и обобщенного критерия оценки эффективности решения задач многопараметрической оптимизации РСКУ;

2) разработка и исследование имитационной модели структурно-

параметрического и структурно-топологического синтеза РСКУ

технологическими объектами;

3) разработка алгоритмического и программного обеспечения многопараметрической оптимизации РСКУ;

4) разработка синергетического метода многопараметрической оптимизации РСКУ;

5) разработка рекомендаций для использования синергетических средств оптимизации РСКУ на этапах разработки и эксплуатации.

Методы исследований. Использованы методы теории вероятностей, математической статистики, теории графов, теории массового обслуживания, теории оптимизации.

Научную новизну составляют:

- интегрированная модель структурно-параметрического и структурно-топологического синтеза РСКУ, состоящая из подсистем расчета параметров топологии, производительности и надежности, позволяющая в итерационном режиме минимизировать стоимостные затраты на систему с учетом ограничений по пропускной способности;

- алгоритм построения топологии РСКУ на основе принципа равновесия векторов частных целевых функций затрат на каналы связи с учетом рельефа местности;

- алгоритм динамического распределения нагрузки подсистем РСКУ для систем с кольцевой и разомкнутой архитектурой;

- метод автоматизированного структурно-параметрического и структурно-топологического синтеза РСКУ на основе пакета прикладных программ «Синар-1», позволяющий в комплексе решать задачи синтеза и оптимизации РСКУ по топологии, пропускной способности и надежности.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Интегрированная модель структурно-параметрического и структурно-топологического синтеза РСКУ, алгоритмы многопараметрической оптимизации предназначены для разработки систем контроля и управления распределенными объектами, оптимизированных по критерию стоимостных затрат с учетом требований производительности и надежности.

Разработанное программное обеспечение передано для внедрения в ООО «Бугурусланнефть» (г. Бугуруслан Оренбургской обл.), используется в учебном процессе ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».

Новизна программных разработок подтверждается свидетельствами о регистрации программных средств в отраслевом и университетском фондах алгоритмов и программ.

Апробация результатов. Основные положения и результаты работы докладывались и были одобрены на IV - VIII всероссийских научно-практических конференциях (с международным участием) «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике» (г. Оренбург, 2005 г., 2006 г.,

2007 г., 2008 г., 2009 г.), всероссийской научно-технической конференции «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике» (г. Пенза, 2008 г.), международной научно-практической конференции «Эволюция системы научных коммуникаций Ассоциации университетов Прикаспийских государств» (г. Астрахань, 2008 г.).

Публикации. Основные положения диссертации отражены в 15 публикациях, из них 2 статьи в научных журналах, входящих в Перечень ВАК, 10 статей в сборниках научных трудов и материалах научных конференций различного уровня, 3 свидетельства на программные средства.

Положения, выносимые на защиту:

- интегрированная модель структурно-параметрического и структурно-топологического синтеза РСКУ;

- алгоритм построения топологии РСКУ на основе принципа равновесия векторов частных целевых функций затрат на каналы связи с учетом рельефа местности;

- алгоритм динамического распределения нагрузки подсистем РСКУ для систем с кольцевой и разомкнутой архитектурой;

- синергетический метод многопараметрической оптимизации РСКУ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,

четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 161 страницах, в том числе: основной текст на 129 страницах, 10 таблиц, 56 рисунков, список использованных источников из 135 наименований на 14 страницах, приложения на 17 страницах. Приложения содержат результаты вычислительных экспериментов, акты внедрения результатов работ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена краткая характеристика диссертации, сформулированы цель и задачи работы.

Первая глава посвящена определению целевой функции и обобщенного критерия оценки эффективности решения задач оптимизации РСКУ. В результате аналитического обзора современных АСУ ТП нефтедобычи построены классификации управляющих систем. При этом подсистемы АСУ ТП подразделены на три основных уровня: верхний, реализующий функции нефтегазодобывающего управления; средний, выполняющий функции диспетчеризации и контроля кустами скважин; нижний, выполняющий функции локальной автоматики непосредственно на объекте нефтедобычи. Отмечено, что, в связи с жесткой топологической привязкой средств автоматизации верхнего и нижнего уровня, большие потенциальные возможности в оптимизации АСУ ТП заложены в решении задачи повышения эффективности подсистем среднего уровня, основу которого составляют РСКУ,

за счет улучшения топологии размещения и организации каналов связи средств автоматизации, оптимизации технических и стоимостных характеристик средств обработки и передачи данных, а также за счет повышения их надежности. При этом задача повышения рентабельности нефтедобычи сводится к сокращению капитальных и эксплуатационных затрат на создание подсистем управления среднего уровня при условии обеспечения ими требуемого качества выполняемых функций, к которым относятся: сбор, регистрация, предварительная обработка, хранение, визуализация и передача технологической информации на верхний уровень управления, а также получение с верхнего уровня АСУ ТГТ и установка задающих воздействий на регуляторы скоростных режимов насосных установок, контроль аварийных ситуаций на технологическом объекте и ликвидация их средствами локальной автоматики и ремонтных служб. На рис. 1 представлена структурная схема исследуемой РСКУ, содержащей управляющий орган (УО), на вход которого подаются вектор задающих сигналов с верхнего уровня АСУ ТП и вектор сигналов обратной связи, аппаратно-программные средства интеллектуальных каналов беспроводной связи (ИКС), входы и выходы которых подключены к УО, блокам измерительных датчиков (БД) и регуляторам насосов (РН), управляющим установками электроцентробежных насосов (УЭЦН) на скважинах (С).

Рис. 1 - Структурная схема подсистемы контроля и управления кустом нефтяных

скважин

К особенностям задачи синтеза РСКУ, определяющим ее сложность, относятся: большая распределенность на местности технологических объектов, необходимость выбора надежных и экономичных управляющих органов и интеллектуальных каналов связи, необходимость учета специфики рельефа местности, обеспечение высоких требований по надежности и пропускной способности средств обработки и передачи данных в условиях нормальной эксплуатации и в аварийных режимах.

В связи с этим, предложена обобщенная целевая функция оптимизации РСКУ, имеющая следующий вид:

Z = min Z(X), Е < Emax, (1)

где Z - суммарные стоимостные затраты на создание системы; X - вектор показателей РСКУ, включающий показатели по производительности, надежности и конфигурации размещения подсистем; Е и Етах - соответственно текущие и допустимые потери качества управления от неточной идентификации состояния объектов контроля в результате потери данных от источника данных (ИД), обусловленные недостаточной производительностью и надежностью средств РСКУ.

Потери качества управления Е оцениваются формулой:

E = (\-B)-NA-ze,BA (2)

na

где zc - среднее значение затрат при потере одной заявки.

РСКУ должна обеспечить выполнение условия:

B^Btr, (3)

где В, Во- - соответственно текущее и требуемое значение коэффициента пропускной способности системы.

В случае отказа оборудования системы в течение Tvos РСКУ должна обеспечить условие по пропускной способности для аварийного режима:

(4)

где Вау, Вы? - соответственно текущее и требуемое значение коэффициента пропускной способности системы при аварийном режиме работы.

Суммарные стоимостные затраты на построение РСКУ в выражение (1) определяются формулой:

Z = ZT+Z№+ZH, (5)

где Zjr - затраты на реализацию каналов связи системы; Zw - затраты на средства обработки; ZH - дополнительные затраты на средства обработки и передачи данных, обусловленные необходимостью замещения этих средств в случае отказа.

В выражении (5) каждое из слагаемых является функцией от аргументов, определяемых условиями задачи проектирования, в частности:

ZT=f(M,X,Y,Q), Zw = f(A,W,V,B,rav,M), ZH = f{A,B,rav,kr) , (6)

где А - общая интенсивность поступления заявок в систему; IV - общая интенсивность обработки заявок системой; ,г„.,-, р,> -

множество доступных средств обработки и передачи данных; /г={/ь/2.../лг} -множество коэффициентов сложности реализации канала связи в зависимости от рельефа местности; Р - множество оценок вероятности безотказной работы подсистем РСКУ за период эксплуатации Т.

Анализ аргументов функций затрат показал, что:

- задача оптимизации РСКУ имеет многовариантный характер, причем параметры системы связаны друг с другом посредством сложных корреляционных связей;

- одним из решений ее является обеспечение требуемых характеристик по производительности и надежности на основе минимизации всех составляющих затрат в выражении (5);

- в качестве основного метода оптимизации, при решении задач такого класса, как правило, используется метод имитационного моделирования.

Анализ выражений (1)-(6) показал, что для оценки качества технических решений по РСКУ наиболее целесообразным является использование критерия полных затрат по выражению (5), так как эти затраты при выполнении ограничений (3) и (4) соответствуют требованиям разработки.

Вторая глава посвящена вопросам разработки и исследования имитационной модели структурно-параметрического и структурно-топологического синтеза РСКУ технологическими объектами. Каждый технологический объект содержит множество датчиков, являющихся источниками технологических данных, передаваемых на средства обработки данных (СОД) по каналам связи, и исполнительные устройства (ИУ). Все множество ИД и ИУ обозначим как 0-{й,42-(Ь}, а множеств СОД - как 5={.у1; у2 ...«мЬ где А', Л/ - соответственно количество источников данных и средств обработки. Для каждого ИД, ИУ и СОД заданы координаты расположения на местности. Передача данных от источника к средству обработки рассматривается как процесс подачи заявок на обслуживание. Каждый /-ый ИД характеризуется интенсивностью потока заявок Л', а средство обработки данных - интенсивностью обслуживания заявок вероятностью безотказной работы за период эксплуатации Т и стоимостью оборудования г„.,-. Анализ параметров РСКУ с учетом выражений (1)-(6) показал, что для построения системы нужна имитационная модель, позволяющая определить алгоритм синтеза решений в соответствии с целевой функцией. Поскольку вектор параметров РСКУ содержит параметры по топологии, производительности и надежности системы, разрабатываемая модель должна иметь сложную структуру, содержать в себе подсистемы генерации вариантов решений для всех параметров, обеспечивать итерационные режимы уточнения параметров в условиях их функциональной взаимосвязи. Структурная схема разработанной модели представлена на рис. 2. Модель включает в себя

подсистемы расчета вектора координат решений и затрат на каналы связи Zг, вектора вычислительных ресурсов системы, пропускной способности и затрат на производительность системы Z^t') показателя надежности и затрат Z^^

Модель структурно-топологического синтеза РСКУ представляет собой

матричное описание организации и затрат на беспроводную связь между элементами множеств источников данных /) и средств обработки а также описание организации и затрат на беспроводную связь между элементами каждого множества. Каждая матрица имеет итоговые колонки и строки для вычисления общих затрат на каналы связи 2Т. Вычисление элементов матрицы производится на основе двух операций: выбора базовой топологии РСКУ и оптимизации этой топологии на основе си-нергетического алгоритма размещения средств обработки данных с учетом рельефа местности, рассмотренного ниже. Затраты на построение канала связи определяются как на основе модельных функций затрат от расстояния, так и на основе реальных затрат, полученных по данным рельефа местности. В качестве модельных функций затрат используются линейные, степенные и экспоненциальные:

с,• (/,) = *, •/,+/>,, сД) = 1*> +Ь2 с,(/,) = +Ь3, (7)

где ки к2, к3, Ь,, Ь2, ¿з - стоимостные коэффициенты; /, - расстояние от /-го ИД до средства обработки данных.

Исходными данными для расчета производительности системы и затрат Z^r являются вектор нагрузочных характеристик системы и требуемой значение пропускной способности. Суммарная интенсивность потока заявок РСКУ определяется формулой:

А = IV (8)

/=1

В модели РСКУ как в системе массового обслуживания с отказами

Рис. 2 - Структурная схема интегрированной модели структурно-параметрического синтеза РСКУ

требуемая суммарная интенсивность обслуживания системы IV рассчитывается по выражению:

л■ и

IV (9)

При рассмотрении РСКУ как системы с М каналами и равномерным распределением нагрузки количество средств обработки определяется формулой:

(10)

где (г - оператор округления до ближайшего большего целого числа; ц -интенсивность обслуживания СОД.

Затраты на средства обработки данных определяются следующим образом:

2Ш = + 2У0\25 = к№ ■ IV*; 2У0 = куо ■ М, (11)

где - прямые затраты на средства обработки данных; Zra - затраты на вспомогательное оборудование СОД; А>, к1Г) - стоимостные коэффициенты.

Затраты возрастают с увеличением производительности устройства, конкретный вид зависимости определяется рядом факторов: фирмой производителя, моделью, ценовой политикой фирмы. Множество доступных средств обработки данных обозначим как У={уь^..^}, \'г<ц, ,?,„;>, где Ь-количество доступных типов СОД. Выбор конкретного вида устройства, а соответственно и количества М, определяется по критерию максимума отношения интенсивности обслуживания к цене.

При отказе /-го СОД производительность системы уменьшается на значение н'„ и его нагрузка перераспределяется между работоспособными устройствами, что приводит к увеличению на них нагрузки. Для оценки дополнительной нагрузки, в случае отказа СОД, производится расчет оценки математического ожидания дополнительной нагрузки РСКУ:

м

дл = 4-Х*0Л, О2)

¿0=1

где Ас - значение интенсивности потока заявок, приходящееся на одно средство обработки данных; Рко - вероятность отказа к„ средств обработки данных.

Суммарная интенсивность потока заявок с учетом возможных отказов СОД определяется выражением:

А* = А + АА. (13)

Порядок работы рассмотренных подсистем в составе интегрированной модели, представленной на рис. 2, сводится к следующему:

- на базе топологической модели на первом шаге итерации определяется структура, параметры топологии РСКУ и затраты 2У;

- на основе модели пропускной способности рассчитывается вектор

М = 1г

параметров вычислительных ресурсов системы, параметры пропускной способность системы В и затрат Z^r, причем значение ZИ/ минимизировано на основе выбора оборудования по критерию «цена-производительность»;

- на основе выражения (12) определяется величина резервной производительности РСКУ и дополнительные каналы резервирования;

- на втором шаге итерации производится перерасчет топологических параметров с учетом новых резервных каналов связи и уточняется значение 2Т\

- уточняются затраты на пропускную способность и затраты

- производится проверка ограничений по выражениям (3) и (4).

Поскольку на каждом шаге итерации синтез решений производится с

минимальными затратами, то общие затраты по выражению (5) являются минимальными, соответствующими требованиям (3) и (4). Данный алгоритм соответствует одному из основных принципов самоорганизации - принципу разумной достаточности. Разработанный алгоритм оптимизации затрат представлен в виде номограммы на рис. 3.

/„.\Ki\y.ej ! п ■«ЧЮ'.С-1 в1 ~

/ У / 5/ 4 4-

/ / '/ 4/ в ..

I" г

и. ► / з«Г / 6' в,

11 п. J__ »1 1 .■КЮ'.С'1

12 'э /ч 1 ' \ (» г< 7а г ¡5 1 - а. у __ V /<

\ 3<) 1 а.

/ / ' \ !

7 ¡ггк1п;,у.е:

Рис. 3 - Номограмма оптимизации параметров РСКУ

при в[>в2>в3,р]>р2>рз

В первом квадранте номограммы представлены графики зависимости требуемой интенсивности обслуживания от интенсивности потока заявок системы при различных значениях пропускной способности РСКУ В. По оси

абсцисс откладывается значение интенсивности потока заявок системы а\ (точка 1). Затем определяется точка 1', соответствующая требуемому уровню пропускной способности В,, которому соответствует значение ~и>]. В четвертом квадранте представлены графики зависимости оценки дополнительной интенсивности потока заявок, возникающей в результате возможных отказов средств обработки, от входного потока заявок А. Для входной нагрузки а\ в точке 2' определяется значение дополнительной нагрузки я2, соответствующее вероятности безотказной работы СОД рЗ. Точка 3 определяет значение нагрузки системы с учетом дополнительной интенсивности потока заявок а2. Для данного значения интенсивности определяется интенсивность обслуживания и>2, соответствующая В]. Во втором квадранте представлены графики зависимости затрат на оборудование СОД 2ц>, обеспечивающих интенсивность обслуживания системы и>2, от количества средств обработки. Выбирается значение М, которое обеспечивает минимальные затраты Zw. В третьем квадранте представлены затраты на организацию каналов, приходящиеся на каждое СОД и рассчитываемые на основании топологических матриц. Для значения М рассчитываются суммарные стоимостных затраты на организацию каналов связи Zr. В точке 11 находятся суммарные затраты на топологию системы и средства обработки данных 2.

Третья глава посвящена разработке алгоритмического и программного средств синергетического метода оптимизации РСКУ на этапах разработки и эксплуатации. В основе алгоритма и программы оптимизации топологии РСКУ лежит принцип автоматизированного определения местоположения на карте местности средства обработки данных как точки равновесия векторов сил, имитирующих частные целевые функции затрат на каналы связи. Каждый источник данных обуславливает вектор силы, направленный от СОД к источнику данных. Значение модуля силы определяется частной целевой функцией /¡(1$ зависимости потери качества передачи данных от особенностей канала связи, в частности, от расстояния //. В процессе итерационного поиска точки равновесия координаты СОД изменяются под воздействием результирующей силы со стороны всех ИД так, как показано на рис. 4, на котором приняты следующие обозначения: (¡¡- источники данных,/- - вектора частных целевых функций, г; - векторная сумма (Ж)-го количества векторов /</=1,Л0.

Система «СОД - источники данных» перейдет в состояние равновесия, когда векторная сумма всех сил будет равна нулю. Это состояние соответствует минимальным общим затратам на организацию каналов связи, удовлетворяет требуемым частным функциям по критерию качества и улучшает технические параметры РСКУ. Данный алгоритм поиска точки равновесия соответствует одному из принципов самоорганизации - поиску равновесного состояния сложной системы, удовлетворяющему критериям качества для частных подсистем, какими являются источники данных. В результате вычислительных

экспериментов выявлено, что время расчета координат СОД для синергетического алгоритма более, чем на порядок меньше, чем у переборного алгоритма при тех же исходных данных. В частности, на плоскости размером 400x600 точек производительность его в 20 раз больше, чем у переборного, при этом погрешность решения составляет не более 1%. Погрешность определяется величиной результирующего вектора в точке равновесия.

Рис. 4 - Порядок поиска точки равновесия векторов сил частных целевых функций затрат: а) первый шаг; б) второй шаг; в) конечный шаг

Одним из основных факторов обеспечения требований по пропускной способности (3) является обеспечение режимов равномерной загрузки средств обработки данных. В этой связи, в работе предложен алгоритм динамического распределения нагрузки подсистем РСКУ с кольцевой и разомкнутой архитектурой, позволяющий минимизировать потери заявок системы в результате отказов СОД без управляющих воздействий от подсистем верхнего уровня. В основе алгоритма лежит принцип самораспределения нагрузки, представленной кортежем значений нагрузок СОД Д={ лс;, х2,... х^}. Алгоритм основан на следующей доказанной в работе теореме: если в последовательности Я, состоящей из произвольного числа N произвольных неравных действительных чисел х,, х2, ... поочередно заменять рядом стоящие пары чисел их средними значениями в соответствии со следующими выражениями:

1 М-2

, _ , _ х{ +хг 2 2 _ х2 +Х3 n-1 _ YJV-1 _ xn-1 +x1V

2 ' ^ j 2 jv-i JV 2

где верхний индекс числа соответствует номеру замены М, то при числе замен М —> ./V, оценка дисперсии значений чисел в2 —+0.

На основе исследования интегрированной модели и алгоритмов был разработан аппаратно-программный комплекс «Синар-1» и синергетический метод оптимизации технических решений на этапах разработки и эксплуатации РСКУ. Структурная схема аппаратно-программного комплекса «Синар-1» представлена на рис. 5. Аппаратная часть комплекса реализована на базе компьютера с процессором Intel Core 2 Duo 2.2Гц и оперативной памятью

DDR2 2048Мб, сканера HP ScanJet G4010, цифрового фотоаппарата Samsung WB1000 и принтера HP LaserJet Р3005.

Исходными данными для оптимизации параметров РСКУ являются: карта

местности с технологическими объектами, координаты размещения источников данных, характеристики информационных потоков от датчиков, сведения о доступных средствах обработки данных и каналах связи. Применение комплекса позволяет оптимизировать по критерию (1) параметры РСКУ, соответствующие топологии размещения и режимам работы средств обработки данных, типу оборудования, оценкам надежности и общим стоимостным затратам на построение системы.

Четвертая глава посвящена апробации результатов исследований и разработке рекомендаций по их применению, в частности: представлены результаты исследований по распределению нагрузки управляющих средств и разработки подсистемы мониторинга несанкционированного подключения к трубопроводам. Проверка результатов проведена с использованием специально разработанного прототипа беспроводной сенсорной сети (БСС) на базе платформы Zig Bee на основе данных реально действующих объектов нефтедобычи. Исследование прототипа БСС позволило отработать режимы выравнивания нагрузки и поиска оптимальной топологии средств сбора и регистрации технологической информации от нескольких источников (ИД), подтвердило возможность реализации алгоритма самовыравнивания нагрузки управляющих средств системы в результате появлении в сети новых ИД или отказа оборудования РСКУ. Использование программного пакета «Синар-1» при исследовании системы мониторинга объектов Карповского месторождения нефти Оренбургской области позволило разработать рекомендации по оптимизации топологии размещения средств сбора, регистрации и обработки информации и выбрать более экономичную аппаратуру передачи данных. В частности, рекомендовано разделить множество технологических объектов на 4 подмножества по критерию минимума затрат на организацию средств

t t t

Задшше. критерии оценки, ограничения

Построение цифровой карты местности

Расчет нагрч иен

год'

It

Организация оптимальной топологии РСКУ

Расчет Iшраме I рок резервирования

Бача данных п< цифровым карп ч___ местности

База данных по каналам свячп

Бача данных по

средствам ооиооткн данных

Бача данных но

техническим решениям РСКУ

ГГ

Теми 10 к\ м

ческам ■1 нация

Рис. 5 - Структурная схема аппаратно-программного комплекса «Синар-1»

обработки и передачи данных от датчиков. Для каждого подмножества определена оптимальная топология РСКУ.

Результат определения положения средства обработки данных ц, для

первого подмножества представлен на рис. 6 (а). Установка СОД непосредственно рядом с ИД позволяет сократить затраты на вспомогательное оборудование. Уточненный вариант размещения средства обработки данных представлен на рис. 6(6).

Апробация результатов исследований подтвердила возможность:

- повышения точности оценки остаточного срока эксплуатации узлов погружных насосов не менее, чем на 4%, при диагностировании скважинного оборудования за счет оптимизации топологии РСКУ и улучшения соотношения «сигнал-шум» в каналах связи;

- сокращения потерь информативных признаков при диагностировании скважинного оборудования на 13% за счет оперативного резервирования и перераспределения нагрузки управляющих средств РСКУ;

- уменьшения затрат на размещение оборудования РСКУ на 10% (порядка 200 тыс. руб.) за счет оптимизации топологии РСКУ на примере Карповского месторождения нефти в Оренбургской области.

В заключении приведены основные выводы и результаты работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Определена целевая функция и обобщенный критерий оценки эффективности решения задач синтеза и оптимизации РСКУ по критерию минимума стоимостных затрат при обеспечении требования пропускной способности с учетом параметров топологии, производительности и надежности.

2. Разработана и исследована интегрированная модель структурно-параметрического и структурно-топологического синтеза РСКУ технологическими объектами, состоящая из подсистем расчета параметров по топологии, производительности и надежности, позволяющая в итерационном режиме минимизировать стоимостные затраты на систему с учетом ограничений по пропускной способности.

данных

3. Предложен алгоритм структурно-топологического синтеза, позволяющий размещать на местности средства сбора и обработки данных РСКУ с учетом критерия минимума затрат на каналы связи и частных целевых функций источников данных.

4. Разработан алгоритм динамического распределения нагрузки подсистем РСКУ с кольцевой и разомкнутой архитектурой, позволяющий минимизировать потери заявок системы в результате отказов средств обработки данных.

5. Разработан синергетический метод многопараметрического синтеза распределенных систем контроля и управления, позволяющий в комплексе оптимизировать стоимостные затраты по топологии, производительности и надежности.

6. Разработан программный комплекс «Синар-1» и практические рекомендации, позволяющие решать задачи структурно-параметрического и структурно-топологического синтеза РСКУ технологическими объектами нефтедобычи на этапе разработки систем и автоматически распределять нагрузку между подсистемами в процессе их эксплуатации.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

- в изданиях Перечня ВАК РФ:

1. Галимов, P.P. Многопараметрическая оптимизация распределенной системы мониторинга технологических объектов на этапах проектирования и эксплуатации / Т.З. Аралбаев, P.P. Галимов // Информационные системы и технологии (Известия ОрелГТУ). - №4. - 2009. - С. 74-80.

2. Галимов, P.P. «Синар-1» - инструментальные средства проектирования распределенных систем мониторинга технологических объектов / P.P. Галимов, Т.З. Аралбаев // Вестник Воронежского государственного университета. - 2009. - №7. Том 5. - С. 86-88.

- в научных рецензируемых изданиях и сборников трудов:

3. Галимов, P.P. Особенности построения системы телеметрии удаленных объектов нефтяной промышленности на основе радиоканала / P.P. Галимов // Современные информационные технологии в науке, образовании и практике: материалы IV всероссийской науч.-практ. конф. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2005. - С. 124-128.

4. Галимов, P.P. Задача оптимального размещения ретрансляционных станций в распределенной системе телеметрии на основе радиоканала / P.P. Галимов // Современные информационные технологии в науке, образовании и практике: материалы V всероссийской науч.-практ. конф. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2006. - С. 107-109.

5. Галимов, P.P. Задача оптимального размещения ретрансляционных станций с учетом рельефа / P.P. Галимов // Современные информационные технологии в науке, образовании и практике: материалы VI всероссийской науч.-практ. конф. -Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2007. - С. 277-279.

6. Галимов, P.P. Распределенная система мониторинга технологических объектов как система массового обслуживания / P.P. Галимов // Прикладная математика и информационные технологии в науке и образовании: материалы науч,-практ. конф. - Уфа: КИЦ БашГУ, 2008. - С. 29-34.

7. Галимов, P.P. Оптимизация размещения ретрансляционных станций в телекоммуникационной системе: свидетельство о регистрации программного средства №361 от 9 июня 2008 г. / P.P. Галимов // УФАП: Оренбург, ГОУ ВПО «ОГУ», 2008. - 425 Кбайт.

8. Галимов, P.P. Алгоритмы выравнивания нагрузки в вычислительных системах с кольцевой и разомкнутой архитектурой / P.P. Галимов, Т.З. Аралбаев // Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и тех-нике: сборник статей VIII всероссийской науч.-техн. конф. - Пенза: ПДЗ, 2008. - С. 55-58.

9. Галимов, Р. Р. Инструментальные средства построения распределенных информационных систем на основе принципов самоорганизации / P.P. Галимов, Т.З. Аралбаев // Эволюция системы научных коммуникаций Ассоциации университетов Прикаспийских государств: труды международной науч.-практ. конф. -Астрахань: ООО «Типография Нова», 2008. - С. 155-157.

10. Галимов, P.P. Интегрированная модель многопараметрической оптимизации распределенной системы мониторинга технологических объектов / P.P. Галимов, Т.З. Аралбаев // Современные информационные технологии в науке, образовании и практике: материалы VII всероссийской науч.-практ. конф. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2008.-С. 188-192.

11. Галимов, P.P. Программный комплекс для проектирования распределенных вычислительных систем «Синар-1» / P.P. Галимов // Современные информационные технологии в науке, образовании и практике: материалы VII всероссийской науч.-практ. конф. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2008. - С. 202-204.

12. Галимов, P.P. Оптимизация топологии управляющих средств нижнего уровня системы мониторинга распределенных объектов на основе принципа самоорганизации: свидетельство об отраслевой регистрации разработки. Код программы по ЕСПД .02069024.00210-01, инв. номер ФАП 11794 (инв. номер ВНТИЦ 50200802283) / Т.З. Аралбаев, P.P. Галимов. - М.: ОФАП, 2008. - 424 Кбайт.

13. Галимов, P.P. Распределение нагрузки управляющих средств нижнего уровня системы мониторинга распределенных объектов: свидетельство о регистрации программного средства №377 от 4 августа 2008 г. / Т.З. Аралбаев, P.P. Галимов // УФАП: Оренбург, ГОУ ВПО «ОГУ», 2008. - 621 Кбайт.

14. Галимов, P.P. Принципы самоорганизации и их значимость для создания распределенных систем мониторинга технологических объектов / Т.З. Аралбаев, P.P. Галимов // Современные информационные технологии в науке, образовании и практике: материалы VIII всероссийской науч.-практ. конф. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2009.-С. 109-113.

15. Галимов, P.P. Подсистема мониторинга несанкционированной врезки трубопровода / P.P. Галимов, O.A. Глущенко, Т.З. Аралбаев // Современные информационные технологии в науке, образовании и практике: материалы VIII всероссийской науч.-практ. конф. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2009. - С. 113-116.

Отпечатано в типографии «Экспресс-печать» 29.05.2010 Свидетельство ЮО 17472 Г.Р.Н 304561003400204

Формат 60x84/16 Бумага офисная. Усл. печ. л .1.0 Тираж 100 экз. Заказ 95. г. Оренбург, ул. Пролетарская, 33.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Задача синтеза распределенных систем контроля и управления (РСКУ) технологическими объектами нефтегазодобычи.

1.1 Классификация и характеристика технологических объектов контроля и управления в нефтегазодобычи

1.2 Классификация и характеристика РСКУ.

1.3 Анализ эффективности РСКУ и выбор критериев оценки качества системы контроля и управления.

1.4 Выбор и обоснование принципов самоорганизации для оптимизации и структурно-параметрического синтеза РСКУ.

1.5 Содержательная постановка задачи.

1.6 Выводы.

Глава 2. Разработка и исследование интегрированной модели многопараметрической оптимизации РСКУ.

2.1 Разработка структуры интегрированной модели РСКУ.

2.2 Построение топологической модели РСКУ.

2.3 Расчет топологической модели РСКУ на основе аналитических зависимостей затрат на каналы связи.

2.4 Уточнение топологической модели с учетом данных цифровых карт местности.

2.5 Построение модели пропускной способности РСКУ.

2.6 Исследование пропускной способности РСКУ при различных характеристиках входного потока заявок.

2.7 Построение и исследование модели резервирования ресурсов средств обработки данных (СОД ).

2.8 Построение алгоритма и номограммы расчета параметров РСКУ на основе интегрированной модели.

2.9 Выводы.

Глава 3. Синергетический метод многопараметрической оптимизации РСКУ технологическими объектами.

3.1 Анализ и характеристика современных аппаратно-программных средств разработки РСКУ.

3.2 Алгоритм оптимизации топологии РСКУ технологическими объектами с учетом рельефа местности.

3.3 Алгоритм распределения и выравнивания вычислительной нагрузки средств обработки данных и управления для различных базовых топологий РСКУ.

3.4 Разработка архитектуры программного обеспечения для структурно-топологического и структурно-параметрического синтеза РСКУ на основе пакета прикладных программ "Синар-1".

3.5 Обеспечение условий совместимости программного комплекса «Синар-1» с окружающей программной средой.

3.6 Общий алгоритм оптимизации РСКУ в программном комплексе 96 «Синар-1».

3.7 Выводы.

Глава 4 Организационно-технические решения по многопараметрической оптимизации РСКУ объектов нефтегазодобычи на основе синерге-тического подхода.

4.1 Разработка прототипа беспроводной сенсорной сети РСКУ на базе технологии Zig BEE.

4.2 Оптимизация системы дистанционного мониторинга утечек трубопровода на основе резервирования контролирующих средств.

4.3 Разработка рекомендаций по оптимизации топологии РСКУ технологическими объектами ООО «БугурусланНефть».

4.4 Разработка рекомендаций по структурно-топологическому синтезу РСКУ на основе программного комплекса «Синар-1».

4.5 Разработка рекомендаций по структурно-параметрическому синтезу режимов обработки данных СОД на основе программного комплекса 117 «Синар-1».

4.6 Оценка качества принятия решения в управлении технологическими объектами на основе оптимизации параметров РСКУ.

4.7 Выводы.

Актуальность темы. Нефтегазовая промышленность является ведущей отраслью в экономике России, её доля в ВВП составляет около 20%. К основным особенностям добычи нефти и газа, определяющим рентабельность этой важной отрасли страны, относятся большая топологическая распределенность технологических объектов, сложные условия эксплуатации оборудования, большие капитальные и эксплуатационные затраты на добычу сырья, существенные потери эффективности разработок в случае отклонений режимов добычи от плановых и в аварийных ситуациях.

Одним из факторов повышения рентабельности нефтедобычи является разработка и внедрение новых методов и средств автоматизации контроля и управления технологическими режимами каждой производственной установки. Этому способствуют появление на рынке средств автоматизации различных автоматизированных информационно-управляющих комплексов, например: «Trace mode 6.0», «Каскад-САУ», «Регион-2000»[104,83,95], а также интеллектуальных средств локальной автоматики на основе беспроводных сенсорных сетей [96], позволяющих строить экономичные распределенные системы контроля и управления (РСКУ) технологическими объектами, имеющие различные конфигурации, повышенную надежность и пропускную способность.

Вопросам разработки и исследования РСКУ технологическими объектами посвящены труды Абдуллаева А.А., Ведерникова В.А., Веревкина А.П., Владова Ю.Р., Дружинина Г.В., Ильина В.А., Клюева А.С., Мамиконова А.Г., Назарова А.В., Тагировой К.Ф., Тутевича В.Н., Шварца М.

Анализ современных публикаций показал, что, несмотря на значительные достижения в области методологии построения АСУ ТП нефтегазодобычи, существующие методы не достаточно полно и эффективно учитывают особенности РСКУ, в частности: топологию размещения технологических объектов, особенности рельефа местности, системность в разработке, направленную на многопараметричность в оптимизации технических решений, а также появление новых средств локальной автоматики, базирующихся на интеллектуальных средствах измерения, предварительной обработки и передачи данных в беспроводных сенсорных сетях.

Объект исследования: распределенные системы контроля и управления технологическими объектами нефтегазодобычи.

Предмет исследования: формализованные методы и средства построения РСКУ.

Цель работы: повышение эффективности создания РСКУ на основе новых методов и средств многопараметрической оптимизации.

Задачи исследований:

1) определение целевой функции и обобщенного критерия оценки эффективности решения задач многопараметрической оптимизации РСКУ;

2) разработка и исследование имитационной модели структурно-параметрического и структурно-топологического синтеза РСКУ технологическими объектами;

3) разработка алгоритмического и программного обеспечения многопараметрической оптимизации РСКУ;

4) разработка синергетического метода многопараметрической оптимизации РСКУ;

5) разработка рекомендаций для использования синергетических средств оптимизации РСКУ на этапах разработки и эксплуатации.

Методы исследований. Использованы методы теории вероятности, математической статистики, теории графов, теории массового обслуживания, теории оптимизации.

Научную новизну составляют: интегрированная модель структурно-параметрического и структурно-топологического синтеза РСКУ, состоящая из подсистем расчета параметров топологии, производительности и надежности, позволяющая в итерационном режиме минимизировать стоимостные затраты на систему с учетом ограничений по пропускной способности;

- алгоритм построения топологии РСКУ на основе принципа равновесия векторов частных целевых функций затрат на каналы связи с учетом рельефа местности;

- алгоритм динамического распределения нагрузки подсистем РСКУ для систем с кольцевой и разомкнутой архитектурой;

- метод автоматизированного структурно-параметрического и структурно-топологического синтеза РСКУ на основе пакета прикладных программ «Синар-1», позволяющий в комплексе решать задачи синтеза и оптимизации РСКУ по топологии, пропускной способности и надежности.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Интегрированная модель структурно-параметрического и структурно-топологического синтеза РСКУ, алгоритмы многопараметрической оптимизации предназначены для разработки систем контроля и управления распределенными объектами, оптимизированных по критерию стоимостных затрат с учетом требований производительности и надежности.

Разработанное программное обеспечение передано для внедрения в ООО «Бугурусланнефть», используется в учебном процессе ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».

Новизна программных разработок подтверждается свидетельствами о регистрации программных средств в отраслевом и университетском фондах алгоритмов и программ.

Апробация результатов. Основные положения и результаты работы докладывались и были одобрены на IV,V, VI, VII, VIII всероссийских научно-практических конференциях (с международным участием) «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике» (г. Оренбург, 2005 г., 2006 г., 2007 г., 2008 г., 2009 г.), всероссийской научно-технической конференции «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике» (г. Пенза, 2008 г.), международной научно-практической конференции «Эволюция системы научных коммуникаций Ассоциации университетов Прикаспийских государств» (г.Астрахань,2008г.), IV международной научно-технической конференции "Информационные технологии в науке, образовании и производстве ИТНОП-2010" (г.Орел,2010 г.).

Основные положения диссертационной работы отражены в 15 публикациях, из них 2 статьи в научных журналах, входящих в Перечень ВАК, 10 статей в сборниках научных трудов и материалах научных конференций различного уровня, 3 свидетельства на программные средства.

Положения, выносимые на защиту:

- интегрированная модель структурно-параметрического и структурно-топологического синтеза РСКУ;

- алгоритм построения топологии РСКУ на основе принципа равновесия векторов частных целевых функций затрат на каналы связи с учетом рельефа местности;

- алгоритм динамического распределения нагрузки подсистем РСКУ для систем с кольцевой и разомкнутой архитектурой;

- синергетический метод многопараметрической оптимизации РСКУ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,

4.7 Выводы

1) Разработан прототип беспроводной сенсорной сети на основе технологии Zig Bee для РСКУ, позволивший апробировать режимы резервирования и самовыравнивания нагрузки системы и показать возможность использования результатов исследований в реальных системах управления и контроля технологическими объектами.

2) разработаны решения для обеспечения требуемого уровня надежности и производительности подсистемы мониторинга несанкционированных врезок и утечек нефтепроводов на основе принципов самоорганизации. Обеспечение данных требований достигается при минимальных стоимостных затратах за счет структурной адаптации системы к отказам средств обработки данных.

3) разработаны рекомендации для оптимизации топологии РСКУ объектами нефтегазодобычи ООО «Бугурусланнефть» с использованием программного комплекса «Синар-1». Апробация данного алгоритма на примере РСКУ Карповского месторождения Оренбургской области подтвердила возможность оптимизировать топологию системы по критерию суммарных расстояний линий связи не менее, чем на 10%., что может привести к экономии затрат порядка 200 тысяч рублей.

4) произведена оценка влияния структурно-топологической и структурно-параметрической оптимизации РСКУ на качество принятия решения по диагностике состояния скважинного оборудования. Апробация результатов исследований подтвердила возможность повышения точности оценки остаточного срока эксплуатации узлов погружных насосов не менее, чем на 4%, при диагностировании скважинного оборудования за счет оптимизации топологии РСКУ и улучшения соотношения «сигнал-шум» в каналах связи, а также возможность сокращения потерь информативных признаков при диагностировании скважинного оборудования на 13% за счет оперативного резервирования и перераспределения нагрузки управляющих средств РСКУ.

Заключение

Основными результатами работы являются:

1. Определена целевая функция и обобщенный критерий оценки эффективности решения задач синтеза и оптимизации РСКУ по критерию минимума стоимостных затрат при обеспечении требования пропускной способности с учетом параметров топологии, производительности и надежности.

2. Разработана и исследована интегрированная модель структурно-параметрического и структурно-топологического синтеза РСКУ технологическими объектами, состоящая из подсистем расчета параметров по топологии, производительности и надежности, позволяющая в итерационном режиме минимизировать стоимостные затраты на систему с учетом ограничений по пропускной способности.

3. Предложен алгоритм структурно-топологического синтеза, позволяющий размещать на местности средства сбора и обработки данных РСКУ с учетом критерия минимума затрат на каналы связи и частных целевых функций источников данных.

4. Разработан алгоритм динамического распределения нагрузки подсистем РСКУ с кольцевой и разомкнутой архитектурой, позволяющий минимизировать потери заявок системы в результате отказов средств обработки данных.

5. Разработан синергетический метод многопараметрического синтеза распределенных систем контроля и управления, позволяющий в комплексе оптимизировать стоимостные затраты по топологии, производительности и надежности.

6. Разработан программный комплекс «Синар-1» и практические рекомендации, позволяющие решать задачи структурно-параметрического и структурно-топологического синтеза РСКУ технологическими объектами нефтедобычи на этапе разработки систем и автоматически распределять нагрузку между подсистемами в процессе их эксплуатации.

1. Абдуллаев, А.А. Телемеханические комплексы для нефтяной промышленности / А.А. Абдуллаев.- М.: Недра, 1982. 200 с.

2. Александровская, JI.H. Современные методы обеспечения безотказности сложных технических систем / JI.H. Александровская, А.П. Афанасьев, А.А. Лисов.- М.: 2001. 208 с.

3. Алексеев, В. Промышленная беспроводная телеметрия в открытом GSM-стандарте / В. Алексеев // Электроника: наука, технология, бизнес. 2003. - N5. - С. 43-44.

4. Анхимюк, B.JI. Теория автоматического управления / B.JI. Анхимюк, О.Ф. Опейко, Н.Н. Михеев. Минск: изд. «Дизайн ПРО», 2002. - 353 с.

5. Аралбаев, Т.З. Построение адаптивных систем мониторинга и диагностирования сложных промышленных объектов на основе принципов самоорганизации / Т.З. Аралбаев. Уфа: Гилем, 2003. - 247 с.

6. Аралбаев, Т.З. Оптимизация топологии управляющих средств нижнего уровня системы мониторинга распределенных объектов на основе принципа самоорганизации/ Т.З. Аралбаев, P.P. Галимов. -М: ВНТИЦ, 2008. -№50200802283.

7. Бажанов, А.П. Аналитические методы и модели управления надежностью сложных систем / А.П. Бажанов // Автоматизация и современные технологии. 2005. - №1. - С. 28-32.

8. Банди, Б. Методы оптимизации. Вводный курс/ Б.Банди. М.: Радио и связь, 1988. - 128 с.

9. Баранов, Н. Система обнаружения повреждений трубопроводов «Капкан» / Н. Баранов, А. Вальчук, С. Данилов // Алгоритм безопасности. -2005.-№4.-С. 90-91.

10. Баскаков, С. Опыт применения радиочастотных модулей Meshlogic для разработки беспроводных систем сбора данных / С. Баскаков // Беспроводные технологии. 2009 г. - № 3. - С. 52-55.

11. Баталов, Е.А. О построении распределенных АСУ ТП на Приобском месторождении / Е.А. Баталов // Нефтяное хозяйство. — 2004. №3. -С. 59-61.

12. Безопасность трубопроводных систем Электронный документ. / Нефтегазовая вертикаль. Эл. адрес: http://www.ngv.ru/ article.aspx?articleID =22957. Проверено 10.05.2010.

13. Богатырев, В.А. К распределению функциональных ресурсов в отказоустойчивых многомашинных вычислительных системах / В.А. Богатырев // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2001. - №12 - С. 1-5.

14. Богданов, А.А. Тектология: Всеобщая организационная наука. Кн.1 / А.А. Богданов. М.: Экономика, 1989. - 304 с.

15. Богданов, Е.А. Основы технической диагностики нефтегазового оборудования / Е.А. Богданов. Высшая школа, 2006. - 279 с.

16. Богуславский Л.Б. Основы построения вычислительных сетей для автоматизированных систем / Л.Б. Богуславский, В.М. Дрожжинов. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 256 с.

17. Большаков, А.С. Повышение эффективности корпоративной информационно-управляющей системы на основе оптимального выбора программно-технических решений: авт. дисс.канд. техн. наук : 05.13.06 / А.С. Большаков. М., 1999. - 17 с

18. Бугров, Д.А. Решение задачи структурной оптимизации магистральной131корпоративной сети связи методом генетического алгоритма / Д.А. Бугров // Информация и космос. 2006. - №2. - С. 62-67.

19. Васильев, Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач / Ф.П. Васильев. М.: Наука, 1980. - 552 с.

20. Владов, Ю. Р. Идентификация систем : учеб. пособие для вузов / Ю. Р. Владов. Оренбург : ОГУ, 2003. - 202 с.

21. Вейцель, В.А. Радиосистемы управления: учебн. для вузов / В.А. Вейцель. М.: «Дрофа». 2005. - 416 с.

22. Веревкин, А.П. Теория систем: Учеб. пособие / А.П. Веревкин, О.В. Кирюшин. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2003. - 100 с.

23. Вишневский, В.М. Широкополосные беспроводные сети передачи информации / В.М. Вишневский, А.И. Ляхов, C.JI. Портной, И.В. Шахнович. -Москва: Техносфера, 2005. 592 с.

24. Вольфсон, B.JI. Эффективность алгоритмов оптимального проектирования АСУ в задачах с целевой функцией, обладающей свойством доминирования // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -2003. С. 4-9.

25. Галимов, P.P. Оптимизация размещения ретрансляционных станций в телекоммуникационной системе: свидетельство о регистрации программного средства №361 от 9 июня 2008 г. / P.P. Галимов // УФАП: Оренбург, ГОУ ВПО «ОГУ», 2008. 425 Кбайт.

26. Галимов, P.P. «Синар-1 »-инструментальные средства проектирования рас-пределенных систем мониторинга технологических объектов / P.P. Галимов, Т.З. Аралбаев // Вестник Воронежского государственного университета. 2009. - №7. - Том 5. - С. 86-88.

27. Галямов, В.А. Исследование и разработка моделей и методов оптимизации структур телекоммуникационных систем: авт. дисс. канд. техн. наук : 05.13.17 / В.А. Галямов. Новосибирск, 2006. - 18с.

28. Гладченко, А.В. Комплекс интеллектуальных датчиков для контроля промышленных объектов / А.В. Гладченко, В.В. Леснов, В.М. Гладченко // "Датчики и системы". 2007. - № 1.

29. Горячев, А.А. Каналы радиосвязи АСУ ИТ / А.А. Горячев. -М.: Связь, 1980. 104с.

30. ГОСТ 24.701-86. Надежность автоматизированных систем управления. Основные положения.

31. Гост 24375-80. Радиосвязь. Термины и определения.

32. ГОСТ 26139-84. "Интерфейс для автоматизированных систем управления рассредоточенными объектами. Общие требования."(срок действия 1985-1990 гг.).

33. Дудников, В. Управление объектами нефтяного месторождения с использованием комбинированных каналов связи / В. Дудников, М. Газизов, Д. Набиев, Т. Нугманов // СТА. 2000. - №2. - С. 18-26.

34. Дэвид, Б. Радиотехника и телеметрия в промышленности. Практическое руководство / Б. Дэвид. М.: Группа ИДТ, 2008 г. - 320 с.

35. Еременко, Ю.И. Обслуживание оборудования по фактическому состоянию, основанное на ретроспективном анализе диагностической информации / Ю.И. Еременко, С.Ю. Халапян // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2007. - №1. - С. 43-47.

36. Жиглявский, А.А. Методы поиска глобального экстремума / А.А. Жиглявский, А. Г. Жилинскас. М.: Наука. - 1991. - 248с.

37. Жила, В.А. Автоматика и телемеханика систем газоснабжения / В.А. Жила. М: Инфра-м, 2007. - 238 с.

38. Жиленков, Н. Новые технологии беспроводной передачи данных / Н. Жиленков // СТА. 2003. - №4. - С. 44-47.

39. Жилинскас, А.Г. Поиск оптимума: компьютер расширяет возможности / А.Г. Жилинскас, В.Р. Шалтянис М.: Наука. - 1989. - 126 с.

40. Зайченко Ю.П. Структурная оптимизация сетей ЭВМ / Ю.П. Зайченко, Ю.В. Гонта. К: Техника, 1986. -168с.

41. Забудский Г.Г. Решение задачи размещения в евклидовом пространстве с запрещенной областью / Г.Г. Забудский, И.В. Нежинский // Вестник Омского университета. 1999. - Вып. 2. - С. 17-19.

42. Забудский, Г.Г. Алгоритм решения минимаксной задачи размещения объекта на плоскости с запрещенными зонами / Г.Г. Забудский // Автоматика и телемеханика. -2004. №2. - С. 93-100.

43. Зеленский А.А. Профессиональные системы радиосвязи / А.А.Зеленский, А.Н. Беседин, В.Ф. Солодовник. Харьков: ОАО «Модель Вселенной», 2002. - 108 с.

44. Зинчук В.М. Помехозащищенность систем радиосвязи: Вероятностно-временной подход / В.М. Зинчук, В.И. Борисов. Изд. 2-е, испр. - М: РадиоСофт, 2008. - 260 с.

45. Иванен Н. Некоторые возможности модемов Wavecom со встроенным ТСРЛР стеком: организация соединения "точка-точка" в режиме GPRS / Н. Иванен // Мобильные Системы. 2004. - № 5. - С. 14-16.

46. Иванов, Б.Н. Дискретная математика. Алгоритмы и программы: Учеб. пособие / Б.Н. Иванов. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. - 288с.

47. Иноземцев, С.А. Пространственно распределенная автоматическая система экологического контроля / С.А. Иноземцев // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2007. - №5. - С. 50-53.

48. Карелин, А.Н. Программируемые микропроцессорные средства управления распределенными объектами / А.Н. Карелин // Промышленные АСУ и контроллеры. 2005. - № 12. - С. 7-17.

49. Киселева, Е.М. Решение одной задачи оптимального разбиения с размещением центров тяжести подмножества / Е.М. Киселева // Журн. вычислит, матем. и матем. физики. 1989. - Т.29. - №25. - С. 709-722.

50. Клюев А.С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский,

51. A.А. Клюев; под ред. А.С. Клюева. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 464 с.

52. Комарцова, Л.Г. Оптимизация вычислительной системы на ее имитационной модели / Л.Г. Комарцова // Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана. -сер. «Приборостроение». 1999. - №2. - С. 48-60.

53. Краснощекое, П.С. Элементы математической теории принятия проектных решений / П.С. Краснощеков, В.В. Федоров, Ю.А. Флеров // Автоматизация проектирования. 1997. - № 1. - С. 15-23.

54. Кривоносов, Д.М. Системный анализ и синтез топологической структуры проводных сетей передачи данных: дис. канд. техн. наук: 05.13.01 / Д.М. Кривоносов. Волгоград, 2004. - 17 с.

55. Кривченко, Т. ZigBee-модемы ETRX компании Telegesis / Т. Кривченко // Беспроводные технологии. 2006. - №2. - С. 28-30.

56. Кристофидес, Н. Теория графов. Алгоритмический подход / Н. Кристофидес. -М.: Мир, 1978.-432 с.

57. Крюков, В.В. Алгоритм баланса нагрузки для обеспечения режима реального времени в распределенной системе сбора и обработки данных /

58. B.В. Крюков, B.C. Майоров, К.И. Шахгельдян // Информационные технологии.-2004. №7. - С. 80-84.

59. Куликовский, К.Л. Методы и средства измерений / К.Л. Куликовский, В.Я. Купер. -М.: Энергоатомиздат, 1986. 448 с.

60. Куо, Б. Теория и проектирование цифровых систем управления: Пер. с англ / Б. Куо. М.: Машиностроение, 1986. - 448 с.

61. Ларионов, A.M. Вычислительные комплексы, системы и сети / A.M. Ларионов, С.А. Майоров, Г.И. Новиков. Ленинград: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ. Ленинградское отделение. - 1987. - 350с.

62. Латышев, Л.Н. Система обнаружения несанкционированных врезок в магистральный нефтепровод / Л.Н. Латышев,'З.Р Насырова // Нефтегазовое дело. 2006.-С. 1-10.

63. Локотков, А. Устройства связи с объектом. Модули фирмы Advantech / А. Локотков // СТА. 1997. - №1. - С. 32-44.

64. Леднев, А.В. Расчет зон обслуживания транкинговых систем радиосвязи / А.В. Леднев, С.Г. Каргулин, Т.В. Климова // Автоматика, связь, информатика.-2002. №12. - С. 16-17.

65. Мишина, К.Н. Гидродинамика / К.Н. Мишина. Ульяновск: УлГТУ, 2008. - 42 с.

66. Мозгалевский, А.В. Вопросы проектирования систем диагностирования / А.В. Мозгалевский, А.Н. Койда -Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1985. -112 с.

67. Мочалов, Р. Автоматизация сети газораспределительных станций на базе программно-технического комплекса «КаскадСАУ» / Р. Мочалов, А. Худов, А. Язев // СТА. 2008. - № 2. - С. 36 - 45.

68. Мухарьянов, М. Методика расчета радиоканала для систем беспроводной передачи данных диапазона 2.4ГГц Электронный документ. / М. Мухарьянов. Эл. адрес: http://www.kis.ru/~snip/tips2/htm. Проверено 01.06.2009.

69. Нагорный, В.М. Оценка фактического технического состоянияскважинного оборудования Электронный документ. / В.М. Нагорный,138

70. A.А. Черевко. Эл. адрес: http://www.vibration.ru/oftsso/oftsso.shtml. Проверено 04.05.2010.

71. Назаров, А.В. Современная телеметрия в теории и на практике. Учебный курс / Г.И. Назаров А.В., Козырев, И.В. Шитов и др. СПб.: Наука и Техника, 2007. - 450с.

72. Назаров, Е. Технология создания плагинов Электронный документ. / Е. Назаров. Эл. адрес: http://nevsoft.narod.ru/cplusplus/articles/pluginstheory. Проверено 04.05.2010.

73. Николайчук, О.И. Современные средства автоматизации: Практические решения / О.И. Николайчук. -М.: «COJIOH-Пресс», 2006. 256 с.

74. Ногин, В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач /

75. B.Д. Ногин, В.В. Подиновский. М.: Физматлит, 2007. - 256 с.

76. Об итогах работы Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору в 2007 году и задачах на 2008 год Электронный документ. Эл. адрес: http://www.gosnadzor.ru/slugba/ postkollegia08.html. Проверено 01.06.2009.

77. Овчинников, С.В. Радиомодемы в технологических сетях передачи данных / С.В. Овчинников // Технологии и средства связи. — 2004 г. №1 - с. 60-64

78. Остиану, В.М. Характеристики распределенных автоматизированных систем управления ПТК / В.М. Остиану // Промышленные АСУ и Контроллеры. 2002. - №10. - С. 5-9.

79. Пантелеев, А.В. Методы оптимизации в примерах и задачах: Учеб. пособие / А.В. Пантелеев, Т.А. Летова. -М.: Высш.шк., 2005. -544 с.

80. Перминов, В. Модернизация распределенной системы управления линейной части магистрального газопровода / В. Перминов, А. Яковлев, В. Чаков, В. Фадеев, Ю. Трошев //СТА. 2003. - №4. - С.30-36.

81. Почкалов, А. АСУ ТП добычи нефти «Регион-2000» / А. Почкалов, Н. Печеркин, Р. Крутских // IT-решения в нефтегазовой промышленности. -2002. №8. - С. 57-60.

82. Применение технологии сенсорных сетей в нефтедобыче Эл.документ. // Эл. адрес: www.ipmce.ru/about/press/popular/kommersantmay-2007. Проверено 05.05.2010.

83. Пьявченко, О.Н. Информационно-советующая система мониторинга и управления сложными промышленными объектами. Перспективные информационные технологии и интеллектуальные системы/ О.Н. Пьявченко, С.И. Клевцов. Таганрог, 2003. - 467 с.

84. Протопопов, Е. Опыт использования программно-информационного комплекса AutomatiCS ADT / Е. Протопопов, Д. Королев // CADmaster. -2007. -№2.-С. 84-87.

85. Рабион, Н.Д. Реализация каналов GSM/GPRS в беспроводных системах сбора и передачи информации / Н.Д. Рабион, А.О. Ермолаев, Д.И. Панфилов, М.А. Соколов // Сети и системы связи. 2006. - №4. - С. 86-91.

86. Раков, А.И. Обеспечение надежности систем радиосвязи / А.И. Раков, В.К. Аширов, В.Б. Витевский. М. Радио и связь. - 1994. - 215 с.

87. Рапопорт, Э.Я. Анализ и синтез систем автоматического управления с распределенными параметрами / Э.Я. Рапопорт. М.: Высшая школа, 2005. -296 с.

88. Рисевич, П. Непростой выбор беспроводной сети передачи данных // Сети и системы связи / П. Рисевич . 2007. - №1. - С. 80-85.

89. Романовский, А. Система «Хортица» для трубопроводного транспорта / А. Романовский, А. Гриненко, Г. Солодовников, В. Кузьминов // СТА. 2002. - №2. - С. 42-48.

90. Руководство пользователя Трейс Моуд. Версия 5.0. М.: AdAstra Research Group, Ltd, 2000. 814 с.

91. Самардак, А.С. Геоинформационные системы: электронный учебник / А.С. Самардак // Эл.документ.- Эл. адрес: http://window.edu.ru/windowcatalog/ ашдуы.к41012.вмпг133юзваю Проверено 05ю05ю2010ю

92. Сергиенко, А.Б. Цифровая обработка сигналов / А.Б. Сергиенко. — С-Петербург: «Питер», 2003. 608 с.

93. Сипайлов, В.А. Оптимизация режимов работы установок электроцентробежных насосов механизированной добычи нефти: авт. дисс. канд. техн. наук : 05.09.03 / В.А. Сипайлов. Томск, 2009. - 19 с.

94. Смирнов, Ю.М. Проектирование специализированных информационно-вычислительных систем: учеб. пособие для вузов по спец. «ЭВМ» и «АСУ» / Ю.М. Смирнов. М.: Высш. школа, 1984. - 359с.

95. Соснин, О.М. Основы автоматизации технологических процессов и производств: Учебное пособие для вузов / О.М. Соснин. М.: «ИЦ Академия», 2007. -240 с.

96. Спирина, Е., А. Проектирование сетей телевизионного и звукового вещания на основе параметрической оптимизации и геоинформационных технологий: авт. дисс. канд. техн. наук: 05.12.13 / Е. А. Спирина. — Казань, 2003.- 17 с.

97. Сумительнов, В. Радиотелемеханические системы на базе контроллеров КТ-Р / В. Сумительнов // СТА. 1997. - №1. - С. 70-72.

98. Сумительнов, В. Автоматизация территориально-рассредоточенных объектов с использованием средств MicroPC / В. Сумительнов, К. Козлов, Д. Афонин // СТА. 2006. - №1. - С. 6-13.

99. Сю, Д. Современная теория автоматического управления и ее применение/ Д. Сю, А. Мейер. М.: «Машиностроение», 1972. - 544 с.

100. Тагирова, К.Ф. Повышение эффективности добычи нефти на основе координации управления технологическими процессами и объектами / К.Ф.Тагирова // Вестник УГАТУ. Управление ВтиИ. 2008. - Т. 10. - №2. -С. 48-52.

101. Тепляков, И.М. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей / И.М. Тепляков. М.: Радио и связь, 2004. - 327с.

102. Телескоп+ Электронный документ. Эл. адрес: http://www.proryv.com/powerindustry/sofit/telescopeplusfour/. Проверено 12.05.2010.

103. Трахтенгерц, Э.А. Повышение надежности последовательно-параллельного проектирования сложных технических объектов / Э.А. Трахтенгерц//АиТ. 1994. - №5. - С. 128-157.

104. Францев, П.Н. Автоматизация сбора информации с кустов необслуживаемых газовых скважин / П.Н. Францев, С.В. Завьялов, А.Р. Стефанюк, Д.Г. Конотоп, А.Н. Косолапов, А.Е. Чернов // Промышленные АСУ и контроллеры. 2004. - 9. - С. 13-16.

105. Хакен, Г. Синергетика / Г. Хакен. -М.: Мир, 1980. 406 с.

106. Хартьян, Д.Ю. Анализ и обработка информации информационно-вычислительной инфраструктуры нефтегазовых предприятий: авт. дисс. канд. техн. наук: 05.13.01/ Д.Ю. Хартьян. Тюмень, 2006, - 20 с.

107. Хетагуров, Я.А. Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления (АСОИУ) / Я. А. Хетагуров. М.: Высш. шк., 2006. -223 с.

108. Цилькер, Б.Я. Организация ЭВМ и систем / Б.Я. Цилькер, С.А. Орлов. СПб.: Питер, 2006. - 668 с.

109. Шандров, Б.В. Технические средства автоматизации: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Б.В. Шандров, А.Д. Чудаков. М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 368 с.

110. Шварц, М. Сети ЭВМ. Анализ и проектирование. Пер. с англ. / М. Шварц; под ред. В. А. Жожикашвили. -М.: Радио и связь, 1981. -336 с.

111. Шевелев, В.А. Распространение радиоволн: Учеб. пособие / В.А. Шевелев, В.П. Семенов. X.: Нац. аэрокосм, ун-т "Харьк. авиац. ин-т", 2005.- 105 с.

112. Шенброт, И.М. Проектирование вычислительных систем распределенных АСУ ТП / И.М. Шенброт, В.М. Алиев. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 88 с.

113. Шершнев, А. Станции управления насосами нефтедобычи -интеллект нарастает!/ А. Шершнев, А. Радевич // Эл.документ. // Эл. адрес: http://www.electronmash.ru/about/publisity/publ03/. Проверено 05.05.2010.

114. Bertalanffy L. An outline of general system theory. "British J. for Philos. OfSci.", 1950, v.l. - №2. - p. 134-165.

115. Eom S.B. Decosion support systems research: reference disciplines and cumulative tradition. The International Journal of Management Science, 23, 5, October 1995, p. 511-523.

116. Hickman, Ian. Practical Radio-Frequency Handbook. Third Edition, 2002. -450 p.

117. Freeman, Roger L. Telecommunications transmission handbook / Roger L. Freeman. 4th-ed, 2000. -380 p.

118. Ka-Yeung K., Fu-Man L., Mounir H., Yi P., and Chi-Chung H. Application-Specofoc Load Balancing in Heterogeneous Systems/ K. Ka-Yeung, L. Fu-Man, H. Mounir, P. Yi, H. Chi-Chung // High Performance Cluster Computing, 1999. V.2. - pp. 350-374.

119. Slovic P. Behaviorial decision theory / P. Slovic, B. Fichhoff, S. Lichtenstein. Annu. Phychol. Rev. - 1997. - vol. 28. - pp. 1-39.

120. Willebeek-LeMair M. and Reeves A.R. Dynamic Load Balancing Strategies for Highly Parallel Multicomputer Systems//Technical Report EE-CEG-89-14, Cornell Univ. Computer Engineering Group. December, 1989. pp. 609-612.