При разработке, адаптации и исследовании моделей описания механизмов управления технологическими процессами транспорта газа в диссертации использовались методы общей теории систем, математического программирования, теории автоматов, теории графов, теоретико-множественный аппарат и др.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов определяется корректным использованием современных математических методов и моделей, предварительным статистическим анализом, согласованностью результатов аналитических и имитационных моделей. Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения результатов работы в ряде предприятий.

Практическая ценность

Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до практического использования. Они представляют непосредственный интерес в области автоматизации управления газотранспортной системой.

Реализация результатов работы

Разработанные методы и алгоритмы прошли апробацию и внедрены для практического применения в ряде предприятий, а также используются в учебном процессе на кафедре АСУ МАДИ.

Результаты, полученные при выполнении работы, могут найти дальнейшее развитие и применение для анализа и решения широкого класса задач по автоматизации и управлению непрерывными технологическими процессами.

Апробация работы

Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение:

на Российских и межрегиональных научно-технических конференциях и семинарах (2008-2010 г.г.);

на заседании кафедры АСУ МАДИ.

Совокупность научных положений, идей и практических результатов исследований составляет актуальное направление в сфере теоретических и практических методов принятия решений в области комплексной автоматизации газотранспортной системы.

Содержание работы

Структура работы соответствует списку перечисленных задач, содержит описание разработанных методов и моделей.

Во введении обосновывается актуальность проблемы и приведено краткое описание содержания глав диссертации.

Эта схема служит иллюстрацией состава и структуры исследований, которые необходимо выполнить для достижения сформулированных целей. Обобщенная формулировка целевых установок по созданию нового поколения средств и систем автоматизации имеет следующий контекст: повышение производительности ГТС; сокращение энергетических затрат на транспортировку газа; снижение роли человеческого фактора за счет внедрения малолюдных технологий; внедрение ресурсосберегающих технологий и т.п.

При этом необходимо гарантировать сохранение всех технических показателей в ходе эксплуатации и обеспечить относительно легкую модифицируемость при произвольных изменениях внешней среды и базовых технологий транспортировки газа.

Трубопроводы высокого класса и их техническое оснащение могут быть созданы только на базе новых знаний, последних достижений фундаментальной и прикладной наук и, что не менее важно, на основании объективного и тщательного анализа полученных реальных результатов, решения проблем, существующих в трубопроводном транспорте газа на дальние расстояния.

В общем виде задачи оптимизации технико-экономического характера управления потоками транспорта газа описываются целевой функцией расчетных затрат:

где T0 — нормативный срок окупаемости для отрасли; хj — вектор параметров j-й подсистемы; уj,— вектор переменных параметров режима работы j-й газотранспортной подсистемы (p,T,Q).

Критерий минимума работающих ГПА предполагает определение допустимого в совокупности набора управлений, обеспечивающих минимум функции:

где n — число ГПА по МГ в целом; пi; — число ГПА по КС с текущим индексом i; N — общее число КС в системе. Критерий является аддитивным.

Критерий максимума функции политропического к.п.д. рассчитывается по ГТС в целом:

где ?i — сумма политропических к.п.д. всех ГПА i-й КС; ni — число ГПА i-й КС.

Критерий минимума отклонений от заданного режима определяется для МГ в целом по фазовой координате р и температуре T при заданных потоках газа по каждому звену:

, где индексом «р» отмечены расчетные, а индексом «з» — заданные величины.

При реализации программно-моделирующего комплекса в работе сформирована открытая система включения произвольных методов многокритериальной оптимизации. В ряде задач для свертки перечисленных критериев предлагается использование методики выбора с учетом числа доминирующих критериев. При этом ((Rm, y, y’((. Определяется число критериев, по которому один вариант превосходит другой А: aij=Card{i: yi,>yi’}.

Физические процессы транспорта газа предполагается представлять как граф P, компоненты которого имеют следующий смысл.

Вершины графа Р представляют состояния, и изображают ситуации (или классы ситуаций), в которых может находиться моделируемая система в различные моменты своего функционирования. Одно из состояний является выделенным, оно называется начальным состоянием процесса Р.

Рёбра графа Р имеют метки, изображающие действия которые может исполнять моделируемая система.

Функционирование процесса Р описывается переходами по рёбрам графа Р от одного состояния к другому. Функционирование начинается из начального состояния.

Функционирование процесса P=(S, s0, R) заключается в порождении последовательности переходов вида:

и выполнении действий a0, a1, a2…, соответствующих этим переходам.

Более подробно: на каждом шаге функционирования i ? 0

процесс находится в некотором состоянии si (s0=s0),

если есть хотя бы один переход из R с началом в si , то процесс

недетерминированно выбирает переход с началом в si , помеченный таким действием ai , которое можно выполнить в текущий момент времени, (если таких переходов нет, то процесс временно приостанавливает свою работу до того момента, когда появится хотя бы один такой переход)

выполняет действие ai , и после этого

переходит в состояние si+1, которое является концом выбранного перехода