Методы и программные средства конструирования интеллектуальных систем поддержки принятия решений для объектов энергетики
Ключевые слова:
сложный технологический объект, мониторинг и управление, поддержка принятия решений, реальное время, искусственный интеллект, SCADA-система, система поддержки принятия решений
Аннотация
Рассмотрены вопросы конструирования перспективных интеллектуальных систем поддержки принятия решений реального времени (ИСППР РВ), предназначенных для поддержки оперативно-диспетчерского персонала при диагностике, мониторинге и управлении сложными технологическими объектами типа объектов энергетики. Описана базовая технология конструирования ИСППР РВ, включающая ряд основных этапов. Дан обзор и сравнительный анализ SCADA-систем как инструментальных средств проектирования информационных и интеллектуальных систем реального времени. Особое внимание уделено SCADA-системам, использующим методы обработки и представления информации, основанные на знаниях, и называемым интеллектуальными SCADA-системами. В качестве инструментальной среды для создания ИСППР РВ предложено использовать данные SCADA-системы. Отмечены особенности, которые оказываются существенными при реализации ИСППР РВ типа систем поддержки оператора. Выбор SCADA-системы представляет собой достаточно трудную задачу, требующую принятия решений в условиях многокритериальности и невозможности количественной оценки ряда критериев из-за недостатка информации или их качественного характера. Представлено описание интеллектуальной SCADA-системы СПРИНТ-РВ, создаваемой в ООО «ТАСМО-БИТ» совместно с кафедрой прикладной математики Национального исследовательского университета «МЭИ» как инструментального комплекса, включающего набор средств, позволяющих описать предметную область управления (на примере энергоблока атомной электростанции), и оперативного комплекса — набора средств, позволяющих реализовать функции интеллектуальной поддержки принятия управляющих решений оперативным персоналом в нештатных ситуациях и контролировать состояние управляемого объекта в стационарных и переходных режимах функционирования. Рассмотрены назначение и реализация ряда основных базовых компонентов СПРИНТ-РВ.
Литература
1. Ларичев О.И., Петровский Л.Б. Системы поддержки принятия решений: современное состояние и перспективы развития // Итоги науки и техники. Серия «Техническая кибернетика». 1987. Т. 21. С. 131—164.
2. Башлыков А.А., Еремеев А.П. Экспертные системы поддержки принятия решений в энергетике. М.: Изд-во МЭИ, 1994.
3. Трахтенгерц Э.В. Компьютерная поддержка принятия решений. Серия «Информатизация России на пороге XXI века». М.: СИНТЕГ, 1998.
4. Vicki L. Sauter Decision Support System. John Wiley & Sons, Incorporated, 1999.
5. Turban E., Aronson J.E. Decision Support Systems and Intelligent Systems. Prentice Hall, 2000.
6. Антошин Д.В., Анохин А.Н. Разработка прототипа системы поддержки оператора АЭС, основанной на фреймах // Диагностика и прогнозирование состояния объектов сложных информационных интеллектуальных систем: Сборник научных трудов. Обнинск: ИАТЭ, 2001. № 14. С. 90—95.
7. Прангишвили И.В., Полетыкин А.Г., Менгазетдинов Н.Э. Принципы построения информационных систем реального времени для объектов атомной энергетики // Методы проектирования СВБУ: Труды ИПУ. 2004. Т. XXIV. С. 5—10.
8. Schirru R., Pereira C. A Real-Time Artificially Intelligent Monitoring System for Nuclear Power Plants // Operators Support. Real-TimeSystems. 2004. V. 27. Р. 71—83.
9. Рыбина Г.В. Основы построения интеллектуальных систем. М.: Финансы и статистика, ИНФРА-М, 2010.
10. Вагин В.Н., Еремеев А.П. Научная школа искусственного интеллекта в Московском энергетиче- ском институте на базе кафедры прикладной математики: становление и развитие // Вестник МЭИ. 2015.
№ 2. С. 29—37.
11. Башлыков А.А., Еремеев А.П. Основы конструирования интеллектуальных систем поддержки принятия решений в энергетике. М.: ИНФРА-М, 2017.
12. Попов Э.В., Фоминых И.Б., Кисель Е.Б., Шапот М.Д. Статические и динамические экспертные си- стемы. М.: Финансы и статистика, 1996.
13. Дьяков А.Ф. Надежная работа персонала в энергетике. М.: Изд-во МЭИ, 1991.
14. Rantanem E.M., Goldberg J.H. Perception of Symmetry in Polygon Displays // NPIC&HMIT. 1996. V. 1. P. 459—466.
15. Vicente K.J., Wang J.H. Taking Full Advantage of Process Constraints in Advanced Interface Design // Ibid. P. 405—411.
16. SCADA-продукты на российском рынке // Мир компьютерной автоматизации. 1999. № 3. С. 25—33.
17. Матвейкин В.Г., Фролов С.В., Шехтман М.Б. Применение SCADA-систем при автоматизации технологических процессов. М.: Машиностроение, 2000.
18. Ляпунов С.И., Корнеева А.И. Некоторые особенности развития SCADA-систем // Промышленные контроллеры. 2002. № 11. С. 37—39.
19. Башлыков А.А. СПРИНТ-РВ — интеллектуальная SCADA-система для построения средств человеко-машинного управления сложными и экологически опасными объектами и технологиями // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2012. № 12. С. 8—20.
20. Башлыков А.А. Образное представление состояния сложных технологических объектов управления методами когнитивной графики // Искусственный интеллект и принятие решений. 2012. № 3. С. 9—18.
21. Башлыков А.А. Принципы реализации автоматизированного «пошагового» управления в трубопроводных транспортных системах // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2015. № 6. С. 9—21.
---
Для цитирования: Башлыков А.А., Еремеев А.П. Методы и программные средства конструирования интеллектуальных систем поддержки принятия решений для объектов энергетики // Вестник МЭИ. 2018. № 1. С. 72—85. DOI: 10.24160/1993-6982-2018-1-72-85.
#
1. LarichevO.I., PetrovskiyL.B. Sistemy Podderzhki Prinyatiya Resheniy: Sovremennoe Sostoyanie I Per- spektivy Razvitiya. Itogi Nauki i Tekhniki. Seriya «Tekhnicheskaya Kibernetika». 1987;21:131—164. (in Russian).
2. Bashlykov A.A., Eremeev A.P. Ekspertnye Sistemy Podderzhki Prinyatiya Resheniy v Energetike. M.: Izd-vo MPEI, 1994. (in Russian).
3. Trahtengerts E.V. Komp'yuternaya Podderzhka Prinyatiya Resheniy. Seriya «Informatizatsiya Rossii na Poroge XXI Veka». M.: SINTEG, 1998. (in Russian).
4. Vicki L. Sauter Decision Support System. John Wiley & Sons, Incorporated, 1999.
5. Turban E., Aronson J.E. Decision Support Systems and Intelligent Systems. Prentice Hall, 2000.
6. Antoshin D.V., Anohin A.N. Razrabotka Prototipa Sistemy Podderzhki Operatora AES, Osnovannoy na Freymah. Diagnostika i Prognozirovanie Sostoyaniya Ob´ektov Slozhnyh Informatsionnyh Intellektual'nyh Sistem: Sbornik Nauchnyh Trudov. Obninsk: IATE, 2001;14:90—95. (in Russian).
7. Prangishvili I.V., Poletykin A.G., Mengazetdi- nov N.E. Printsipy Postroeniya Informatsionnyh Sistem Real'nogo Vremeni dlya Ob´Ektov Atomnoy Energetiki. Metody Proektirovaniya SVBU: Trudy IPU. 2004;XXIV:5—10. (in Russian).
8. Schirru R., Pereira C. A Real-Time Artificially Intelligent Monitoring System for Nuclear Power Plants. Operators Support. Real-TimeSystems. 2004;27:71—83.
9. Rybina G.V. Osnovy Postroeniya Intellektual'nyh Sistem. M.: Finansy i Statistika, INFRA-M, 2010. (in Russian).
10. Vagin V.N., Eremeev A.P. Nauchnaya Shkola Iskusstvennogo Intellekta v Moskovskom Energeticheskom Institute na Baze Kafedry Prikladnoy Matematiki: Stanovlenie i Razvitie. Vestnik MPEI. 2015;2:29—37. (in Russian).
11. Bashlykov A.A., Eremeev A.P. Osnovy Konstruirovaniya Intellektual'nyh Sistem Podderzhki Prinyatiya Resheniy v Energetike. M.: INFRA-M, 2017. (in Russian).
12. Popov E.V., Fominyh I.B., Kisel' E.B., Shapot M.D. Staticheskie i Dinamicheskie Ekspertnye Sistemy. M.: Finansy i Statistika, 1996. (in Russian).
13. D'yakov A.F. Nadezhnaya Rabota Personala v Energetike. M.: Izd-vo MPEI, 1991. (in Russian).
14. Rantanem E.M., Goldberg J.H. Perception of Symmetry in Polygon Displays. NPIC&HMIT. 1996;1:459—466.
15. Vicente K.J., Wang J.H. Taking Full Advantage of Process Constraints in Advanced Interface Design. Ibid: 405—411.
16. SCADA-produkty na Rossiyskom Rynke. Mir Komp'yuternoy Avtomatizatsii. 1999;3:25—33. (in Russian).
17. Matveykin V.G., Frolov S.V., Shekhtman M.B. Primenenie SCADA-sistem pri Avtomatizatsii Tekh- Nologicheskih Protsessov. M.: Mashinostroenie, 2000. (in Russian).
18. Lyapunov S.I., Korneeva A.I. Nekotorye Osobennosti Razvitiya SCADA-sistem. Promyshlennye kontrollery. 2002;11:37—39. (in Russian).
19. Bashlykov A.A. SPRINT-RV — Intellektual'naya SCADA-sistema dlya Postroeniya Sredstv Cheloveko- Mashinnogo Upravleniya Slozhnymi i ekologicheski Opasnymi Ob´ektami i Tekhnologiyami. Avtomatizatsiya, Telemekhanizatsiya i Svyaz' v Neftyanoy Promyshlennosti. 2012;12:8—20. (in Russian).
20. Bashlykov A.A. Obraznoe Predstavlenie Sostoyaniya Slozhnyh Tekhnologicheskih Ob´ektov Upravleniya Metodami Kognitivnoy Grafiki. Iskusstvennyy Intellekt i Prinyatie Resheniy. 2012;3:9—18. (in Russian).
21. Bashlykov A.A. Printsipy Realizatsii Avtomatizirovannogo «Poshagovogo» Upravleniya v Truboprovodnyh Transportnyh Sistemah. Avtomatizatsiya, Telemekhanizatsiya i Svyaz' v Neftyanoy Promyshlennosti. 2015;6:9—21. (in Russian).
---
For citation: Bashlykov A.A., Eremeev A.P. Methods and Software Tools for Designing Intelligent Decision Support Systems for Power Facilities. MPEI Vestnik. 2018;1:72—85. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2018-1-72-85.
2. Башлыков А.А., Еремеев А.П. Экспертные системы поддержки принятия решений в энергетике. М.: Изд-во МЭИ, 1994.
3. Трахтенгерц Э.В. Компьютерная поддержка принятия решений. Серия «Информатизация России на пороге XXI века». М.: СИНТЕГ, 1998.
4. Vicki L. Sauter Decision Support System. John Wiley & Sons, Incorporated, 1999.
5. Turban E., Aronson J.E. Decision Support Systems and Intelligent Systems. Prentice Hall, 2000.
6. Антошин Д.В., Анохин А.Н. Разработка прототипа системы поддержки оператора АЭС, основанной на фреймах // Диагностика и прогнозирование состояния объектов сложных информационных интеллектуальных систем: Сборник научных трудов. Обнинск: ИАТЭ, 2001. № 14. С. 90—95.
7. Прангишвили И.В., Полетыкин А.Г., Менгазетдинов Н.Э. Принципы построения информационных систем реального времени для объектов атомной энергетики // Методы проектирования СВБУ: Труды ИПУ. 2004. Т. XXIV. С. 5—10.
8. Schirru R., Pereira C. A Real-Time Artificially Intelligent Monitoring System for Nuclear Power Plants // Operators Support. Real-TimeSystems. 2004. V. 27. Р. 71—83.
9. Рыбина Г.В. Основы построения интеллектуальных систем. М.: Финансы и статистика, ИНФРА-М, 2010.
10. Вагин В.Н., Еремеев А.П. Научная школа искусственного интеллекта в Московском энергетиче- ском институте на базе кафедры прикладной математики: становление и развитие // Вестник МЭИ. 2015.
№ 2. С. 29—37.
11. Башлыков А.А., Еремеев А.П. Основы конструирования интеллектуальных систем поддержки принятия решений в энергетике. М.: ИНФРА-М, 2017.
12. Попов Э.В., Фоминых И.Б., Кисель Е.Б., Шапот М.Д. Статические и динамические экспертные си- стемы. М.: Финансы и статистика, 1996.
13. Дьяков А.Ф. Надежная работа персонала в энергетике. М.: Изд-во МЭИ, 1991.
14. Rantanem E.M., Goldberg J.H. Perception of Symmetry in Polygon Displays // NPIC&HMIT. 1996. V. 1. P. 459—466.
15. Vicente K.J., Wang J.H. Taking Full Advantage of Process Constraints in Advanced Interface Design // Ibid. P. 405—411.
16. SCADA-продукты на российском рынке // Мир компьютерной автоматизации. 1999. № 3. С. 25—33.
17. Матвейкин В.Г., Фролов С.В., Шехтман М.Б. Применение SCADA-систем при автоматизации технологических процессов. М.: Машиностроение, 2000.
18. Ляпунов С.И., Корнеева А.И. Некоторые особенности развития SCADA-систем // Промышленные контроллеры. 2002. № 11. С. 37—39.
19. Башлыков А.А. СПРИНТ-РВ — интеллектуальная SCADA-система для построения средств человеко-машинного управления сложными и экологически опасными объектами и технологиями // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2012. № 12. С. 8—20.
20. Башлыков А.А. Образное представление состояния сложных технологических объектов управления методами когнитивной графики // Искусственный интеллект и принятие решений. 2012. № 3. С. 9—18.
21. Башлыков А.А. Принципы реализации автоматизированного «пошагового» управления в трубопроводных транспортных системах // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2015. № 6. С. 9—21.
---
Для цитирования: Башлыков А.А., Еремеев А.П. Методы и программные средства конструирования интеллектуальных систем поддержки принятия решений для объектов энергетики // Вестник МЭИ. 2018. № 1. С. 72—85. DOI: 10.24160/1993-6982-2018-1-72-85.
#
1. LarichevO.I., PetrovskiyL.B. Sistemy Podderzhki Prinyatiya Resheniy: Sovremennoe Sostoyanie I Per- spektivy Razvitiya. Itogi Nauki i Tekhniki. Seriya «Tekhnicheskaya Kibernetika». 1987;21:131—164. (in Russian).
2. Bashlykov A.A., Eremeev A.P. Ekspertnye Sistemy Podderzhki Prinyatiya Resheniy v Energetike. M.: Izd-vo MPEI, 1994. (in Russian).
3. Trahtengerts E.V. Komp'yuternaya Podderzhka Prinyatiya Resheniy. Seriya «Informatizatsiya Rossii na Poroge XXI Veka». M.: SINTEG, 1998. (in Russian).
4. Vicki L. Sauter Decision Support System. John Wiley & Sons, Incorporated, 1999.
5. Turban E., Aronson J.E. Decision Support Systems and Intelligent Systems. Prentice Hall, 2000.
6. Antoshin D.V., Anohin A.N. Razrabotka Prototipa Sistemy Podderzhki Operatora AES, Osnovannoy na Freymah. Diagnostika i Prognozirovanie Sostoyaniya Ob´ektov Slozhnyh Informatsionnyh Intellektual'nyh Sistem: Sbornik Nauchnyh Trudov. Obninsk: IATE, 2001;14:90—95. (in Russian).
7. Prangishvili I.V., Poletykin A.G., Mengazetdi- nov N.E. Printsipy Postroeniya Informatsionnyh Sistem Real'nogo Vremeni dlya Ob´Ektov Atomnoy Energetiki. Metody Proektirovaniya SVBU: Trudy IPU. 2004;XXIV:5—10. (in Russian).
8. Schirru R., Pereira C. A Real-Time Artificially Intelligent Monitoring System for Nuclear Power Plants. Operators Support. Real-TimeSystems. 2004;27:71—83.
9. Rybina G.V. Osnovy Postroeniya Intellektual'nyh Sistem. M.: Finansy i Statistika, INFRA-M, 2010. (in Russian).
10. Vagin V.N., Eremeev A.P. Nauchnaya Shkola Iskusstvennogo Intellekta v Moskovskom Energeticheskom Institute na Baze Kafedry Prikladnoy Matematiki: Stanovlenie i Razvitie. Vestnik MPEI. 2015;2:29—37. (in Russian).
11. Bashlykov A.A., Eremeev A.P. Osnovy Konstruirovaniya Intellektual'nyh Sistem Podderzhki Prinyatiya Resheniy v Energetike. M.: INFRA-M, 2017. (in Russian).
12. Popov E.V., Fominyh I.B., Kisel' E.B., Shapot M.D. Staticheskie i Dinamicheskie Ekspertnye Sistemy. M.: Finansy i Statistika, 1996. (in Russian).
13. D'yakov A.F. Nadezhnaya Rabota Personala v Energetike. M.: Izd-vo MPEI, 1991. (in Russian).
14. Rantanem E.M., Goldberg J.H. Perception of Symmetry in Polygon Displays. NPIC&HMIT. 1996;1:459—466.
15. Vicente K.J., Wang J.H. Taking Full Advantage of Process Constraints in Advanced Interface Design. Ibid: 405—411.
16. SCADA-produkty na Rossiyskom Rynke. Mir Komp'yuternoy Avtomatizatsii. 1999;3:25—33. (in Russian).
17. Matveykin V.G., Frolov S.V., Shekhtman M.B. Primenenie SCADA-sistem pri Avtomatizatsii Tekh- Nologicheskih Protsessov. M.: Mashinostroenie, 2000. (in Russian).
18. Lyapunov S.I., Korneeva A.I. Nekotorye Osobennosti Razvitiya SCADA-sistem. Promyshlennye kontrollery. 2002;11:37—39. (in Russian).
19. Bashlykov A.A. SPRINT-RV — Intellektual'naya SCADA-sistema dlya Postroeniya Sredstv Cheloveko- Mashinnogo Upravleniya Slozhnymi i ekologicheski Opasnymi Ob´ektami i Tekhnologiyami. Avtomatizatsiya, Telemekhanizatsiya i Svyaz' v Neftyanoy Promyshlennosti. 2012;12:8—20. (in Russian).
20. Bashlykov A.A. Obraznoe Predstavlenie Sostoyaniya Slozhnyh Tekhnologicheskih Ob´ektov Upravleniya Metodami Kognitivnoy Grafiki. Iskusstvennyy Intellekt i Prinyatie Resheniy. 2012;3:9—18. (in Russian).
21. Bashlykov A.A. Printsipy Realizatsii Avtomatizirovannogo «Poshagovogo» Upravleniya v Truboprovodnyh Transportnyh Sistemah. Avtomatizatsiya, Telemekhanizatsiya i Svyaz' v Neftyanoy Promyshlennosti. 2015;6:9—21. (in Russian).
---
For citation: Bashlykov A.A., Eremeev A.P. Methods and Software Tools for Designing Intelligent Decision Support Systems for Power Facilities. MPEI Vestnik. 2018;1:72—85. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2018-1-72-85.
Опубликован
2019-01-25
Выпуск
Раздел
Информатика, вычислительная техника и управление (05.13.00)
