Ієрархічна декомпозиція в задачах оперативного управління інженерними мережними системами

Результати, отримані в даній дисертаційній роботі, знайшли практичне застосування при моделюванні ГСУ та алгоритмізації процесів оперативного управління зрошувальними системами, а також системами водопостачання. Зокрема, моделі, методи та алгоритми, що містяться в даній роботі, використані Інститутом гідротехніки і меліорації УААН (м. Київ), Луганським обласним виробничим управлінням меліорації і водного господарства (м.Луганськ), обласним державним комунальним підприємством “Луганськводоканал” (м.Луганськ) при розробці і реалізації керуючих систем та процесів оперативного управління зрошувальними системами, а також системами міського водопостачання.

Економічний ефект від впровадження матеріалів, розробок і результатів даної дисертаційної роботи був отриманий за рахунок скорочення непродуктивних витрат ЦП та електроенергії, а також підвищення надійності і якості функціонування об'єктів управління розглядуваного класу.

У прикладному аспекті подальшу розробку проблеми моделювання та алгоритмізації процесів оперативного управління ієрархічно організованими ІМС здається доцільним продовжити в таких напрямках.

Розширити клас розглядуваних моделей, методів та алгоритмів, використовуваних для реалізації процесів оперативного управління ієрархічно організованими ІМС.

Збільшити кількість впроваджених моделей, методів і алгоритмів оперативного управління реальними ІМС, що розроблені в даній роботі.

Продовжити створення ППП, що реалізують локальні процеси оперативного управління в ієрархічно організованих ІМС, використовуючи для цього підходи, методи та алгоритми, запропоновані в даній роботі.

Ефективно використовувати для реалізації процесів оперативного управління ієрархічно організованими ІМС сучасні засоби мікропроцесорної обчислювальної техніки.

Адаптувати отримані в даній дисертаційній роботі результати для реалізації процесів оперативного управління в більш широкому класі реальних ІМС, включаючи вентиляційні системи, а також системи газо- і теплопостачання.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Леви Л.И. Декомпозиция в задачах моделирования процессов оперативного управления иерархически организованными инженерными сетевыми системами. - Луганск: Изд-во ВУГУ, 1996. - 122 с.

Леви Л.И. Универсальные локальные задачи в изменяющихся иерархических структурах // АСУ и приборы автоматики. - Харьков: Выща шк., 1988. - Вып. 87. - С. 102 - 105.

Леви Л.И. Координирующие воздействия в иерархических системах // АСУ и приборы автоматики. - Харьков: Выща шк., 1989. - Вып.91.- С. 73 - 76.

Леви Л.И. Эвристический подход к управлению инженерными сетями // АСУ и приборы автоматики. - Харьков: Выща шк.,1989. - Вып. 92. - С.87 - 90.

Леви Л.И. Об одном подходе к оценкам надёжности и управляемости инженерных сетей // АСУ и приборы автоматики. - Харьков: Выща шк.,1992.- Вып. 97.- С. 44 - 47.

Леви Л.И. Координируемость локальных целей функционирования и задач управления в инженерных сетевых системах // АСУ и приборы автоматики. - Харьков: Основа,1992.- Вып. 98.- С. 36 - 40.

Леви Л.И. Об определении эффективности управляющих воздействий в инженерных сетях // АСУ и приборы автоматики. - Харьков: Основа, 1992. - Вып. 98.- С. 56 - 58.

Леви Л.И. Координируемость по отношению к глобальной цели функционирования и задаче управления в инженерных сетевых системах // АСУ и приборы автоматики. - Харьков: Основа, 1993.- Вып. 99.- С. 69 - 73.

Леви Л.И. Статистические методы в управлении инженерными сетями // Мелиорация и водное хозяйство. - К.: Урожай, 1991. - Вып. 75. - С. 68 - 72.

Леви Л.И. Свойства локальных сетей в инженерных сетевых системах // Мелиорация и водное хозяйство. - К.: Урожай, 1992. - Вып. 76. - С. 38 - 41.

Леви Л.И. Нечёткий логический регулятор уровня воды в магистральном канале оросительной системы // Мелиорация и водное хозяйство. - К.: Урожай, 1992. - Вып. 76.-С.49-52.

Леви Л.И. Минимизация объемов оперативной информации о состояниях объектов орошения // Мелиорация и водное хозяйство. - К.: Урожай, 1992. - Вып. 77. - С. 23 - 27.

Леви Л.И. Оптимизация проектируемых локальных сетей инженерных сетевых систем // Мелиорация и водное хозяйство. - К.: Урожай, 1993. - Вып. 78. - С. 70 - 72.

Леви Л.И. Сбор данных в системах управления орошением // Мелиорация и водное хозяйство. - К.: Урожай, 1993. - Вып. 79. - С. 24 - 27.

Леви Л.И. Нечеткий подход к управлению инженерными сетевыми системами // Мелиорация и водное хозяйство. - К.: Урожай, 1993. - Вып. 79. - С. 75 - 78.

Леви Л.И. Автоматическая классификация в управлении инженерными сетевыми системами // Моделирование и автоматизация технологических процессов сельскохозяйственного производства: Сб. научн. тр. МИИСП. - М.: Изд-во МИИСП, 1991. - С. 39 - 42.

Леви Л.И. Реализация локальных процессов управления в инженерных сетевых системах // Автоматика, вычислительная техника и моделирование в сельском хозяйстве: Сб. научн. тр. МГАУ. - М.: Изд-во МГАУ, 1993. - С. 59 - 65.

Леви Л.И. Средства и методы реализации процесса сбора данных в системах управления орошением // Автоматика, вычислительная техника и моделирование в сельском хозяйстве: Сб. научн. тр. МГАУ. - М.: Изд-во МГАУ, 1993. - С. 87 - 92.

Леви Л.И. Формализм нечетких множеств в моделировании и алгоритмизации процессов оперативного управления инженерными сетевыми системами // Збірник наукових праць Луганського сільськогосподарського інституту. Частина 3. - Луганськ: Вид-во ЛСГІ, 1997. - С. 39 - 40.

Леви Л.И. Использование современных прикладных математико-статистических методов в управлении инженерными сетевыми системами // Збірник наукових праць Луганського сільськогосподарського інституту. - Луганськ: Вид-во ЛСГІ, 1998. - №2(5). - С. 131-136.

Леви Л.И., Скрипкина А.С. Кластер-анализ и функциональные соответствия в управлении ІМС // Збірник наукових праць Луганського державного аграрного університету. - Луганськ: Вид-во ЛДАУ, 1999. - №4(13). - С. 240-243.

Шумаков Б.Б., Губанков Л.Н., Леви Л.И. Об иерархической организации оросительных систем // Доклады ВАСХНИЛ.- 1983. - №11 - С. 34 - 35.

Шумаков Б.Б., Губанков Л.Н., Леви Л.И. Оптимальное проектирование магистральных каналов оросительных систем // Доклады ВАСХНИЛ. -1988. - №2. - С. 41 - 43.

Шумаков Б.Б., Губанков Л.Н., Леви Л.И. Система параметров для оценки алгоритмов, управляющих оросительными системами // Вестник сельскохозяйственной науки. - 1985. - №11. - С. 131 - 132.

Дубовицкий Н.М., Леви Л.И. Поиск и экономическая эффективность рационального распределения ресурсов // Оценка производственного потенциала в хозяйственном механизме АПК: Сб. науч. тр. - Харьков: Изд-во ХСХИ, 1990. - С.80 - 82.

Леви Л.И. Моделирование координирующих связей в иерархически организованных управляющих системах // Материалы отчётной научно-технической конференции сотрудников ЛСХИ по итогам 1993 года. Часть II. - Луганск: Изд-во ЛСХИ, 1994. - С. 31 - 32.

Леви Л.И. Моделирование обратных связей в иерархически организованных управляющих системах // Материалы отчётной научно-технической конференции сотрудников ЛСХИ по итогам 1994 года. - Луганск: Изд-во ЛСХИ, 1995. - С. 33.

Леви Л.И. Концептуализация декомпозиции иерархически организованных управляющих структур // Матеріали II межвузівської науково-теоретичної конференції. - Луганськ: Вид-во ЛСГІ, 1996. - С.26-27.

АНОТАЦІЇ

Лєві Л.І. Ієрархічна декомпозиція в задачах оперативного управління інженерними мережними системами. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.07 - Автоматизація технологічних процесів. - Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, 1999.

У дисертації міститься комплекс досліджень, що дозволяють розв'язати проблему автоматизації технологічних процесів розподілу цільового продукту шляхом реалізації процесів оперативного управління ієрархічно організованими інженерними мережними системами, що має важливе народногосподарське та соціальне значення.

Практична цінність роботи обумовлена можливістю використання концептуальних підходів, що містяться в ній, методів, моделей і алгоритмів науково-дослідними та проектно-конструкторськими організаціями, зв'язаними з розробкою керуючих систем і процесів оперативного управління системами водо- і газопостачання, а також зрошувальними і вентиляційними системами в умовах неповної інформації про об'єкти управління та середовище їхнього функціонування.

Ключові слова: інженерна мережна система, ієрархічна організація, ієрархічна декомпозиція, топологічна структура, магістральна мережа, розподільна мережа, локальна мережа, локальна задача управління, глобальна задача управління.

Леви Л.И. Иерархическая декомпозиция в задачах оперативного управления инженерными сетевыми системами. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05. 13. 07 - Автоматизация технологических процессов. - Киевский национальный университет строительства и архитектуры, Киев, 1999.

В диссертации содержится комплекс исследований, позволяющих решить проблему автоматизации технологических процессов распределения целевого продукта путем реализации процессов оперативного управления иерархически организованными инженерными сетевыми системами, имеющую важное народнохозяйственное и социальное значение. В отличие от известных подходов к управлению инженерными сетевыми системами, предлагаемые в настоящей работе предназначены для инженерных сетевых систем с неполной информацией об объектах управления и среде их функционирования.

Предлагаемые подходы основаны на использовании возможности иерархической декомпозиции топологической структуры инженерных сетевых систем и порождаемой ею иерархической декомпозиции глобальных систем оперативного управления, что позволяет реализовать эффективные локальные процессы оперативного управления в отдельных локальных сетях различного уровня иерархии.

На основании специально разработанного концептуального подхода декомпозиция иерархически организованных управляющих систем представлена как определенная система трех последовательно порождающих друг друга изменяющихся иерархических структур: универсальных локальных задач оперативного управления при решении глобальных задач оперативного управления, универсальных локальных алгоритмов оперативного управления при реализации глобальных алгоритмов оперативного управления, универсальных локальных систем оперативного управления в процессе функционирования глобальных систем оперативного управления.

Результаты, полученные в данной диссертационной работе, нашли практическое применение при моделировании глобальных систем оперативного управления и алгоритмизации процессов оперативного управления реальными оросительными системами, а также системами водоснабжения. Использование материалов, разработок и результатов данной диссертационной работы позволяет сократить непроизводительные расходы целевого продукта и электроэнергии, а также повысить надежность и качество функционирования объектов управления рассматриваемого класса.

В качестве методов исследования использованы теория функций и функциональный анализ, теоретико-множественные и теоретико-графовые модели; теория вероятностей, математическая статистика и теория случайных процессов; теория информации и системный анализ; кластер-анализ и функциональные соответствия; теория, модели и методы математического программирования, а также теория принятия сложных решений и теория нечетких множеств.

Практическая ценность работы обусловлена возможностью использования содержащихся в ней концептуальных подходов, методов, моделей и алгоритмов научно-исследовательскими и проектно-конструкторскими организациями, связанными с разработкой управляющих систем и процессов оперативного управления системами водо- и газоснабжения, а также оросительными и вентиляционными системами в условиях неполной информации об объектах управления и среде их функционирования.

Ключевые слова: инженерная сетевая система, иерархическая организация, иерархическая декомпозиция, топологическая структура, магистральная сеть, распределительная сеть, локальная сеть, локальная задача управления, глобальная задача управления.

Levi L.I. Hierarchical Decomposition for the Problems of Operative Control in the Engineering Network Systems. - Manuscript.

Dissertation for obtaining the degree of the doctor of sciences on the speciality 05.13.07 - Automation of the technological processes. - Kiev National University of the Construction and Architecture, Kiev, 1999.

The decomposition contains the complex of the investigations, which makes it possible to solve the technological processes automation problem of the purpose product distribution by means of operative control processes for the hierarchical engineering network systems. This problem has important economic and social meaning. In distinction from the known as to the engineering network systems controlling, the approach, proposed in this dissertation, meant to the engineering network systems with incomplete information about controlled objects and their functioning environment.

The conceptions, methods, models and algorithms, which are contained in this work, may be used in scientific and design organisations, which deal with systems end operative control processes for watersupply and gassupply system, irrigation and ventilation systems.

Scientific and practical results, which are contained in this work, heave been approbated wide in operative control systems and processes for the real engineering network systems.

Key words: engineering network system, hierarchical organisation, hierarchical decomposition, topological structure, main network, distributive network, local network, global control problem.

Размещено на Allbest.ru