Об одном подходе решения динамических задач в сложной информационной вычислительной системе с иерархической структурой управления

Многочисленные системы в различных областях техники представляют собой системы с распределенными параметрами. Подобные системы описываются дифференциальными уравнениями в частных производных гиперболического типа [2, 4]. В связи с интенсивным развитием и специфичной технологической особенностью, в данной работе в качестве объекта исследования рассматриваются сложные трубопроводные системы с гидродинамическими и вычислительными объектами с иерархической структурой управления. Сложность рассматриваемых систем вызывает определенные трудности как при расчете, проектирования, исследования, создание физических, локальных баз данных, так и при оперативнодиспетчерском управлении. Результаты исследования динамических процессов являются источниками первичных данных о состоянии технологического объекта управления, которые в свою очередь являются исходными данными для локальных баз данных, необходимых для решения многочисленных технологических задач на раз- личных уровнях. Изменения технологических условий режимов работы рассматриваемых систем определяют протекание процессов в нестационарных условиях, что зачастую, приводит к значительным повышениям или понижениям давления, что сопровождается разрывом магистральных труб и кавитации в насосных агрегатах. При этом в магистральном трубопроводе одновременно с давлением меняются и расходы, которые являются основными составляющими элементами базы данных на место сбора информации о состоянии технологического объекта управления.

Наряду с другими функциональными назначениями, полная информация о состоянии технологического объекта управления позволяет создать полноценную совокупность файлов, необходимых для создания базы данных, а также идентификации и управления, как по вертикали, так и по горизонтали иерархической системы управления. Для обеспечения централизованного управления магистральными нефтепроводами (МНП) необходима информация о каждом его объекте. Источники информации в технологическом объекте управления находясь на существенном расстоянии друг от друга, представляют собой территориально распределенные источники информации. Эти и другие особенности исследуемого объекта позволяют рассматривать совокупность взаимосвязанных данных, организованных по определенным правилам, как распределенную базу данных. Распределенная база данных представляет собой совокупность всех копий файлов, так называемых локальных баз данных и системы управления с распределенными базами данных. Здесь под файлом распределенных баз данных имеется в виду одна или несколько физических баз данных или их частей. Данные это информационные элементы, которые являются объектами технологического процесса перекачки нефти по магистралям. Информационными элементами являются технологические данные о физикохимическом состоянии перекачиваемого продукта, изменение режима перекачки, изменение состояния насосных агрегатов на нефтеперекачивающих станциях и т.д.

Из вышеприведенного краткого анализа для МНП как объект управления можно установить следующие особенности: рассредоточенность объектов управления на большом расстоянии; иерархичность построения системы управления; рассредоточенность источников информации на большом расстоянии; взаимосвязь последовательных звеньев; использование резервных агрегатов и емкостей для обеспечения ритмичной работы нефтепроводных систем.

Исходя из вышеизложенного в условиях интенсивного развития трубопроводного транспорта нефти и усложнения конфигурации нефтепроводов для оперативного диспетчерского управления, а также для оптимизации режимов их работы возникает необходимость в разработке более качественных расчетных моделей переходных процессов с учетом промежуточных элементов и устройств для исследования в изучении неустановивших-ся процессов в нефтепроводах и их аварийных режимов, характерных для МНП, является одной из актуальных научно-технических проблем транспорта нефти.

Известно, что развивающиеся методы системноструктурного анализа успешно используются в получение детальной и обобщенной информации об исследуемых процессах в разработке путей по целенаправленному синтезированию структуры сложных систем, а также методов нестационарных измерений с целью реконструкции постоянных систем [1, 3].

В этой связи в данной работе приводится метод идентификации и управления сложными системами с распределенными параметрами на основе дискретного метода и системно-структурного анализа. При этом решение задачи динамики рассматривается как некоторая система, представленная структурной схемой. Элементы структурной схемы - математические операторы, устанавливающие правила преобразования некоторых воздействий на объект в порождаемую ими реакцию.