Рябченко Ігор Миколайович. Автоматизоване управління потокорозподілом систем подачі й розподілу води в штатних та аварійних режимах роботи. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю: 05.13.06 – автоматизовані системи управління і прогресивні інформаційні технології. – Херсонський державний технічний університет, Херсон, 2003.
Дисертація присвячена вирішенню актуальної проблеми – автоматизованому управлінню потокорозподілом систем подачі й розподілу води в штатних та аварійних режимах роботи. У роботі всебічно досліджено об'єкт – система подачі й розподілу води СПРВ і критерії, за допомогою яких здійснюють оцінку ефективності його роботи.
Уперше задачі автоматизованого управління потокорозподілом СПРВ в штатних та аварійних режимах роботи математично сформульовані як багатокритеріальні задачі узагальненого математичного програмування з незаданими бінарними відношеннями. Розроблено математичні моделі, які адекватно описують процеси, що відбуваються в СПРВ.
Розроблено алгоритми вирішення задачі раціонального автоматизованого управління потокорозподілом систем подачі й розподілу води, що представляють розвиток багатокрокових алгоритмів вирішення задачі багатокритеріальної оптимізації стосовно до специфіки СПРВ. Теоретично досліджена задача локалізації аварійної ділянки шляхом топологічних перетворень графа мережі, сформульовані й доведені теореми, що постулюють: єдиність розбивки графа на локалізуючі компоненти і єдиність розбивки графа на гіперграфи.
Створено програмний інструментарій – пакет програм, який впроваджений в УВКГ міст України з реальним економічним ефектом – 970 тис. грн. і очікуваним – 2,5 млн. грн. і використовується у вищих навчальних закладах.
Ключові слова: теорія прийняття рішень, компроміс, ОПР, потокорозподіл, системи подачі й розподілу води (СПРВ), позаштатна ситуація, запірна арматура (засувки), локалізуючі компоненти, гіперграф, раціональне вирішення, багатокритеріальна оптимізація, узагальнене математичне програмування, інтерактивна система підтримки прийняття рішень.
АННОТАЦИЯ
Рябченко Игорь Николаевич. Автоматизированное управление потокораспределением систем подачи и распределения воды в штатных и аварийных режимах работы. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности: 05.13.06 – автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии. – Херсонский государственный технический университет, Херсон, 2003.
Диссертация посвящена решению актуальной проблемы – автоматизированному управлению потокораспределением систем подачи и распределения воды в штатных и аварийных режимах работы.
В работе всесторонне исследован объект – технологические процессы, протекающие в СПРВ, и классифицированы критерии, с помощью которых проводят оценку эффективности и надежности его работы. Доказаны необходимые свойства множества критериев оптимизации: полнота, неизбыточность, минимальность, измеримость, операциональность, декомпозируемость.
Впервые задачи автоматизированного управления потокораспределением на различных интервалах времени (оперативное управление и долговременное управление – проектирование) в штатных и аварийных режимах работы математически сформулированы как многокритериальные задачи обобщенного математического программирования, относящиеся к классу задач с незаданными бинарными отношениями, которые необходимо устанавливать в зависимости от вида решаемой инженерной задачи – оперативное или долговременное управление.
Разработаны модели, адекватно описывающие технологические процессы, происходящие в системах подачи и распределения воды. Их использование позволяет достоверно моделировать потокораспределение СПРВ как на этапе проектирования, так и при эксплуатации и проводить имитационные расчеты в реальном времени.
Разработаны алгоритмы решения задачи автоматизированного управления потокораспределением СПРВ, представляющие собой развитие и модификацию многошаговых алгоритмов решения задачи многокритериальной оптимизации с учетом специфики объекта исследования.
Теоретически исследована задача локализации аварийного участка путем топологических преобразований графа сети, сформулированы и доказаны теоремы, постулирующие единственность разбиения графа на локализующие компоненты и гиперграфы. Сформулированные теоремы и особенности сильно связных графов, с помощью которых описывается схема соединений водораспределительных сетей, позволили разработать инструментарий топологического анализа, включающий: формирование множества локализующих компонент, построение гиперграфа сети и bc-дерева. Использование топологического инструментария позволяет любую водораспределительную сеть разбить на изолированные аварийные зоны (локализующие компоненты) и множество задвижек, перекрытие которых приведет к физической изоляции аварийного района от сети (замыкающее множество).
Разработаны архитектура, модель представления данных, модель системы и языковой среды, подсистема графической визуализации расчетных схем, блок расчетных задач, элементы экспертной системы продукционного типа, а также сервисные подсистемы “Диалоговой системы поддержки принятия решений при автоматизированном управлении потокораспределением СПРВ на различных интервалах времени”.
Создан программный инструментарий – пакет программ, который внедрен в производство водопроводно-канализационных хозяйств девяти городов Украины с реальным экономическим эффектом от внедрения – 970 тыс. грн. и ожидаемым – 2,5 млн. грн. и в учебный процесс высших учебных заведений г. Харькова (ХГАГХ) и Макеевки (ДонГАСА).
Ключевые слова: теория принятия решений, компромисс, ЛПР, потокораспределение, системы подачи и распределения воды, нештатная ситуация, запорная арматура (задвижки), локализующие компоненты, гипергаф, рациональное решение, многокритериальная оптимизация, обобщенное математическое программирование, интерактивная система поддержки принятия решений.
ABSTRACT
Rjabchenko Igor Nikolaevich. Automated control systems of water feeding and distribution in ordinary and emergency mode of operation. - Manuscript.
The dissertation on competition of a scientific degree of the doctor of engineering science on speciality: 05.13.06 – automated control systems and progressive information technologies. - Kherson state technical university, Kherson, 2003.
The dissertation is devoted to the solution of an urgent problem – increase of efficiency and reliability of work of water supply systems. In the given work there are thoroughly investigated the object – the system of water feeding and distribution (SWFD) and the parameters to evaluate the efficiency of its performance.
For the first time the tasks of designing and maintenance of water supply systems in ordinary and emergency mode of operation are mathematically formulated as multicriterial concerning to a class of tasks of generalized mathematical programming. There are developed the models, adequately describing processes occurring in SWFD.
The task of localization of an emergency site is theoretically investigated by topological transformations of a network graph. There are developed the statements, postulating: the uniqueness of splitting the graph into localizing components, the uniqueness of splitting the graph into hypergraphs.
There are worked out the algorithms of solving the problem of rational maintenance and designing of water supply systems.
There are created the program tools – a software package is introduced into production of the cities of Ukraine with a real economic benefit after the introduction - 970 thousand grivnas and expected – 2,5 million grivnas, in higher educational institutions.
Keywords: the theory of solutions acceptance, compromise, FAS, water distribution, systems of water feeding and distribution, emergency situation, stop valves, localizing components, hypergraph, rational solution, multicriteria optimization, integrated mathematical programming, generalized mathematical programming, interactive system of decision-making support.
Харківська державна академія міського господарства
Сектор оперативної поліграфії ІОЦ ХДАМГ
Україна, 61002, м. Харків, вул. Революції,12
| 
