Действующие в настоящее время стратегические планы и программы развития РЖД как одной из ключевых инфраструктурных отраслей национальной экономики предусматривают ускоренные темпы обновления основных фондов, модернизацию и развитие инфраструктурных объектов, внедрение более прогрессивных методов и средств управления на всех уровнях организационной иерархии.
Достижение этих целей связано с широким внедрением современных информационных и интеллектуальных технологий, которые призваны обеспечить непрерывный мониторинг действующих производственных мощностей и процессов, проводить диагностику и прогнозирование состояния используемых активов для оценки остаточного ресурса, организацию на этой основе своевременного технического обслуживания, планирования и проведения ремонтных мероприятий с учетом их реальных потребностей.
Анализ используемых в настоящее время технологий, методов и средств мониторинга, диагностики и прогнозирования не всегда оказываются эффективными из-за большой их трудоемкости, несвязности и локальности способов обслуживания, несогласованности во времени. Актуальным в этой связи становится переход к интеллектуализированным системам, позволяющим в реальном масштабе времени осуществить мониторинг действующих процессов, диагностировать и оценивать текущее состояние, остаточный ресурс, принятие решения и эффективное управление.
Современные системы поддержки принятия решения (СППР), возникшие как естественное развитие и продолжение управленческих информационных систем и систем управления базами данных, представляют собой системы, максимально приспособленные к решению задач повседневной управленческой деятельности, являются инструментом, призванным оказать помощь лицам, принимающим решения (ЛПР). С помощью СППР могут решаться неструктурированные и слабоструктурированные многокритериальные задачи. СППР, как правило, являются результатом мультидисциплинарного исследования, включающего теории баз данных, искусственного интеллекта, интерактивных компьютерных систем, методов имитационного моделирования.
В настоящее время нет общепринятого определения СППР, поскольку конструкция СППР существенно зависит от вида задач, для решения которых она разрабатывается, от доступных данных, информации и знаний, а также от пользователей системы. Можно привести, тем не менее, некоторые элементы и характеристики, общепризнанные, как части СППР: СППР - в большинстве случаев – это интерактивная автоматизированная система, которая помогает пользователю, лицу принимающему решение, использовать данные и модели для идентификации и решения задач и принятия решений. Система должна обладать возможностью работать с интерактивными запросами с достаточно простым для изучения языком запросов. СППР обладает следующими четырьмя основными характеристиками:
1) СППР использует и данные, и модели;
2) СППР предназначены для помощи менеджерам в принятии решений для слабоструктурированных и неструктурированных задач;
3) Они поддерживают, а не заменяют, выработку решений менеджерами;
4) Цель СППР – улучшение эффективности решений.
Идеальная СППР:
1) оперирует со слабоструктурированными решениями;
2) предназначена для ЛПР различного уровня;
3) может быть адаптирована для группового и индивидуального использования;
4) поддерживает как взаимозависимые, так и последовательные решения;
5) поддерживает 3 фазы процесса решения: интеллектуальную часть, проектирование и выбор;
6) поддерживает разнообразные стили и методы решения, что может быть полезно при решении задачи группой ЛПР;
7) является гибкой и адаптируется к изменениям как
организации, так и ее окружения;
8) проста в использовании и модификации;
9) улучшает эффективность процесса принятия решений;
10) позволяет человеку управлять процессом принятия решений с помощью компьютера, а не наоборот;
11) поддерживает эволюционное использование и легко адаптируется к изменяющимся требованиям;
12) может быть легко построена, если может быть сформулирована логика конструкции СППР;
13) поддерживает моделирование;
14) позволяет использовать знания.
Стремление к повышению информационного и интеллектуального уровня действующих моделей систем управления связано с созданием и широким внедрением системы поддержки принятия решений в реальном масштабе времени (СППР РМВ) в оперативно-диспетчерское управление (ОДУ). Такие системы основаны на современных информационных и интеллектуальных технологиях, базах знаний и процедурах поиска решений на знаниях, а также моделях и инструментальных средствах представления и обработки данных и знаний, которым свойственны неопределенность и риск.
Опыт эксплуатации технологического оборудования и технологических процессов в энергетике показывает, что большинство задач оперативно-диспетчерское управление относится к классу слабоструктурированных и плохоформализуемых задач, характерными особенностями которых являются :
- невозможность получения полной и объективной информации для принятия адекватных решений и обусловленная этим обстоятельством необходимость привлечения неформальной (субъективной, эвристической) информации;
- наличие неопределенности в исходных данных, а также присутствие неоднозначности (многовариантности) процесса поиска решений;
- необходимость корректировки и введения дополнительной информации в процесс поиска решений, интерактивный (человеко-машинный, диалоговый) характер логического вывода решений;
- необходимость выработки и обоснования искомых решений проблемы в условиях жестких временных ограничений, которые определяются ходом управляемых процессов.
Эти системообразующие факторы энергетических объектов заставляют отказаться от традиционных алгоритмических методов и моделей принятия решений и управления и перейти к созданию и внедрению более эффективных - интеллектуальных технологий (технологий экспертных систем). Именно такие технологии позволяют обеспечить совместное и согласованное решение таких традиционных задач оперативно-диспетчерское управление, как непрерывный мониторинг, техническая диагностика, прогнозирование изменения технического состояния объекта во времени, оперативное вмешательство в ход процессов, а также планирование необходимых ремонтных и восстановительных мероприятий.
Присущая интерактивным системам, функционирующим в реальном масштабе, времени, организованная творческая технология существенно снижает степень влияния рисков, повышает ценность оперативных решений и оперативного вмешательства, делает прозрачными параметры дальнейшего хода контролируемых процессов.
|
|
Рис.1
Как следует из рисунка, она должна через устройство связи с объектом (УСО) поддерживать непрерывную и двустороннюю связь с объектом мониторинга и управления (генерирующее оборудование). Оперативные данные об объекте, а также данные, характеризующие необходимое воздействие на него со стороны системы, образуют рабочую память системы или ее оперативную базу данных (БД). Центральным звеном СППР является решатель задач (РЗ), который в диалоге с персоналом (лицами, принимающими решение) обеспечивает идентификацию ситуации, логический вывод решений, объяснение и обоснование этих решений, взаимодействие с базами данных и знаний, а также использует традиционные (внешние) средства моделирования, алгоритмизации и программирования. Важной функцией решателя задач является также выполнение стандартных функции по технической диагностике, прогнозированию, моделированию, консультированию, документированию и отображению информации.
Благодаря непрерывной связи между системой и объектом управления осуществляется непрерывный мониторинг его параметров и как можно более раннее обнаружение неблагоприятных тенденций и отклонений в его состоянии. Соответствующие информационно-аналитические компоненты системы осуществляют сбор, хранение и обработку оперативной информации о состоянии объекта и происходящих в нем процессах. Она необходима для принятия оперативных решений, при отклонении текущих значений контролируемых параметров от установленных их номинальных (или рабочих) значений.
Одним из ключевых концептуальных положений создания производственных систем реального времени является совместное и согласованное решение следующих трех ключевых системных задач: техническая диагностика, прогнозирование, принятие решений и управление. Несмотря на относительную автономность, эти задачи находятся в «системном единстве».
Использование различных типов блочных моделей и программ в математическом обеспечении задачи прогнозирования позволяет достичь приемлемого темпа моделирования, значительно превышающего реальный темп протекания контролируемого технологического процесса. Комбинированная с задачами диагностики и прогнозирования, задача моделирования поведения объекта выступает как источник данных о состоянии объекта на этапах тестирования системы и управления объектом.
