CC BY
245
Г лущенко Павел Витальевич
кандидат технических наук, доцент, докторант Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения, член-корр. РАЕН, e-mail: [email protected]
Перспективы облачных технологий в математических и инструментальных методах исследования и управления в интеллектуальном электроэнергетическом комплексе экономики России
Аннотация: В работе рассмотрены актуальные вопросы применения облачных технологий в создаваемой новой интеллектуальной электроэнергетике России. Проанализированы виды облачных технологий, приведены примеры успешного их применения в электроэнергетике. Предложена схема модели единого облачного ИТ-пространства электроэнергетики, сделан вывод об актуальности решения задач комплексной интеграции новейших информационных технологий, в том числе облачных, для решения задач повышения результативности сетевых объектов интеллектуальной электроэнергетики.
Ключевые слова: облачные технологии; электроэнергетика; интеллектуализация; Smart Grid; интеграция; обработка данных; Интернет-сервис.
Prospects of cloud technologies in mathematical and instrumental methods of study and management of intellectual power complex of the Russian economy
Abstract: The paper discussed topical issues of cloud technologies create new intellectual power industry in Russia. Analyzed types of cloud technologies, examples of their successful application in power industry. The scheme of the model of common it in the cloud space power, the conclusion is made about the relevance of the decision of problems of complex integration of advanced information technologies, including cloud, for the decision of problems of increase of efficiency of network objects of intellectual power.
Key words: cloud technologies; electricity; intellectualization; Smart Grid; integration; data processing; Internet- service.
В развитие Основных направлений социально-экономического развития России до 2030 г., принятых несколько лет назад на общегосударственном уровне, была утверждена и Энергетическая стратегия до 2030 г. В рамках реализации направлений этой Стратегии была разработана и Концепция создания интеллектуальной сети Единой энергетической системы России [1,2]. За рубежом такие сети называют Smart Grid, а в России еще и активноадаптивными и они являются основой интеллектуального электроэнергетического комплекса экономики России.
Анализируя вопросы применения новейших информационных технологий в создаваемой интеллектуальной электроэнергетике, представляется актуальным рассмотреть вопрос использования т.н. облачных технологий (вычислений) [3,8,9,10,11] применительно для электросетевых объектов, характеризующихся высокой степенью интеграции управления производством-транспортированием электроэнергии, насыщенностью его различного уровня автоматизированными информационными системами и устройствами [4,5].
Здесь нужно отметить, что существует общее определение облачных вычислений (по-английски называемых как Cloud Computing) как способ удаленного автоматически распределенного доступа пользователей к внешним информационно-вычислительным
ресурсам («облакам») с помощью сетей Интернет. Таким образом, «облака» могут предоставить пользователям для обеспечения получения громадных объемов данных и высокой скорости обработки информации свои разнообразные ресурсы - программное обеспечение, данные, объемы памяти и т.д. И для работы с ресурсами «облака» пользователю необходимо иметь только лишь ПК или компьютеры, используемые в вычислительных центрах АСУ компании и соответственно доступ в сеть Интернет. В данный момент времени облачная технология является самой интенсивно развиваемой областью автоматизации, виртуализации ИТ-процессов и других средств интеллектроники [5] «Облачными» технологии названы из-за традиционного изображения Интернета значком облака на сетевых диаграммах и из-за образа скрытой сложной технической инфраструктуры удаленной от пользователей [9]. Термин «облачные вычисления» означает возможность использования удаленных вычислительных мощностей различными пользователями, в том числе и различными специалистами на предприятиях электроэнергетики.
Современные печатные и электронные публикации достаточно подробно описывают суть применения и достоинства облачных технологий и вычислений [3,8,9,10,11]. В данной работе уместно указать главные, отмеченные в них эти достоинства: 1) использование пользователями не мощностей своего ПК, а мощностей Интернет-сервиса; 2) пользователи для работы с «облаком» могут использовать ПК любых платформ в любых удобных для работы местах; 3) пользователи застрахованы в своей работе от различных сбоев в работе (например, поломка ПК), и может вести совместную работу с другими пользователями. Но при всем этом, здесь важно отметить, что идея облачных вычислений на самом деле является не такой уж совершенно новой, ибо она зародилась с возникновением самого Интернета и ее развитие шло по мере наращивания мощностей Интернет-сервиса.
В современном виде данные технологии появились относительно недавно, но им предшествовали технологии распределенных обработки данных (GRID-вычислений), с помощью которых можно было решать сложные вычислительные задачи, используя несколько компьютеров, объединенных в параллельную вычислительную систему [8,9]. В качестве примера можно привести разработанную автором ранее в работе [4] схему общей модели информационной системы единого информационного пространства предприятия (ИСЕИП), показанную на рисунке 1.
На этой схеме прообразом (в некотором контексте и аналогом) облака может служить -Единое информационное пространство. Но в нужном нам по теме работы современном представлении эту схему, можно представлять в уже новом контексте, если предположить, что в состав единого информационного пространства следует включить также облачное информационное пространство. Если же применять данную схему к сетевым предприятиям электроэнергетики, то следует отметить, что интеллектуализация организации производства в них предполагает одновременное применение идей и облачных технологий и Smart Grid [12].
Для того чтобы оценить перспективы и особенности применения технологий облачных вычислений в создаваемой интеллектуальной электроэнергетике, и в частности для сетевых объектов необходимо знать виды современных облачных технологий. Согласно [9,10] существуют следующие виды (категории, сервисы) предоставляемых пользователям «облаков»:
1) Software as a Service (SaaS) - «Программное обеспечение как услуга», вид облачной технологии, обеспечивающий доступ множеству пользователей через web-браузер к единому приложению, разработанному и управляемому поставщиком-владельцем «облака»;
2) Infrastructure as a Service (IaaS) - «Инфраструктура как услуга», вид технологии использующийся исключительно предприятиями, с предоставлением им различной ИТ-инфраструктуры (серверов, СУБД, сетевого оборудования, программных приложений) с применением технологии виртуализации;
3) Platform as a Service (PaaS) - «Платформа как услуга», технология предоставляющая
пользователям программные платформы с определенными характеристиками для разработки, тестирования, развертывания, поддержки веб-приложений;
4) Desktop as a Service (DaaS) - «Данные как услуга», технология предоставляющая пользователям (дополнительно настраиваемые под свои задачи) полностью готовые к работе стандартизированные виртуальные рабочие места (доступ к программному комплексу необходимому работы);
5) Workspace as a Service (WaaS) - «Рабочее место как услуга», в отличие от технологии DaaS пользователи получают доступ только к программному обеспечению, а все вычислительные операции выполняют на собственных ПК;
Рисунок 1. Схема общей модели информационной системы единого информационного пространства предприятия (ИСЕИП) [3]
6) Everything as a service (EaaS) - «Всё как услуга», вид сервиса, включающий в себя элементы всех вышеназванных видов решений и находящийся в данный момент времени в разработке или в тестовых вариантах.
Здесь следует подчеркнуть, что каждый из вышеперечисленных видов облачных технологий может иметь различные варианты (разновидности), описания которых также
достаточно распространены. Например: Utility Computing (UC) - технология предоставления виртуальных серверов вычислительных ресурсов по принципу коммунальных услуг; MSP (управляемые услуги) - вид облачных технологий, включающий в себя процесс управления несколькими взаимосвязанными программами (антивирусные программы, электронная почта, службы мониторинга); Service Commerce Platforms (SCP) - сервис входящий, в облачные технологии предлагающий услуги из центра, с которым пользователи в дальнейшем взаимодействуют (работа в качестве автоматизированное бюро обслуживания) [10] и т.д.
Современная российская электроэнергетика на очередном этапе своего развития в данный момент времени постепенно преобразуется в интеллектуальную. На этом этапе, продолжающемся уже несколько лет, идея Smart Grid воплощается в электроэнергетических предприятиях, в том числе и сетевых. Прежде всего, речь идет о внедрении различных автоматических интеллектуальных устройств и приборов на подстанциях, в системах учета и распределения электроэнергии.
Что же касается использования облачных технологий в энергетике, то в этом направлении отечественными специалистами уже ведется определенная работа, причем в сотрудничестве с зарубежными партнерами. В качестве примера можно привести создание компанией Microsoft референсной архитектуры для интеллектуальной энергетической экосистемы - Smart Energy Reference Architecture (SERA) [11]. В системе SERA особое внимание уделено следующим областям: 1) управлению большими объемами данных; 2) интеллектуальной аналитике; 3) кибер-безопасности; 4) управлению мастер-данными и моделированию; 5) иерархическому управлению; 6) облачным технологиям; 7) шаблонам для интеграции.
Следует отметить, что не только Microsoft, но и многие другие ИТ-компании (различных размеров) сотрудничают с энергетическими предприятиями: сбытовыми, генерирующими, сетевыми компаниями, а также с «Системным оператором».
Применение облачные вычислений в электроэнергетике представляется весьма перспективным для совершенствования информационной инфраструктуры энергетических компаний, особенно в качестве новой бизнес-модели управления вышеназванной ИТ-инфраструктуры предприятия внешними профессиональными поставщиками [3]. В частности облачные вычисления в сетевых предприятиях применяются путем использования мощностей компьютеров внешних центров обработки данных (ЦОД) с помощью web-сервисов предоставляемых этим предприятиям.
Можно, как мы полагаем, сделать вывод, что для решения задач повышения результативности сетевых объектов интеллектуальной электроэнергетики представляется актуальным и важным решать задачи комплексной интеграции [4] и в части облачных вычислений, это прежде всего,: 1) интеграция различных «облачных» ЦОД в единое энергетическое «облако» - единый интегрированный ЦОД; 2) интеграция различных облачных технологий как в рамках отдельных «облаков» (поставщиков для разных предприятий), так и в рамках единого интегрированного энергетического ЦОД. Решив эти задачи при условии масштабируемости, мобильности и доступности ИТ-сервисов, можно добиться повышения успешности, эффективности и результативности функционирования всей электроэнергетической отрасли в целом.
Далее, для решения задач интеллектуализации электроэнергетики [1], и в их числе задач интеграции управления ее объектами нужен комплексный подход, основанный на нескольких основополагающих принципах. Это:
во-первых - твердая политическая воля руководства страны направленная на безоговорочную модернизацию электроэнергетической отрасли;
во-вторых - выбор наиболее приемлемых для модернизации технологий; в третьих - продуманная инвестиционная политика, направленная на качественное и результативное привлечение инвестиций (не говоря уже государственном финансировании);
в четвертых -улучшение научной базы (совершенствование и разработка новых методов, моделей внедрения и эксплуатации новой интеллектуальной инфраструктуры).
Для результативного функционирования электроэнергетической отрасли России важно наличие единого информационного центра специализирующегося на сборе, обработке и анализе данных о техническом всех объектов отрасли (в том числе и сетевых). Раньше до реструктуризации и реорганизации российской энергетики функции такого центра реализовывались структурами РАО ЕЭС РФ, а ныне Россети.
В будущем, очевидно, будет целесообразно модернизировать единую электронную информационную инфраструктуру электроэнергетики, повысить ее способность боле оперативно решать задачи сбора и анализа данных об объектах отрасли, причем с широким использованием облачных технологий и достижений в области искусственного интеллекта и, в частности, формирования баз знаний для быстрого и качественного принятия решений, что крайне важно для функционирования активно-адаптивной сети. Подчеркнем при этом, что в общем плане речь не идет о каком-либо административно-командном управлении со стороны государства новой интеллектуальной электроэнергетикой, но государство должно все же исполнять роль регулятора и координатора действий объектов электроэнергетической отрасли, а также и глобальных структурно-функциональных процессов в ней происходящих.
На представленном ниже рисунке 2 показана разработанная автором, как вариант, схема модели единого облачного ИТ-пространства электроэнергетики для сетевых электроэнергетических предприятий, основанной на идеях Smart Grid[12] и облачных технологиях.
Рисунок 2 - Схема модели единого облачного ИТ-пространства электроэнергетики (разработка автора)
В схеме на рисунке 2 обозначены как ЦОД - центры обработки данных, функционирующие в едином облачном ИТ-пространстве электроэнергетики. Причем, каждый из этих ЦОД является интегрированным, т.е. включающим в себя разные виды облачных технологий. ЦОД сетевых, генерирующих предприятий и «Системного оператора» взаимосвязаны между собой различными каналами передачи данных. Кроме этого, обратим внимание на то, что предлагаемая модель является комбинированной, интегрированной и гибкой, она содержит как традиционные каналы передачи данных (например, цифровые), так и каналы передачи данных через облачные сервисы (ЦОД). Таким образом, передача, обмен информацией, в том числе диагностико-прогнозирующей, будет осуществляться как с применением облачных технологий, так и в системах электронного документооборота предприятий [6]. Применение облачных технологий будет занимать все более весомое место и в реализации методов исследования и управления проектами и процессами производства [7], что крайне актуально для создаваемого интеллектуального электросетевого комплекса экономики России
Центральной задачей для любой системы управления является, а для интеллектуальной электроэнергетики или иначе активно-адаптивных электроэнергетических систем, в конечном счете, принятие решений. Последнее есть определение последовательности систематических информационных процедур, с помощью которых анализируются и решаются проблемные ситуации. Поскольку система управления представляет собой комплекс, состоящий из процессов, технических и программных средств и персонала, то степень интеллектуальности системы управления характеризует и интеллектуализация поддержки решений во всей своей многогранности, в том числе и с использованием технологий облачных вычислений основанных на использовании могучих возможностей Интернет-сервиса.
Реализация в практической деятельности, рассмотренных в данной статье, перспектив облачных технологий в их совокупности, безусловно, приведет, в определенной степени, к повышению интеллектуализации и на этой основе и к результативности и эффективности функционирования, создаваемых ныне, активно-адаптивных сетевых электроэнергетических систем.
ЛИТЕРАТУРА
1. Г лущенко П.В. Проблемы интеллектуальной энергетики в России / Экономика и управление, 2013, № 5 (91), с. 33-38 .
2. Дорофеев В.В., Макаров А.А. Активно-адаптивная сеть - новое качество ЕЭС России // Энергоэксперт, 2009, № 4 (15).
3. Сундуков О.В. Дорога в «облака». ТЭК. Стратегии развития, 2012, № 5 (18), с. 50-53.
4. Глущенко П.В. Информационные технологии и интеграция систем управления. Монография. СПб.: Судостроение, 2006.
5. Глущенко В.В., Глущенко П.В. Интеллектуализация сетей и совершенствование интеллектроники -императивы эффективности организации производства и управления им в электроэнергетике России/ Управление экономическими системами: электронный научный журнал, 2012. № 9. URL: http://www.uecs.ru
6. Глущенко П.В. Модели систем электронного документооборота на предприятии. Монография .- М.: Вузовская книга, 2011.
7. Варжапетян А.Г., Глущенко В.В.. Глущенко П.В. Методы исследования и управления проектами и процессами производства. Монография. - М.: Вузовская книга, 2013.
8. Облачные вычисления. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: //
http://allforjoomla.ru/info/311-oblachnye-vychislenija.
9. Облачные вычисления как настоящее и будущее ИТ. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: // http://venture-biz.ru/informatsionnye-tekhnologii/205-oblachnye-vychisleniya.
10. Что такое облачные технологии и их примеры. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.tesla-tehnika.biz/oblachnie-tehnologii.html.
11. Интерес к инновационным технологиям в российской электроэнергетике довольно высок.
[Электронный ресурс]. - Режим доступа: // http://www.smartgrid.rn/tochka-
zreniya/intervyu/interes-k-innovacionnym-tehnologiyam-v-rossiyskoy-elektroenergetike-dovolno/.
12. Smart Grid: сети с умом или энергоснабжение без напряжения: [Электронный ресурс].
Режим доступа: http:// www.smartgrid.ru/analitika/obzory/smart-grid-seti-s-umomili-
energosnabzhenie-bez-napryazheniya.
