Научная статья на тему 'Выбор периодичности обновления информации о состоянии газораспределительной сети при использовании системы телеметрии'

Выбор периодичности обновления информации о состоянии газораспределительной сети при использовании системы телеметрии Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
537
100
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ / СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА / СИСТЕМЫ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ / АЛГОРИТМ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ХОЛЬТА / GAS DISTRIBUTION NETWORK / MONITORING SYSTEM / TELEMETRY SYSTEM / HOLT FORECASTING ALGORITHM

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Крымский Виктор Григорьевич, Ахмеджанов Фарит Маратович, Имильбаев Рамис Ринатович, Юнусов Андрей Рифович

Реализация мониторинга состояния газораспределительных сетей (ГС) является необходимым условием обеспечения их надежности и безопасности эксплуатации. Для этих целей широко используются системы телеметрии, которые осуществляют передачу собранных данных диспетчеру в соответствии с технологией GPRS по каналу связи, работающему на базе стандарта GSM. Такой подход позволяет успешно контролировать состояние различных территориально распределенных объектов. Тем не менее до настоящего времени остается открытым вопрос о выборе периодичности отправки собранных данных диспетчеру по указанному каналу связи. С одной стороны, необходимо стремиться к минимизации беспроводного трафика, с другой следует предусматривать своевременное получение информации об опасных тенденциях в изменении параметров ГС для предупреждения аварийных ситуаций. Данная статья анализирует эту проблему. Авторы предлагают производить корректировку первоначально установленного периода обновления информации о состоянии ГС, принимая во внимание результаты прогнозирования тенденций изменения контролируемых параметров на основе алгоритма Хольта.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Крымский Виктор Григорьевич, Ахмеджанов Фарит Маратович, Имильбаев Рамис Ринатович, Юнусов Андрей Рифович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CHOICE OF TIME PERIOD OF UPDATING THE INFORMATION ON PERFORMANCES OF GAS DISTRIBUTION NETWORK IN CASE THE TELEMETRY SYSTEM IS USED

Monitoring of gas distribution networks (GDN) performances is the necessary condition for providing GDN reliability and safety in exploitation. The telemetry systems which transmit the collected data to control manager in accordance with GPRS technology and contain communication bus working on the basis of GSM standard are widely used for such a purpose. This approach allows successful controlling the performances of the various plants with distributed location. However the problem of the choice of a time period at which the collected data should be sent to control manager is still open. On one hand, it is necessary to minimize the usage of wireless traffic; on other hand, we have to make provision for being informed in proper time of the dangerous tendencies in change of GDN parameters in order to predict the accidents. The paper analyzes that problem. The authors propose to perform correction of the initially set time period of updating the information on GDN performances taking into account the results of prognosis of tendencies in a change of the controlled parameters on the basis of Holt’s forecasting algorithm.

Текст научной работы на тему «Выбор периодичности обновления информации о состоянии газораспределительной сети при использовании системы телеметрии»

Информационные комплексы и системы

Крымский В.Г. Krymsky V.G.

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Информационноуправляющие системы» ФГБОУ ВПО «Уфимский государственн ый университет экономики и сервиса», Россия, г. Уфа

Ахмеджанов Ф.М. Akhmedzhanov F.M.

кандидат технических наук, доцент кафедры «Информационноуправляющие системы» ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный университет экономики и сервиса», Россия, г. Уфа

Имильбаев Р.Р. Imilbaev R.R.

аспирант кафедры «Информационноуправляющие системы» ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный университет экономики и сервиса», Россия, г. Уфа

Юнусов А.Р. Yunusov A.R.

кандидат технических наук, директор ООО «УфаСистемаГаз»

УДК 681.518.5

ВЫБОР ПЕРИОДИЧНОСТИ ОБНОВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О СОСТОЯНИИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ

СИСТЕМЫ ТЕЛЕМЕТРИИ

Реализация мониторинга состояния газораспределительных сетей (ГС) является необходимым условием обеспечения их надежности и безопасности эксплуатации. Для этих целей широко используются системы телеметрии, которые осуществляют передачу собранных данных диспетчеру в соответствии с технологией GPRS по каналу связи, работающему на базе стандарта GSM. Такой подход позволяет успешно контролировать состояние различных территориально распределенных объектов. Тем не менее до настоящего времени остается открытым вопрос о выборе периодичности отправки собранных данных диспетчеру по указанному каналу связи. С одной стороны, необходимо стремиться к минимизации беспроводного трафика, с другой - следует предусматривать своевременное получение информации об опасных тенденциях в изменении параметров ГС для предупреждения аварийных ситуаций.

Данная статья анализирует эту проблему. Авторы предлагают производить корректировку первоначально установленного периода обновления информации о состоянии ГС, принимая во внимание результаты прогнозирования тенденций изменения контролируемых параметров на основе алгоритма Хольта.

Ключевые слова: газораспределительные сети, системы мониторинга, системы телеметрического контроля, алгоритм прогнозирования Хольта.

CHOICE OF TIME PERIOD OF UPDATING THE INFORMATION ON PERFORMANCES OF GAS DISTRIBUTION NETWORK IN CASE THE

TELEMETRY SYSTEM IS USED

Monitoring of gas distribution networks (GDN) performances is the necessary condition for providing GDN reliability and safety in exploitation. The telemetry systems which transmit the collected data to control manager in accordance with GPRS technology and contain communication bus working on the basis of GSM standard are widely used for such a purpose. This approach allows successful controlling the performances of

78

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Data processing facilities and systems

the various plants with distributed location. However the problem of the choice of a time period at which the collected data should be sent to control manager is still open. On one hand, it is necessary to minimize the usage of wireless traffic; on other hand, we have to make provision for being informed in proper time of the dangerous tendencies in change of GDN parameters in order to predict the accidents.

The paper analyzes that problem. The authors propose to perform correction of the initially set time period of updating the information on GDN performances taking into account the results of prognosis of tendencies in a change of the controlled parameters on the basis of Holt’s forecasting algorithm.

Key words: gas distribution network, monitoring system, telemetry system, Holt forecasting algorithm.

Введение

Как известно, совокупность газораспределительных сетей - неотъемлемая и крайне ответственная составная часть энергетической инфраструктуры Российской Федерации. ГС представляют собой систему трубопроводов и оборудования, обеспечивающих транспортировку газа от источника до конечного потребителя.

К числу важнейших условий безопасной и надежной работы газораспределительной сети и подключенных к ней объектов относится обеспечение в ней постоянного давления газа. Поэтому одним из наиболее значимых компонентов ГС является газорегуляторный пункт (ГРП). Его основные функции - снижение давления газа до заданной величины и поддержание его значения в установленных пределах независимо от изменения входного давления и расхода газа потребителями.

Надежность и безопасность системы газоснабжения существенно зависят от ее «возраста». Трубопроводы и другие компоненты ГС подвержены неблагоприятным воздействиям окружающей среды, способным вызвать коррозионные повреждения; эти компоненты также подвергаются длительному воздействию постоянной статической нагрузки, испытывают циклические нагружения. Отмеченные факторы создают предпосылки для возникновения процессов замедленного разрушения соответствующих конструкций. Кроме того, следует учитывать, что ГС принадлежат к классу пожаровзрывоопасных объектов. Для обеспечения безопасности людей и сохранности имущественных комплексов при их эксплуатации необходимо уделять особое внимание предотвращению возможных аварийных ситуаций. В то же время решение подобных задач требует использования новых технологий определения технического состояния ГС. Наличие актуальной, полной и достоверной информации о состоянии ГС позволяет снизить аварийность таких систем за счет реализации своевременных мер со стороны эксплуатирующих их организаций. Таким образом, необходима система мониторинга состояния ГС, целью работы которой является оператив-

ное получение информации, достаточной для принятия обоснованных управленческих решений по обеспечению надежности и безопасности газораспределения. При этом важно учитывать и факторы экономической целесообразности, так как применительно к ГС должны выполняться требования минимума материальных и капитальных вложений, а также минимума эксплуатационных расходов.

В настоящее время основным направлением работы по усовершенствованию систем мониторинга ГС становится оснащение их средствами телеметрии [1]. Внедрение телеметрических систем позволяет в режиме реального времени контролировать технологические параметры, передавать на пульт аварийно-диспетчерской службы сигналы об отклонениях в функционировании ГС, несанкционированном доступе на объекты, что, в свою очередь, обуславливает возможность своевременного принятия необходимых мер.

Особую роль в обеспечении надежной работы системы телеметрии играет используемый канал связи. На сегодняшний день наибольшую площадь покрытия предоставляют сети стандарта GSM, что привело к их повсеместному использованию для мониторинга территориально распределенных объектов. Стоимость передачи сообщения в GSM-сетях сравнительно невелика. Тем не менее частота отправки пакетов собранных данных по каналу связи систем мониторинга на пульт диспетчера должна выбираться исходя из практической целесообразности (и экономической эффективности в том числе). Важно, чтобы эта частота позволяла своевременно распознавать возникающие угрозы аварийных ситуаций различной степени тяжести. Вместе с тем должны приниматься во внимание и соображения минимизации беспроводного трафика.

Особенности работы системы телеметрии для контроля состояния ГС

Как отмечалось ранее, обеспечение нормального функционирования системы газоснабжения во многом возлагается на ГРП. В то же время необходимость поддержания ГРП в безаварийном

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

79

Информационные комплексы и системы

состоянии обуславливает требование постоянного контроля его работоспособности. Для получения необходимой информации о состоянии ГРП сотрудники уполномоченной организации вынуждены совершать периодические выезды на объекты, что требует большого объема временных и трудозатрат. В связи с этим особую актуальность приобретает внедрение систем диспетчерского контроля сети ГРП. Они предназначены для оперативного централизованного контроля технологических параметров и оборудования сети ГРП.

На современном этапе существует большое разнообразие типов систем, предназначенных для сбора и обработки информации о состоянии территориально распределенных объектов. Эти системы различаются принципами построения, способами лицензирования рабочих мест операторов, используемыми каналами связи и др. В конечном итоге определяющим фактором при выборе конкретного типа системы может оказаться совокупная стоимость владения, включающая стоимость самой системы и ее эксплуатации. В данной статье мы рас-

смотрим систему телеметрического контроля ГРП, реализованную по принципу IP-SCADA, характерными особенностями которого являются:

- единая точка сбора и обработки информации со всех контролируемых объектов;

- взаимодействие пользователя с системой осуществляется через веб-интерфейс с любого устройства и из любой точки мира;

- основной канал передачи данных от контролируемых объектов реализуется на основе применения технологии GPRS.

Необходимо отметить, что организация каналов передачи данных между удаленными объектами является актуальной задачей при создании автоматизированных систем сбора и передачи информации. В свою очередь, технология передачи данных GPRS, работающая на базе стандарта GSM, успешно решает проблему расстояний, покрытия и глобализации управления.

Соответствующая этому подходу структура системы мониторинга показана на рис. 1.

Программный комплекс системы телеметрии ГРП включает в себя серверную и клиентскую часть. Серверная часть предназначена для приема и обработки информации, поступающей с ГРП, и для отображения данных в удобном и понятном конечному пользователю виде. Клиентская часть (веб-браузер мобильного телефона или компьютера) позволяет отображать текущее состояние ГРП и сообщать о возникновении аварийных ситуаций, представлять статистическую информацию в табличной и графической формах, фиксировать реакции диспетчера на возникающие нештатные ситуации и формировать различные отчеты о работе системы.

На данный момент, как правило, системами телеметрии оборудуют ГРП, находящиеся в гео-

графически отдаленных населенных пунктах или имеющие важное стратегическое значение. Сбор информации о параметрах ГРП и ее отправка по каналу GSM-связи осуществляются комплексом оборудования, образующего контролируемый пункт (КП). На уровне КП должны выполняться следующие функции [2]:

- опрос датчиков и сигнализаторов;

- проверка выхода значения контролируемого параметра за установленные пределы;

- определение ошибок измерения и передача соответствующих сообщений на пульт управления (ПУ) - центральный единый сервер сбора и обработки данных;

- архивирование значений измеряемых параметров с заданными интервалами времени;

80

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Data processing facilities and systems

- передача архивов на уровень ПУ по его запросу, по инициативе КП через задаваемый «диспетчерским персоналом» интервал времени или спорадически;

- исполнение команд телеуправления, передаваемых с ПУ;

- регулирование контролируемых параметров.

Критерии выбора периодичности отправки данных на центральный сервер

Контролируемые в процессе мониторинга параметры ГРП можно условно разделить на два класса:

- параметры, зависимость которых от времени представляет собой непрерывную функцию (примеры: давления, температуры), - параметры 1-го класса;

- параметры, значения которых соответствуют двузначной логике «true» или «false» (пример: сигнал датчика положения двери - «открыто» или «закрыто»), - параметры 2-го класса.

Как правило, для каждого сигнала, соответствующего какому-либо параметру 1-го класса, установлены границы допустимого интервала значений (уставки). Наиболее «критичными» показаниями являются давления на входе и выходе ГРП и положение предохранительного запорного клапана (ПЗК).

В рамках существующего типового технического решения система телеметрии контролирует каждый из параметров в непрерывном режиме, анализирует полученные данные и при необходимости отсылает их на центральный сервер. При отсутствии изменений в состоянии ГРП отправка данных на сервер обычно производится с определенной периодичностью (например, один раз в 30 мин). В то же время пакет данных может отсылаться на центральный сервер и «вне очереди». Это имеет место при изменении значения любого параметра с «нормального» (когда оно в допустимом интервале - для параметров 1-го класса, если соответствует заданной таблице - для параметров 2-го класса) на «критическое» или наоборот. Примеры подобных переходов: превышение давлением верхней установленной границы, «падение» ПЗК, открытие двери, закрытие двери, падение температуры и др.

При отсутствии изменений контролируемых параметров в течение длительного времени (в частности, если достаточно долго давление газа не «скачет» за пределы уставок, двери находятся в закрытом положении и т. д.) возникает ситуация, при которой данные на диспетчерском пульте обновляются относительно редко. Встает вопрос о выборе периодичности отправки данных на центральный сервер с тем, чтобы диспетчер, контролирующий

состояние ГРП, мог всегда видеть максимально актуальную информацию. Необходимо учитывать, что значение частоты таких отправок, которое первоначально устанавливается для системы телеметрии, не является строго обоснованным. Анализ показывает, что чрезмерно частая отправка пакетов данных на сервер влечет увеличение потребляемого мобильного трафика, и это отражается на эксплуатационных расходах. При выборе большого значения периода появляется опасность пропустить важные показания. Например, если через небольшое время после отправки последних данных на сервер значение одного из контролируемых параметров резко повысится, но не выйдет за допустимые пределы, то эту крайне важную информацию диспетчер сможет получить своевременно только при «удачно» выбранном периоде отправки данных. Между тем это влияет на скорость принятия решения о необходимости превентивных мер реагирования.

В рассматриваемом случае имеет смысл поставить вопрос о формировании комплексной индикаторной функции опасности, в зависимости от значений которой можно будет определять предпочтительную частоту отправки данных на сервер.

По результатам анализа ситуаций, связанных с контролем состояния ГРП, можно прийти к сформулированным ниже критериям (правилам) варьирования периодичности передачи пакета собранных данных по каналу связи:

1) выход за установленные граничные значения (уставки) любого из контролируемых параметров 1-го класса (первый критерий). Уже в действующих версиях систем телеметрии для контроля состояния ГРП установлено, что при этом производится внеочередная отправка пакета данных, отражающих актуальную информацию;

2) поддержание готовности системы к наименьшим потерям информации при вероятных разрывах канала связи (второй критерий). Необходимо, чтобы в случаях, когда оператор видит, что КП не находится в сети, располагаемые к тому моменту времени данные были «в максимальной степени» актуальными.

Разрыв канала связи часто происходит по той причине, что многие операторы мобильной связи стараются оптимизировать подключения; при этом M2M устройства теряют активные соединения, если они не передают / не принимают данные 3-4 минуты. Кроме того, соединение может быть разорвано как со стороны клиента (КП), так и стороны сервера;

3) стремление к уменьшению объема потреб-

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

81

Информационные комплексы и системы

ляемого траффика, то есть количества сообщений, передаваемых на сервер (третий критерий). Этот критерий обуславливает ограничение «сверху» на частоту отправок пакетов данных по каналу мобильной связи.

Методика выбора периодичности отправки данных диспетчеру

Остановимся, прежде всего, на проблеме выбора периодичности передачи данных на центральный сервер системы применительно к параметрам 1-го класса.

Возможный характер изменения контролируемого параметра 1-го класса с течением времени (на примере измеряемого давления) показан на рис. 2. Как видно из рисунка, если давление находится в допустимом интервале (от 200 до 300 даПа), отправки пакета данных осуществляются через рав-

ные промежутки времени 30 мин. «Пересечение» кривой изменения давления с границей интервала его допустимых значений сопровождается внеочередной отправкой данных (соответствует 50 мин. от условного начала отсчета времени).

Рисунок 2 показывает, что для повышения безаварийности и безопасности эксплуатации газораспределительной сети целесообразно фиксировать не только факт выхода параметра за допустимые пределы, но и возникновение такой тенденции его изменения, при которой выход параметра за допустимые пределы может произойти в течение короткого промежутка времени (например, 10 минут). Очевидно, что данный факт в основном определяется скоростью изменения параметра, то есть его производной по времени (для рис. 2 - величиной и знаком dP/dt).

Рис. 2. Изменение контролируемого параметра (давления) с течением времени

При появлении опасной тенденции в изменении параметра периодичность отправки пакетов данных также необходимо варьировать. Фактически при этом встает вопрос об организации прогнозирования поведения параметра с точки зрения выхода его значений за допустимые пределы.

Процедура прогнозирования, заключающаяся в вычислении значений интересующего нас параметра в будущие моменты времени, может быть построена на идее определения тенденции его изменения исходя из его значений в предыдущие моменты времени. Например, если время t измеряется с условным шагом дискретности «1», то для целей прогнозирования в простейшем случае можно применять среднее арифметическое:

г«+1 )=г(р+г(*-1)+-+гд), (1)

где Y(t+1) - значение параметра в будущий момент времени; Y(t),..., Y(1) - «прошлые» значения этого

параметра в моменты времени t, t-1,., 1.

Между тем очевидно, что поведение параметра в будущем будут определять не все предыдущие значения, а только их часть, непосредственно предшествующая интересующему нас времени t. Для таких случаев более подходящим является использование скользящего среднего:

r(f+i )=У(0+У«-1)+-+У«-Г), (2)

Г+1

где T* - количество отсчетов времени, использующихся для прогнозирования.

Более точно учесть тот факт, что последние измеренные значения параметра играют наибольшую роль в определении тенденции его изменения, позволяет использование экспоненциального сглаживания (метод экспоненциальных средних [3]):

7(г + 1) = «.У(0 + (1-а)-7(0м. (3)

В этом случае значение Y(t+1) контролируемого параметра в будущий момент времени рассчитыва-

82

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Data processing facilities and systems

ется с использованием его последнего измеренного значения Y(t), последнего прогнозного значения и коэффициента а (0 < а < 1), который характеризует зависимость прогнозного значения от более «старых» данных. Нетрудно заметить, что при а = 1 текущее прогнозное значение будет равно текущему измеренному, а при а = 0 - прошлому прогнозному.

Значение коэффициента а может быть определено экспериментально путем присвоения ему различных значений из интервала [0, 1] и выбора тех случаев, для которых наблюдается наиболее точное совпадение прогнозных значений с реальными наблюдениями. При изменении тех или иных условий функционирования системы такую процедуру можно повторить.

Все вышеперечисленные алгоритмы позволяют оценить только одно прогнозное значение, являющееся следующим значением числового ряда.

Для построения более «глубокого» тренда целесообразно использовать алгоритм прогнозирования [4], разработанный Ч. Хольтом в середине прошлого века и являющийся развитием метода экспоненциального сглаживания. Этот алгоритм характеризуется совокупностью соотношений:

Q(0 = «• ПО + (!-«)• (П(0м -ПОм),

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

■ Г(0 = ;ф(0-ВДм)+0-£)П0м. (4)

Y(t + p) = n(t) + p-T(t).

В алгоритме Хольта значения уровня Q(t) и тренда T(t) прогнозируются по отдельности, каждое из них подвергается процедуре экспоненциального сглаживания с различными параметрами а и в-Прогнозное же значение интересующей нас величины определяется наp отсчетов вперед.

Параметры а и в также могут быть определены экспериментально.

На основании изложенного использование алгоритма прогнозирования Хольта для «предсказания» поведения параметров 1-го класса и возможности их выхода за допустимые пределы представляется достаточно обоснованным.

С целью наиболее эффективного применения алгоритма прогнозирования Хольта для нахождения периода отправки данных на сервер можно предложить разбиение области значений параметра Y, ограниченной минимальной Y и максимальной Ymax уставками, на определенные зоны (рис. 3). Прежде всего, выделяется зона номинальных значений параметра Y <Y<Y , при этом Y <Y . <

* * ном mm ном mar г mm ном mm

ном max7

Y <Y . Условный «центр» этой зоны характе-

ном max max

ризуется величиной Y =(Y -Y )/2 пара-

г J c ном 4 ном max ном min' г

метра Y. Каждая i-я зона имеет границы Y , Y

г * i,min i,max

такие, что в пределах этой зоны Y <Y <Y<Y <

’ * min i,min i,max

Y , причем либо Y <Y , либо Y <Y .

max’ * ном max i,min i,max ном min

Условный «центр» i-й зоны соответствует значению Y =(Y -Y )/2 параметра Y. Прогнозируемое значение Y(t+p) параметра Y проверяется на попадание в ту или иную зону, и в зависимости от этого устанавливается новое (скорректированное) значение периода отправки данных. Границы зон могут выбираться экспериментально.

При этом период т0(j) отправки данных на сервер в случае попадания Y(t+p) в некоторую j-ю зону целесообразно устанавливать тем меньше, чем больше модуль разности значений Y и Y (то есть «расстояние» между этими «центрами» зон). В частности, возможна корректировка максимальной величины т0 этого периода, установленной первоначально применительно к зоне номинальных значений контролируемого параметра, в соответствии с зависимостью:

Го° = г0 exp (- v(\Yc j-Yc ном |)). (5)

Здесь f - эмпирический коэффициент, позволяющий регулировать степень уменьшения периода т0 по мере удаления «центров» рассматриваемых зон от «центра» зоны номинальных значений параметра Y.

При изменении значения параметра с допустимого на критическое (например, в случае превышения им величины верхней уставки) необходимо изменить и алгоритм выбора периода отправки данных на сервер. Диспетчер должен получать важную для него актуальную информацию о том, как ведет себя параметр в критической области, но при этом следует избегать чрезмерно частой отправки данных с минимальным периодом, так как параметр может находиться в критической области достаточно продолжительное время. В связи с этим целесообразно прогнозировать скорость изменения значения параметра, выбирая в зависимости от нее тот или иной период отправки данных (рис. 4, где «кружками» выделены моменты отправки информации при попадании значений параметра в критическую область). Если указанная скорость не меняется, то целесообразно отправлять данные с периодом, равным максимуму из длин периода, установленных для этого параметра при нахождении его значений в критической области.

Уменьшение периода отправки данных следует осуществлять только тогда, когда прогнозируемая скорость изменения (по абсолютной величине) значения параметра существенно растет. Оценку скорости изменения параметра можно получить по аналогии с применением формулы численного дифференцирования:

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

83

Информационные комплексы и системы

Рис. 3. Выделение зон в области варьирования значений контролируемого параметра

|y(> + ri-r(0|

р

(6)

Уменьшение периода отправки данных на сервер в пределах от максимального т0тах до минимального T0min значения предлагается производить в функции от V при выполнении условия V > V , где V - пороговая величина скорости, при

порог^ порог А А 7 А

превышении которой осуществляется регулировка рассматриваемого периода.

В рамках такого подхода диспетчеру будут оперативно отправляться данные о продолжающемся отдалении значения параметра от границы крити-

ческой области или об ожидаемом возврате к штатному режиму функционирования, но реже - стабильно неизменные данные.

Отметим также, что контролируемые параметры различаются по важности. Корректировку значений периода отправки данных следует делать по результатам прогнозирования именно «критичных» параметров (прежде всего, величин давления). Нет существенной необходимости ускорять отправку данных при наблюдении колебаний температуры в технологическом помещении.

отправки данных на сервер

84

Электротехнические и информационные комплексы и системы. № 1, т. 10, 2014

Data processing facilities and systems

Можно ввести в рассмотрение обобщенную зависимость периода отправки данных от прогнозируемых величин Y^t + p),Y2(t + p),...,Yk(t + р) различных параметров YY..., Yk в виде:

к

Ч &(* + />)), (7)

i=1

где у, i=\,...,k - весовые коэффициенты, характеризующие значимость того или иного параметра к

(у>0; ^ у =1); f.(Y.(t+p)) - некоторая функция, по, i=1 > 1 1

казывающая, каким образом изменяется период отправки данных на сервер в зависимости от прогнозируемого значения параметра Yi.

Чем меньше «вес» у. , тем меньше влияние параметра Y на период отправки данных.

При выборе допустимого значения периода отправки данных следует иметь в виду ограничение по скорости реакции диспетчера, которому требуется определенное время на принятие адекватного управленческого решения.

Заключение

Контроль надежности и безопасности ГС, осуществляемый на базе систем телеметрии, должен предусматривать непрерывный сбор данных о состоянии сети и периодическую отправку пакетов этих данных по каналу связи на пульт диспетчера и центральный сервер системы. Между тем вопрос о выборе и регулировании величины периода таких коммуникаций приобретает особую важность: от его решения зависит адекватность и своевременность управленческих решений, принимаемых с учетом получаемой в процессе контроля информации.

В статье указанная задача рассмотрена применительно к случаю контроля тех параметров ГС, значения которых изменяются в соответствии с непрерывными функциями времени. Предложено корректировать исходное значение периода отправки данных на сервер (это значение выбирается экспериментально для некоторого номинального диапазона варьирования параметра и может, в частности, отражать требование уменьшения потерь информации при случайных разрывах канала связи) в зависимости от результатов прогнозирования поведения параметров на основе алгоритма Хольта. Проанализированы особенности применения предложенного подхода в практических условиях, когда целесообразно, чтобы периодичность обновления данных, получаемых по каналу связи, «гибко» кор-

ректировалась по мере попадания прогнозируемых значений параметров в ту или иную зону в пределах области их изменения, а также принимала во внимание различные величины скорости увеличения или уменьшения этих значений.

Предполагается, что в рамках дальнейших исследований предложенная процедура будет объединена со статистическими методами, что позволит универсализировать процесс выбора периодичности обновления информации о состоянии ГС при комплексном контроле как непрерывно меняющихся параметров сети, так и показателей, принимающих дискретно-логические значения.

Список литературы

1. Крымский В.Г. Автоматизация управления технологическими процессами в газораспределительных сетях: проблемы, тенденции и перспективы [Текст] / В.Г. Крымский, И.М. Жалбеков, Р.Р. Имильбаев, А.Р. Юнусов // Электротехнические и информационные комплексы и системы. - 2013. -Т. 9. - № 2. - С. 70-79.

2. ГОСТ Р Газпром 2-1-17-586-2011. Газораспределительные системы. Типовые технические решения по автоматизации технологического оборудования [Текст]. - М.: Документы нормативные для проектирования, строительства и эксплуатации объектов ОАО «Газпром», 2012. - 28 с.

3. Грешилов А.А. Математические методы построения прогнозов [Текст] / А.А. Грешилов, В.А. Стакун, А.А. Стакун. - М.: Радио и связь, 1997. - 112 с.

4. Pronciples of Forecasting: A Handbook for Researchers and Practitioners (J.S. Armstrong - Ed.) [Text]. - Springer, 2001. - 864 p.

References

1. Krymskij V.G. Avtomatizacija upravlenija tehnologi-cheskimi processami v gazoraspredelitel'nyh setjah: problemy, tendencii i perspektivy [Tekst] / V.G. Krymskij, I.M. Zhalbekov, R.R. Imil'baev, A.R. Junusov // Jelektrotehnicheskie i informacionnye kompleksy i sistemy. - 2013. - T. 9. - № 2. - S. 70-79.

2. GOSTR Gazprom 2-1-17-586-2011. Gazoraspredelitel'nye sistemy. Tipovye tehnicheskie reshenija po avtomatizacii tehnologicheskogo oborudovanija [Tekst]. - M.: Dokumenty normativnye dlja proektirovanija, stroitel'stva i jekspluatacii ob#ektov OAO «Gazprom», 2012. - 28 s.

3. Greshilov A.A. Matematicheskie metody postroenija prognozov [Tekst] / A.A. Greshilov, V.A. Stakun, A.A. Stakun. -M.: Radio i svjaz', 1997. - 112 s.

4. Pronciples of Forecasting: A Handbook for Researchers and Practitioners (J.S. Armstrong - Ed.) [Text]. - Springer, 2001. -864 p.

Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 10, 2014

85

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.