CC BY
40
УДК 004.8
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОБЛЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
В.Л.Аршинский1, А.Г.Массель2, С.М.Сендеров3
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83. 2,3Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 130.
Предлагается использовать интеллектуальную ИТ-среду для поддержки исследований энергетической безопасности. Описывается разработка инструментальных средств интеллектуальной ИТ-среды и их дальнейшая интеграция для поддержки принятия решений в исследованиях и обеспечения энергетической безопасности. Ил. 4. Библиогр. 9 назв.
Ключевые слова: энергетическая безопасность; интеллектуальная ИТ-среда; когнитивное моделирование; событийное моделирование.
INFORMATION TECHNOLOGY OF INTELLECTUAL SUPPORT FOR RESEARCHES ON ENERGY SAFETY PROBLEMS
V.L. Arshinsky, A.G. Massel, S.M. Senderov
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
Institute of Power Systems named after L.A. Melentiev SB RAS, 130, Lermontov St., Irkutsk, 664033.
The article offers to use an intelligent IT environment to support researches on energy safety. The authors describe the development of instrumental tools of the intelligent IT environment and their further integration to support decision making in researches and ensuring the energy safety. 4 figures. 9 sources.
Key words: energy safety; intelligent IT environment; cognitive modeling; event simulation.
Введение. В Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева (ИСЭМ) СО РАН ведутся комплексные исследования систем энергетики, важную роль в которых играют исследования проблемы энергетической безопасности (ЭБ), или, конкретнее, исследования направлений развития топливно-энергетического комплекса (ТЭК) России с учетом требований энергетической безопасности. Энергетическая безопасность при этом рассматривается как часть национальной безопасности, а именно как защищенность граждан, общества, государства, экономики от угроз дефицита в обеспечении их обоснованных потребностей топливно-энергетическими ресурсами приемлемого качества в различных условиях функционирования энергетики [1].
В настоящее время для таких исследований используется преимущественно количественный подход к оценке уровня энергетической безопасности, который обеспечивается применением традиционных программных комплексов (ИНТЭК, КОРРЕКТИВА) [2, 3]. Использование этих программных комплексов, как правило, требует достаточно много времени на подготовку информации, формирование и корректировку информационной модели, задание чрезвычайных си-
туаций и выбор стратегии проведения вычислительных экспериментов. В данной статье предлагается подход к ситуационному анализу проблемы энергетической безопасности и подготовке информации для проведения вычислительного эксперимента, основанный на использовании методов интеллектуальной поддержки исследований, а именно онтологического, когнитивного и событийного моделирования. Объединение в рамках интеллектуальной ИТ-среды инструментальных средств поддержки этих методов и традиционных программных комплексов позволит интегрировать методы количественной и качественной оценки уровня энергетической безопасности.
Архитектура интеллектуальной ИТ-среды. Совместное использование интеллектуальных технологий для целей ситуационного анализа в исследованиях энергетической безопасности иллюстрируется на рис. 1 [4].
В настоящее время предлагается перейти от существующей технологии, основанной на проведении вычислительных экспериментов с помощью ПК ИНТЭК-М [5] и КОРРЕКТИВА, к использованию двухуровневой технологии исследований проблемы ЭБ, интегрирующей программно-инструментальные сред-
1Аршинский Вадим Леонидович, старший преподаватель кафедры автоматизированных систем, e-mail: pochemzria@mail.ru Arshinsky Vadim, Senior lecturer of the chair of Automated Systems, e-mail: pochemzria@mail.ru
2Массель Алексей Геннадьевич, инженер, тел.: (3952) 428864, e-mail: amassel@gmail.com Massel Alexey, Engineer, tel.: (3952) 428864, e-mail: amassel@gmail.com
3Сендеров Сергей Михайлович, доктор технических наук, зам. директора, тел.: (3952) 422982, e-mail: ssm@isem.sei.irk.ru Senderov Sergey, Doctor of technical sciences, Deputy Director, tel.: (3952) 422982, e-mail: ssm@isem.sei.irk.ru
Рис. 1. Взаимосвязь интеллектуальных технологий ситуационного анализа
ства онтологического, когнитивного и событийного моделирования и мультиагентный ПК ИНТЭК-М [4].
Согласно этой технологии на первом (верхнем) уровне с использованием методов интеллектуальной поддержки исследований выполняется моделирование угроз ЭБ и чрезвычайных ситуаций (ЧС), что позволяет осуществлять «экспресс-анализ» возможных и выбор рациональных вариантов для проведения вычислительного эксперимента. Далее генерируется схема вычислительного эксперимента, который выполняется на втором (нижнем), более детальном, уровне с использованием существующего ПК ИНТЭК-М.
Предложено интегрировать инструментальные средства поддержки онтологического, событийного и когнитивного моделирования в рамках интеллектуальной ИТ-среды, которая включает онтологическое пространство знаний в области исследований ЭБ, базы знаний, содержащие когнитивные модели угроз энергетической безопасности и событийные модели развития и последствий чрезвычайных ситуаций в энергетике, а также экспертную систему «Emergency», в базе знаний которой, имеющей фреймовую структуру, описаны прецеденты чрезвычайных ситуаций в энергетике (рис. 2). В результате анализа этой базы знаний строятся типовые когнитивные модели угроз ЭБ.
Представление когнитивных моделей в графическом виде называют когнитивными картами. Для их построения предлагается использовать онтологии как классификаторы концептов, используемых в этих картах, то есть в данном случае система онтологий используется как вспомогательный инструмент для когнитивного моделирования. Предусмотрена возмож-
ность преобразования когнитивных моделей в событийные [6].
Инструментальные средства интеллектуальной ИТ-среды. В качестве основы для построения графической среды формирования событийных и когнитивных карт используется универсальное ядро системы графического моделирования GrModeling, разработанной в ИСЭМ СО РАН [7].
Универсальное ядро системы графического моделирования GrModeling является свободно распространяемым программным обеспечением с открытым кодом (open source), созданным средствами ООЯП Java. GrModeling позволяет разработчику создавать свою собственную программную библиотеку, в которой описываются графические примитивы, соответствующие типам элементов модели, правила их отношений, математические методы их взаимодействия и дополнительные элементы интерфейса пользователя в случае необходимости, а ядро предоставляет интерфейс и методы отрисовки пользовательских объектов.
В рамках интеллектуальной ИТ-среды разработаны библиотеки EventMap [8] и CogMap (А.Г.Массель) на основе grModeling. Первая содержит базовые графические элементы событийных карт и реализует алгоритм перехода от событийной карты к формализованной событийной модели на основе Joiner-сетей, вторая реализует построение когнитивных карт.
Для анализа, просмотра, сохранения и накопления знаний о случившихся чрезвычайных ситуациях была разработана под руководством А.Г.Масселя экспертная система «Emergency», которая позволяет проанализировать уже случившиеся чрезвычайные
'ЭС « EmergencyГ\
Бэм знаний (прецеденты ЧС в энергетике)
Онтологическое пространство знаний
База знаний
База знаний
Когнитивные модели угроз энергетической безопасности
Событийные модели 'развития и последствий чрезвычайных ситуаций в i энергетике ■
Рис. 2. Архитектура интеллектуальной ИТ-среды
ситуации и использовать результаты анализа для построения типовых когнитивных карт.
На рис. 3 приведена схема взаимодействия инструментальных средств интеллектуальной ИТ-среды.
рументальные средства поддержки ИТ-среды, включающие средства описания знаний, представленных в виде онтологий, прецедентов ЧС, когнитивных и событийных моделей, и средства оперирования ими.
ргпозитарии
!<р. ть'ще 4 лев
ЭС *Е1пег£>еп1
Добавление, просмотр, редактирование и знапиз прецедентов чрезвычайны* ситуации
ШШШш
Создание, просмотр, редактирование и анализ когнитивных моделей
Создание, просмотр, редактирование и анализ событийных моделей
ПК ИНТЕК-М
Хранение прецедентов чрезвычайных
Численные исследования направлений развития ТЭК с учетом требований Эб
Рис. 3. Схема взаимодействия инструмент
Для организации хранения когнитивных и событийных карт используется Репозитарий ИТ-инфраструктуры ИСЭМ СО РАН [9].
Информационная технология интеллектуальной поддержки исследований проблем энергетической безопасности. Предлагаемая технология включает ряд этапов:
- построение онтологий с целью структурирования и классификации используемой в исследованиях информации;
- анализ прецедентов чрезвычайных ситуаций в энергетике;
- когнитивное моделирование угроз энергетической безопасности и чрезвычайных ситуаций в энергетике;
- событийное моделирование развития чрезвычайных ситуаций и анализа их последствий;
- передача результатов качественного анализа в программный комплекс ИНТЭК-М;
- выполнение вычислительных экспериментов с целью количественной оценки вариантов развития ТЭК с учетом требований энергетической безопасности.
На рис. 4 представлена схема, иллюстрирующая информационную технологию интеллектуальной поддержки исследований проблемы энергетической безопасности с использованием разработанной ИТ-среды.
Используются следующие обозначения. Определим ИТ-среду как некоторое множество УТ = {О, Е1,Мс,М8} и Ту, где {О} - множество онтологий, {Е1} - множество прецедентов чрезвычайных ситуаций, {Мс} - множество когнитивных моделей, {М8} - множество событийных моделей, Ту - инст-
ьных средств интеллектуальной ИТ-среды
Для описания схемы процесса исследований с использованием интеллектуальной ИТ-среды введем множества {Б1} - информация, необходимая для поддержки принятия решений при выборе стратегии проведения вычислительного эксперимента, и } -информация, полученная в результате проведения вычислительных экспериментов и предназначенная для поддержки принятия решений в области обеспечения энергетической безопасности; Р - программный комплекс для проведения вычислительных экспериментов (обоснования вариантов развития ТЭК с учетом требований энергетической безопасности).
Рис. 4. Информационная технология интеллектуальной поддержки исследований проблем энергетической безопасности
Программные средства поддержки предложенной информационной технологии интегрируются в рамках интеллектуальной ИТ-среды и рассматриваются, с одной стороны, как инструмент поддержки принятия
решений при выборе стратегии проведения вычислительного эксперимента в исследованиях энергетической безопасности, а с другой - как прототипы компонентов системы поддержки принятия решений в области обеспечения энергетической безопасности.
Заключение. Предложена информационная технология интеллектуальной поддержки исследований энергетической безопасности, которая обеспечивается совместным использованием инструментальных средств интеллектуальной ИТ-среды и многоагентного ПК ИНТЭК-М. Использование предложенной технологии позволяет интегрировать методы качественного анализа угроз энергетической безопасности, включая
чрезвычайные ситуации на объектах энергетики (онтологическое, когнитивное и событийное моделирование), и методы количественной оценки вариантов развития ТЭК с учетом требований ЭБ (традиционный подход). Интеллектуальная ИТ-среда рассматривается, с одной стороны, как инструмент поддержки принятия решений в исследованиях энергетической безопасности, а с другой - как прототип системы поддержки принятия решений в области обеспечения энергетической безопасности.
Работа выполняется при частичной поддержке грантов РФФИ № 08-07-00172 и № 10-07-264 и гранта Президиума РАН № 2.29.
Библиографический список
1. Энергетическая безопасность России / В.В. Бушуев, Н.И. Воропай, А.М. Мастепанов [и др.]. Новосибирск: Наука, 1998. 302 с.
2. Сендеров С.М., Рабчук В.И., Пяткова Н.И. Анализ выполнения требований энергетической безопасности при реализации различных направлений развития ТЭК страны до 2030 г. // Известия РАН. Энергетика. 2009. № 5. С. 17-23.
3. Сендеров С.М., Пяткова Н.И. Использование двухуровневой технологии исследований при решении проблем энергетической безопасности // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. Вып. 59: Методические и практические проблемы надежности либерализованных систем энергетики; отв. ред. Н.И. Воропай. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2009. С. 274-283.
4. Массель А.Г. Методологический подход к организации интеллектуальной поддержки исследований проблемы энергетической безопасности // Информационные технологии. 2010. №9. С. 32-36.
5. Фартышев Д.А. Разработка многоагентного ПК ИНТЭК-М для исследований проблемы энергетической безопасности // Программные продукты и системы. 2010. № 3. С. 126-129.
6. Массель А.Г., Аршинский В.Л. Применение когнитивного моделирования для ситуационного анализа проблемы энергетической безопасности // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2008. Спецвыпуск. С. 7580.
7. Копайгородский А.Н. Проектирование и реализация системы графического моделирования // Информационные и математические технологии в науке и управлении: труды XV Байкальской Всероссийской конференции. Иркутск: ИСЭМ СО РАН. 2010. Т. III. С. 22-28.
8. Аршинский В.Л. Методический подход к событийному моделированию в исследованиях проблемы энергетической безопасности // Информационные и математические технологии в науке и управлении: труды XV Байкальской Всероссийской конференции. Иркутск: ИСЭМ СО РАН. 2010. Т. II. С. 120-129.
9. Копайгородский А.Н., Массель Л.В. Методы и технологии построения хранилища данных и знаний для исследований энергетики // Научный сервис в сети Интернет: суперкомпьютерные центры и задачи: труды Международной суперкомпьютерной конференции. М.: Изд-во МГУ, 2010. С. 481-485.
УДК 004.5:004.6
ПРИМЕНЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ОТЧЕТОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УЧЕТА ОПЕРАЦИЙ ПО ИСПОЛНЕНИЮ БЮДЖЕТОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТРУДА ОПЕРАТОРОВ
Р.В.Ерженин1
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены новые методы и возможности формирования аналитических отчетов в автоматизированной системе по учету операций исполнения бюджетов, обеспечивающих повышение производительности труда операторов. Осуществлена оценка эффективности обработки информации финансового органа муниципального образования при использовании средств вычислительной техники и информационной системы. Проведен всесторонний анализ понятия «удобство пользования» в интерфейсах информационной системы. Ил. 6. Библиогр. 7 назв.
Ключевые слова: шаблоны; отчеты; настройки; удобство пользования; производительность труда.
APPLICATION OF DYNAMIC REPORTS OF THE AUTOMATED SYSTEM RECORDING OPERATIONS ON BUDGET EXECUTION TO ENHANCE THE PRODUCTIVITY OF OPERATORS R.V. Erzhenin
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The article deals with the new methods and possibilities to form analytical reports in the automated system recording the operations of budget execution, which provide the enhancing of the productivity of operators. The author evaluates the
1Ерженин Роман Валерьевич, аспирант, генеральный директор ООО «Криста-Иркутск», тел. (3952) 685757, e-mail: e@krista-it.ru
Erzhenin Roman, Postgraduate student, Director General of LLC "Christa Irkutsk", tel. (3952) 685757, e-mail: e@krista-it.ru
