История электротехники - Коллектив авторов

В искусственных системах подобные структуры могут быть выполнены как модульные, агрегатные и блочные конструкции, а также гибкие автоматизированные производственные системы, перестраивающиеся через базовые дивиргентные к новым специализированным структурам.

По определению Международной эргономической ассоциации человеческий фактор есть комплекс психофизических, психологических и физиологических особенностей поведения человека в производственной среде (в частности, в системе управления).

Наиболее распространенная причина ошибок операторов — неадекватное обеспечение их информацией: сигналов поступает либо слишком мало, либо слишком много. При этом оператор теряется в них, не может сосредоточиться на главном, т.е. оказывается перегруженным информацией. Таким образом, необходимы регулирование, оптимизация интенсивности потока сигналов, поступающих к оператору, с целью индивидуальной адаптации их числа к реальным возможностям конкретного человека.

Задача комплексного управления энергосистемой в том, чтобы не только в нормальном, но и в аварийном состоянии принимались рациональные методы и алгоритмы управления, обеспечивающие заданное качество электроэнергии при минимальном ущербе у потребителей. При этом особое значение имеет применение компьютерных моделей для исследования и прогнозирования динамики технико-экономических показателей работы энергетических объектов и систем в широком спектре условий при качественном изменении технологических параметров. Компьютерные модели важно использовать и при модернизации оборудования и систем автоматического управления, и при обучении и переподготовке оперативного персонала.

Определение необходимого специалисту запаса стратегий деятельности для успешной работы во всем диапазоне динамики управляемых процессов, а также реверсивных (обратных) трансформаций этих стратегий при смене режимов работы оборудования (в том числе при возникновении и ликвидации аварийных ситуаций) — важное условие создания фундаментальной теории и практических методов ускоренного и качественного обучения операторов.

В связи с этим особое значение приобретает поиск путей повышения эффективности тренажно-моделирующих комплексов (в частности, путем более точного воспроизведения на них динамики состояний энергообъектов, параметров реальной физической среды, оперативных задач, условий и процессов взаимодействия операторов между собой, с ЭВМ, другими автоматическими устройствами и системами).

Безопасность энергетических объектов и их технико-экономическая эффективность в значительной степени зависят от учета эргономических и психологических факторов управления на всех стадиях проектирования, создания и освоения технологического оборудования и объекта в целом (включая средства автоматизации, информационное обеспечение операторов, конструирование и применение тренажеров и других технических средств обучения персонала).

Безопасность человеко-машинных систем снижается при качественной структурной трансформации управляемых объектов и процессов, если операторы не успевают синхронно с динамикой объекта трансформировать свое состояние и структуру деятельности, своевременно перейти от нормальной стратегии управления к аварийной.

Для обеспечения оператора информацией по объекту управления (ОУ) в номинальных и аварийных режимах реализованы системы поддержки принятия решения (СППР) оператором объекта. Наиболее эффективны экспертные СППР, отличающиеся от традиционных систем обработки информации тем следующим:

они ориентированы на классы задач, для решения которых известные математические методы и модели трудноприменимы или неприменимы вообще;

строятся в условиях, когда алгоритм поиска решений в каждом из определенных классов задач может быть заранее неизвестен; имеют возможность накапливать знания в процессе обучения;

обладают способностью анализировать найденные решения и объяснять ход их получения;

обеспечивают «дружественный», как правило, естественно-языковый интерфейс с пользователем.

Особенность экспертных СППР заключается в том, что они имеют механизм включения в модель проблемной области различных способов решения задач. Эти способы решения экспертная СППР получает от различных специалистов в области управления (экспертов), обобщает их и учится применять для решения задач в оперативном режиме функционирования.

Типовая архитектура экспертной СППР (рис. 5.14) включает в себя ядро экспертной системы, а также подсистемы приобретения знаний, подсистемы объяснения и подсистемы взаимодействия с пользователем и объектом. В ядро экспертной системы входят базы данных и знаний, а также решатель, который на основе информации из базы данных и базы знаний осуществляет поиск решения. Подсистема приобретения знаний используется при настройке экспертной системы на решение задач в конкретной проблемной области, а также при корректировке базы знаний. Подсистема объяснения поясняет по требованию пользователя, каким образом экспертная система получила решение. Подсистема организации взаимодействия с пользователем включает в себя один или несколько лингвистических процессов, предназначенных для организации диалогового взаимодействия с различными категориями пользователей (экспертом, оперативным персоналом) на привычном для них языке. Важное требование к этой подсистеме — поддержание диалога в режиме реального времени. В задачу этой подсистемы входит и получение информации непосредственно от объекта.

В отечественной энергетике нашли применение и успешно используются в диспетчерском управлении энергосистемами так называемые интеллектуальные системы поддержания принятия решения, построенные на базе разработанной во ВНИИЭ (Ю.Я. Любарский) инструментальной системы малой информационной модели интеллектуальных решений. Успешно эксплуатируются интеллектуальные системы для краткосрочного планирования ремонтов, интеллектуальные тренажерные системы, интеллектуальные системы для оперативной работы с инструктивно-справочной информацией. Прорабатываются возможности использования интеллектуальных систем для задач долгосрочного планирования баланса активной мощности энергообъединения. Разработана экспертная система СПРИНТ, помогающая диспетчеру в решении задач, связанных с управлением текущим режимом работы энергосистемы.

5.7. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА В ВОЕННОМ ДЕЛЕ

5.7.7. ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ И ФОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ВОЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Еще во второй половине XIX в. на кораблях появились первые электрические станции мощностью в несколько киловатт на напряжение 30–50 В постоянного тока для питания прожекторов и систем освещения. Генераторы приводились во вращение с помощью паровых машин. В 90-х годах в связи с активным внедрением корабельных электроприводов мощность корабельных электроэнергетических систем (ЭЭС) существенно увеличивается и достигает сотен киловатт при напряжении 110 В постоянного тока. Для повышения живучести системы на кораблях начинают использовать несколько генераторных агрегатов, а на крупных кораблях — две взаимно резервирующие электростанции. Рост электрификации кораблей и мощности их электростанций происходит и в последующие годы. В качестве основных источников электроэнергии стали применяться турбо- и дизель-генераторы. К 1914 г. в значительной степени были электрифицированы корабли всех классов. В 1911–1915 гг. на линейных кораблях стали сначала частично, а затем и полностью выполнять ЭЭС на трехфазном переменном токе с частотой 50 Гц, напряжением 220 В. Для питания электроприводов башенной артиллерии и некоторых других электроприемников использовались электромашинные преобразователи переменного тока в постоянный. Корабли других классов в этот период и в последующие годы имели системы на постоянном токе при напряжении ПО и 220 В.

В 30-х годах XX в. в связи со значительным ростом мощностей электрифицируемых механизмов и систем вновь возник вопрос о выборе рода тока для военных кораблей. После ряда опытных разработок, подтвердивших эффективность, высокую надежность и живучесть электроустановок переменного тока, началось планомерное внедрение трехфазных ЭЭС напряжением 220 и 380 В на кораблях всех классов.

Особая задача возникла в области электрификации подводных лодок. Уже в начале XX в., как основной, выявился дизель-аккумуляторный тип лодок, использующий для надводного хода дизель, а для подводного — аккумуляторную батарею. Это потребовало создания особо мощных лодочных аккумуляторов, многократно превышающих по емкости аккумуляторы, широко применяемые в различных видах техники, в том числе и для военных объектов.