информационная система быстрого реагирования на...

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА БЫСТРОГО РЕАГИРОВАНИЯ НА НЕШТАТНЫЕ СИТУАЦИИ В

НЕФТЯНОЙ ЛОГИСТИКИ

Карта нефтепроводов компании Транснефть

Данные экспорта энергоресурсов

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СЛОЖНОСТЬ ЛОГИСТИЧЕСКОЙ

СИСТЕМЫ

Организационная сложность логистической системы

Проблемы связанные с нефтяной логистикой

• Система транспортировки нефти является сложным, распределенным в пространстве объектом, содержащим большое количество взаимодействующих технически сложных приборов и устройств, работающих круглогодично в различных климатических и температурных условиях.

• Компоненты системы расположены в географических точках, часто удаленных от населенных пунктов и простираются на тысячи километров вдоль России и имеют выходы за рубеж.

• Система транспортировки включает автомобильные и железнодорожные перевозки, бензоколонки, промышленные предприятия и нефтеперерабатывающие заводы. Протяженность логистических магистралей, и их удаленность от городов делают сложной задачу поддержание их работоспособности и ремонта. Простой разрыв нефтепровода может вывести систему из строя на продолжительное время.

• С другой стороны- большое количество клиентов и постоянное изменение условий поставок нефтепродуктов и требований клиентов делает систему сложной также с организационной и коммерческой стороны

• Эти обстоятельства делают задачу постоянного информационной системы мониторинга и быстрого реагирования очень актуальной.

Возможные нештатные ситуации: тип, вероятность, масштабы

No Операции Возможные события Ожидаемая периодичность

Количество разлитых нефтепродуктов

1. Отгрузка нефтепродуктов

Разрыв шланга в результате перегрузки или износа

Раз в 5 лет 20 3 литра (с выключенным насосом ), 0,1 тонн (с включенным насосом)

Отказ затвора Раз в 2 года 10 литров

Разрыв трубы Раз в 100 лет 1-2 тонны

Утечка из нефтепровода

Раз в1000 лет 500-1000 тонн

2. Разъединение шланга через который закачивается нефть в танкер

Отсоединение шланга

Раз в 20 лет 7 тонн

3. Прибытие танкера

Столкновение с судном

Раз в 20 лет 0

Примеры модельных ситуаций : Пример IСитуация 1:

Действия персонала при разрыве нефтепровода.

• Закрывается заглушка нефтепровода, во избежание экологической катастрофы и санкций за нарушение природоохранного законодательства :

• Отправляется уведомление покупателю вследствие аварии на нефтепроводе;  

• Проверяется , не занята ли ремонтная бригада, если нет, то она направляется для поиска места разрыва и ремонта нефтепровода;

• Если ремонтная бригада занята, то вызывается брига аварийного ремонта и она направляется на поиск места разрыва и ремонта нефтепровода;

• Рассматривается возможность аренды авто- или железнодорожных цистерн и временно осуществляется доставка с использованием этих видов транспорта;

• Если продавец имеет емкости для хранения нефти то он временно осуществляет поставку из них ;

• Ремонтная бригада после завершения ремонта сообщает об этом продавцу . Продавец посылает уведомление покупателю о возобновлении поставки;  

• Продавец открывает заглушку нефтепровода и тем самым поставка нефтепродуктов возобновляется;

• Производится расчет дополнительных затрат на аренду использования автомобильного и железнодорожного транспорта для доставки нефтепродуктов;

• Производится расчет суммы неустойки, выплачиваемой покупателю или клиенту за сбой в поставке нефтепродуктов;

Пример I (продолжение)

РЕАЛЬНАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ЛИКВИДАЦИИ УТЕЧКИ НЕФТИ

Зависимость объёма разлива нефтепродуктов от пространства

пострадавших районов.До 100 тыс. тонн

нефти и нефтепродуктов на

пораженной территории

От 100 до500 тонн нефти и

нефтепродуктов на пораженной территории

От 500 до1000 тонн нефти и нефтепродуктов на

пораженной территории

Локальное значение

Муниципальное значение

Региональное значение

Федеральное значение

Территориальное значение

От 1000 до5000 тонн нефти и нефтепродуктов на

пораженной территории

Более 5000тонн нефти и

нефтепродуктов на пораженной территории

Действия по устранению последствий утечки нефти:

Завершить поставку нефти

или нефтепродуктов

Собрать максимально

быстро разлитые нефтепродукты

Исключить возможность вторичного попадания собранных

нефтепродуктов в окружающую среду

Пример II• Ситуация 2:

Действие персонала в случае увеличения продаж.

1.Покупатель просит увеличить объём поставок нефтепродуктов , начиная с указанного срока.

2. Продавец проверяет наличие запасов нефтепродуктов на нефтехранилищах поблизости от покупателя;

3. В случае положительного ответа, поставка дополнительного объема будет осуществляться из хранилища;4. Если ответ отрицательный, продавец использует лизинг железнодорожных или автоцистерн;

5. В случае отсутствия запасов нефтепродуктов в нефтехранилищах продавец ищет возможность дополнительных поставок по нефтепроводу.

Пример III • Ситуация 3:

Действия персонала в случае уменьшение

поставок нефти.

• 1. Покупатель уведомляет продавца о снижении потребления нефтепродуктов ниже ранее согласованного уровня;

• 2 . Продавец, выплаты неустойки от покупателя за нарушение контракта;

• 3. Продавец ищет соответствующий емкости для временного хранения нефти, и альтернативных покупателей для заключения договора по реализации излишков.

Пример IV Ситуация 4:

Действие персонала в случае разрыв контракта.

• Покупатель расторгает договор ;

• Продавец требует выплаты неустойки от покупателя за нарушение контакта;

• Продавец прекращает поставку нефти и переработки продукции;

• Покупатель ищет соответствующие емкости для временного хранения нефти, и ищет альтернативного покупателя .

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ИСЧИСЛЕНИЯ СИТУАЦИЙ

•В исчислении ситуаций мы стараемся описывать поведение сложной системы при помощи высказываний, включающих такие понятия как «состояние» , «ситуация», «действие»;•Состояние представляется конъюнкцией позитивных литералов•Последовательность состояний и действий образуют ситуацию, • Ситуация является историей поскольку включает в себя все предыдущие ситуации начиная с начальной S0

S1 a2

S3

Sn

a1 S4

a3

an

S0 S0

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ИСЧИСЛЕНИЯ СИТУАЦИЙ

• В результате действий, состояния изменяются, соответственно изменяется и их описание. Изменившиеся в результате действий описания состояний называются флюентами.

• Для того, чтобы стало возможным выполнение действия должны быть соблюдены предусловия этого действия.

• Изменения возникшие в результате произведенных действий определяют постусловия этого действия.

• Данный подход, в отличии от обычных систем, позволяет пользователю получать не отдельные варианты решений а цепочку действий или план.

Формальное определение действий.• Активный агент совершает именованные действия a. • Действия трансформируют ситуации: применение действия

а в данной ситуации приводит к новой ситуации. • Последовательность ситуаций и действий формирует

истории возможного мира. • Гипотеза замкнутого мира предполагает, что мы

формируем набор утверждений полностью описывающих реальный мир. Все что не сформулировано предполагается ложным.

• Бинарная функция do, выражает то, что действие применяется в ситуации a. Формальное определение do: (действие , ситуация) ситуация, обозначается do(a,s). Мы используем выражение do ([a1,… an];s) как аббревиатуру для do(an,… do( do(a1, s))).

Флюенты

• Изменяющиеся свойства и переменные изменчивого мира называются “флюентами”.

• Предикаты, у которых изменяются значения истинности, при переходе от одной ситуации к другой, называются реляционными флюентами.

• Функторы, которые изменяют свое значения, называются функциональными флюентами.

• Функторы и предикаты, которые не изменяют своих значений, называется ригидными.

Аксиомы

• Аксиомы в предметной области состоят из множества аксиом предусловий действий, аксиом результатов действий, и аксиом фрейма. Аксиомы результата описывают что изменилось:• Позитивный эффект формула становится истинной,• Негативный эффект формула становится ложной.

• Аксиомы фрейма – определяют то, что остается неизменным.

• Общие аксиомы описывают общие законы предметной области.

Планирование• План состоит из множества правил , которые предписывают агенту какие

действия должны быть выбраны в определенной ситуации, причем, одна и та же ситуация может быть обработана при помощи различных действий,имеющих значимую меру релевантности (пригодности) для данной ситуации.

• Мы предполагаем что дерево ситуаций и действий представлено на разных уровнях обобщения с применением концепции гиперграфов.

• Первоначально сформированные планы проходят процедуру генерализации с применением онтологий.

• Процедура планирования включает следующие шаги:

1. Агент выбирает действие, сопоставляя ситуации и меру релевантности действия данной ситуации. В специальной таблице для каждой пары (ситуация, действие) хранится мера релевантности. В дугой таблице для пар (действие, действие) хранится частота использования этой пары в прошлых случаях.

2. Выбрав пункт плана согласно максимуму релевантности, агент выбирает следующий пункт плана согласно матрице частот.

3. В процессе выбора пункта плана агент коммуницирует с другими объектами используя протоколы FIPA ACL для уточнения значений параметров.

4. Применяя указанные шаги на различных уровнях обобщения графа , до тех пор пока не будет достигнута целевая вершина, агент формирует план.

Центр оперативного контроля информационной системы быстрого

реагирования

Таблицы базы данных:

contractcontract:(sid,bid,cn, tsc, tdm, ops,avi,avi, tvd,pui, cpt, tco,san).

sid-seller id -id продавца

bid-buer id -id покупателяcn-contract number-номер контрактаtsc-tag of the contract subject - метка предмета контрактаtdm-tag of delivery means-метка способа доставкиops-oil product service-вид нефтепродуктаavi-volume of oil products type delivery per unit of time ton/day-объем нефтепродуктов, поставляемых в единицу времениtvd-total volume of oil products to be delivered-общий объем нефтепродуктов подлежащих поставкеpui-price for unit of oil product volume type $-цена за единицу объема нефтепродуктовcpt-contact period of time-период действия контрактаtco-total cost oil products to be delivered mln$-общая стоимость нефтепродукта подлежащая поставке

san-sanctions for contract condition violation-санкции за нарушение контракта

Таблицы базы данных:

situationsituation:(sti, tos, cid, tmd, tmt, eqs, loc, pnt, toe, ked, drs, sre, tsr). 

sti-situation id-id ситуацииtos- type of situation-тип ситуации

cid-Contract id depended-контракт idtmd-situation date-дата ситуации

tmt-situation time-время ситуацииeqs- emergency qualification sign-признак тяжести ситуацииloc-  situation location sity-ближайший город к месту происшествияpnt-geographic location position-географические координаты места происшествияtoe- type of equipment envolvedтип-используемого оборудованияked-kind of equipment damage-вид оборудования поврежденного в результате происшествияdrs- department responsible for situation-отдел ответственный за ситуациюsre- sign of situation resolved-признак завершения мероприятий по устранению ситуацийtsr- time needed-время необходимое на устранение ситуации

Таблицы базы данных:

actions• actions:(sid,cn,aid,ama,asa,an,pnt,at,atm,ad,ait,art,arv,pra,apc,app,arf,aff).•

ama- agent making action-агент выполняющий действиеasa- agent surppresed by action-агент подвергающийся воздействию(например адресат сообщенияaid-action identifier-id действияat-action type-id типatm-action time-время действияad-action description-описание действияait-action instrument and tools-инструменты и оборудования необходимые для действияart-action resources type-тип ресурса используемый для действияarv-action resources volume-объем ресурсов используемых для действияpra-precedent action-предыдущее действиеapc-action pre-condition-необходимые условия для выполнения действияapp-action post-condition-состояние системы которое должно быть достигнуто в результате выполнения действияarf-action relational  fluent-свойства подлежащие контролю как признаки результата действияaff-action functional fluent-значение параметров которые должны быть достигнуты в результате выполнения действия

Отдел технического

обслуживанияAgent 4

Диаграмма коммуникации агентов

Департамент продаж Agent 2

ЗаказчикAgent 1

ЗаказчикAgent 3

Заказчик Agent 5

Департамент Бюджета Agent 6

Ремонтная бригада Agent 8

Центральный пункт

управленияAgent 7

Сервис-инфраструктура

Agent 9

FIPA ACL параметры сообщений

Параметр

Описание

performative Обозначает тип коммуникативного акта сообщение ACL;

sender Указывает отправителя этого сообщения;

receiver Указывает предполагаемого получателя этого сообщения;

reply-to Указывает адресата которому должен быть направлен ответ на данное сообщение;

content Содержание сообщения;

Language Язык сообщения.

FIPA ACL параметры сообщенийEncoding Обозначает используемую в сообщении кодировку;

Ontology Указывает на онтологию, раскрывающую семантику сообщения;

Protocol Обозначает протокол взаимодействия, агент отправитель использует типы сообщений ACL;

conversation-id Представляет идентификатор сеанса связи, используется для определения текущей последовательности коммуникативных актов, которые вместе образуют сеанс;

reply-with id исходящего сообщения;

in-reply-to Ссылка на входящее сообщение;

reply-by(ответа на)

Обозначает время в течении которого ожидается ответ на сообщение;

FIPA коммуникативные типы действийAccept Proposal Принятие предложения;

Agree Согласие на выполнение каких-либо действий в будущем;

Call for Proposal Запрос на предложение;

Inform Отправитель информирует получателя о том ,что некоторые утверждения являются истинными;

Propose Предложение для выполнению определенных действий при определенных условиях.

FIPA коммуникативные типы действий

Query If Отправитель спрашивает, является ли истинным некоторое утверждение;

Request Отправитель требует от получателя выполнения некоторого действий;

Request When Отправитель хочет, чтобы получатель выполнил действие, при заданном условии;

Request Whenever Отправитель хочет, чтобы получатель выполнил некоторые действия, как только утверждение становится истинным, а затем каждый раз, когда утверждение истинно.

Doing actions Отклоняет предложения по выполнению действия.

СУЩЕСТВУЮЩАЯ СХЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И УПРАВЛЕНИЯ

Регистрация проблемной

ситуации

Связь

Система транспортировки нефтепродуктов

Поиск прототипа

плана

Онтология

Клиенты

Связь

База прецедентов

Поиск похожих ситуаций

Детализация прототипа

Нефтепродукты

Распределение ресурсов

Уточнение значений флюентов

Ответственное подразделение

Обобщение прецедентов

План ликвидации проблемной

ситуацииИсполнение

плана

Архитектура информационной системы быстрого реагирования

Технология подготовки и исполнения решений

• Сведения о состоянии транспортировки нефтепродуктов поступают в центр оперативного управления , где они загружаются в базу данных.

• Специальная программа ищет подобную ситуацию в базе прецедентов данных и выдаёт прототип плана.

• Производится детализация прототипа в соответствии с особенностями текущей нештатной ситуации.

• Выделяются ресурсы и назначается ответственное подразделение для устранения нештатной ситуации.

• Ответственное подразделение выполняет план и устраняет нештатную ситуацию.

•

Контактные данные:Романов Виктор Петрович,Профессор РЭУ имени Г.В. Плеханова,Генеральный директор ООО “Бизнес-аналитические системы” (http://1basystems.com, http://1basystems.ru)victorromanov1@gmail.com,Romanov.vp@rea.ru,