Телеконтроль и телеуправление в энергосистемах - Информация и управление Телеконтроль и телеуправление в энергосистемах

Страница 16 из 46

В автоматизированных системах диспетчерского управления диспетчер, получая информацию о состоянии контролируемых процессов, должен принимать решения по управлению этим процессом. Например, диспетчер энергосистемы, получив информацию об аварийном отключении генератора на электростанции, должен немедленно отдать распоряжение о введении в работу резервного генератора на данной или другой параллельно работающей электростанции и т. п. Чем большей информацией обладает диспетчер в данной конкретной ситуации, тем у него больше шансов принять правильное решение по устранению ненормальностей в контролируемом процессе.

Таким образом, задача информационного обеспечения состоит в увеличении уверенности диспетчера в правильности принимаемых им решений по управлению контролируемыми объектами.

Очевидно, что управление невозможно без достоверной информации, ибо при ее отсутствии разрывается цепь обратной связи между управляющим и управляемым объектами, необходимая для рационального управления (а именно рациональное, целенаправленное управление и подразумевается под термином "управление” вообще). Процесс управления сводится в общем виде к реакции (откликам) на информацию, получаемую от управляемого объекта. В частном случае, когда речь идет о некоторых дискретных сообщениях, процесс управления состоит в принятии решений по отношению к контролируемому объекту после получения от него очередной порции информации. Информация, получаемая от контролируемого объекта, содержит сведения, способствующие увеличению вероятности принятия правильного решения при управлении. Если же информация от контролируемого объекта не поступает, а управление все-таки производится, то решение принимается на основании так называемой априорной вероятности состояния объекта, основанной на некоторых общестатистических данных от объекта, гипотезах, связанных с предшествующим опытом, и т. п.

Отношение вероятности принятия правильного решения при наличии информации к вероятности правильного решения на основе априорной информации назовем степенью уверенности принятия решения.

Увеличение вероятности принятия правильного решения при поступлении дополнительной информации может служить мерой этой информации, которую можно назвать кибернетической мерой информации.

За единицу кибернетической меры информации примем такую информацию, которая повышает степень уверенности при принятии решения вдвое.

Вероятность принятия правильного решения по управлению процессом (назовем принятие решения по управлению "событие Y”) при наличии дополнительной информации о процессе управления (наличие информации - "событие I”) может быть определена как условная вероятность события У при выполнении события . Полагая эти события взаимно независимыми, имеем в соответствии с формулой условной вероятности

(2.44)

где Pj (Y) - вероятность принятия правильного решения при наличии информации об управляемом процессе; Р (Y) - то же на основе только априорной информации; (I) - вероятность наличия дополнительной информации при

принятии решений об управлении; () - вероятность априорной информации об управляемом процессе.

Согласно определению степень уверенности подсчитывается следующим образом:

(2.45)

а кибернетическая мера информации

(2.46)

Следует отметить, что степень уверенности g может быть больше (при получении полезной информации) и меньше (при получении дезинформации) единицы. В соответствии с этим величина g может быть положительной и отрицательной. При g =2 получаем Iк=1; при g=0,5 Iк = -1.

Информационной моделью, соответствующей Iк = 1, может служить следующая ситуация. Пусть на развилке двух дорог, ведущих в пункты А и В, требуется принять решение о выборе пути, ведущем в заданный пункт (например, в пункт В). При отсутствии указателя направления с равным основанием можно выбрать любую из двух дорог и с вероятностью Р (Y) =0,5 получить правильное решение (т. е. попасть в пункт В). Если же имеется указатель направления (т. е. имеется дополнительная информация 1), то правильное решение очевидно, т. е. Р (Y) =1. Следовательно,= 2, а кибернетическая мера информации от указателя

Частным случаем принятия решения является определение состояния многопозиционного объекта по сигналам его состояния (ТС). При отсутствии этих сигналов (информации ТС) состояние объекта может быть охарактеризовано лишь априорными вероятностными состояниями. Так, для двухпозиционного объекта Р (ВК) - вероятность включенного состояния, Р (ОТ) - вероятность отключенного состояния. При получении ТС о реальном состоянии объекта степень уверенности в определении состояния увеличивается во столько раз, во сколько реальная информация больше априорной, как это следует из (2.45).

Рассмотрим простые примеры, иллюстрирующие увеличение вероятности принятия правильного решения при получении дополнительной информации об объекте управления (исследования).

Пример 2.1. Положим, что диспетчеру РЭС требуется принять решение об отыскании повреждения в отходящих от ПС линий сети 10 кВ и выслать на поврежденный участок аварийную бригаду. Аварию может вызвать любой из т элементов в сети.

Рассмотрим два случая:

а) диспетчер получает один общий сигнал с ПС - "авария в сети 10 кВ”;

б) все т элементов разбиты на s групп (например, по числу отходящих от шин подстанции линий). От каждой группы может передаваться телесигнал ’’Авария на линии”.

Обозначим:

Р (Y) — вероятность принятия правильного решения по определению поврежденного элемента на основании априорной информации;

Р (Y) - то же при наличии одного из s групповых сигналов;

Р (S) - априорная вероятность получения информации с данной линии;

(S) - вероятность получения телесигнала при аварии в зоне этой линии (т. е. достоверность группового телесигнала).

Если предположить, что все т элементов имеют равную вероятность повреждения, то в первом случае (при отсутствии информации от поврежденных объектов) для отыскания повреждения необходимо обследовать все т элементов, причем с вероятностью (/m) отыскание поврежденного элемента окажется успешным (предполагается, что в поврежденном состоянии находился один из т элементов).

Следовательно, вероятность принятия правильного решения на основании априорной информации

Во втором случае, получив телесигнал о повреждении объектов на одной из s линий, диспетчер должен обследовать объекты данной линии. Для простоты положим, что на каждой линии находятся к < т элементов, повреждения которых равновероятны.

Поскольку общий сигнал s объединяет к элементов, каждый из которых с вероятностью 1/m может находиться в поврежденном состоянии, вероятность того, что телесигнал придет от данной линии, составит Р (S) =к/т.