Методическое, алгоритмическое и программное обеспечение моделирования угроз энергетической безопасности с помощью байесовских сетей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, кандидат технических наук Пяткова, Елена Владимировна

• Пяткова, Елена Владимировна
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Пяткова, Елена Владимировна

Оглавление

Список сокращений

Введение

Глава 1. Характеристика и направления развития технологии проведения исследований проблем энергетической безопасности

1.1. Анализ текущего состояния исследований проблем энергетической безопасности

1.1.1. Понятие энергетической безопасности

1.1.2. Понятия чрезвычайной и критической ситуации. Угрозы энергетической безопасности

1.1.3. Общая схема исследований проблем энергетической безопасности

1.2. Описание существующих подходов, технологий и инструментальных средств поддержки исследований энергетической безопасности

1.2.1. Программные средства для исследований направлений развития топливно-энергетического комплекса

1.2.2. Интеллектуальная поддержка процесса анализа угроз энергетической безопасности и обоснования мероприятий по обеспечению ЭБ

1.2.3. Направление развития исследований проблем энергетической безопасности с целью оценки вероятностей возникновения чрезвычайных ситуаций

1.3. Выводы по главе и постановка задачи

Глава 2. Методика моделирования угроз энергетической безопасности с помощью байесовских сетей

2.1. Байесовские сети: определение и основные свойства

2.2. Возможность применения байесовских сетей в исследованиях проблем энергетической безопасности

2.3. Авторская методика моделирования угроз энергетической безопасности с помощью байесовских сетей

2.4. Обзор инструментальных средств, поддерживающих работу с байесовскими сетями

2.5. Выводы по главе

Глава 3. Алгоритмическое и программное обеспечение моделирования угроз

энергетической безопасности с помощью байесовских сетей

3.1. Системно-концептуальные соглашения и спецификация комплекса проблемно-ориентированных программ Вау№1

3.2. Проектирование и разработка алгоритмического и программного

обеспечения комплекса проблемно-ориентированных программ Вау№1;

3.3. Методика усовершенствования численных расчетов и технология проведения комплексных вычислительных экспериментов в исследованиях

проблем энергетической безопасности

3.4. Выводы по главе

Глава 4. Применение разработанных методов, программного обеспечения и технологии проведения комплексных вычислительных экспериментов

4.1. Построение моделей угроз энергетической безопасности с использованием методики и комплекса программно-ориентированных программ ВауЫе!

4.1.1. Старение электрогенерирующего оборудования

4.1.2. Недостаток инвестиций в нефтедобывающую промышленность

4.2. Применение предложенной методики, моделей и технологии проведения ВЭ для исследования работы энергетических отраслей в

условиях ЧС при реализации угроз ЭБ

4.3. Выводы по главе

Заключение

Литература

Приложение 1. Обзор инструментов для работы с БСД

Приложение 2. Акты о внедрении

Список сокращений

API - application programming interface (интерфейс программирования приложений)

GUI - graphic user interface (графический интерфейс пользователя)

БСД - байесовская сеть доверия

ВЭ - вычислительный эксперимент

ИМ - информационная модель

ИТ - информационные технологии

КС - критическая ситуация

ПК - программный комплекс

СЭ - системы энергетики

ТЭК - топливно-энергетический комплекс

ТЭР - топливно-энергетические ресурсы

ЧС - чрезвычайная ситуация

ЭБ - энергетическая безопасность

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методическое, алгоритмическое и программное обеспечение моделирования угроз энергетической безопасности с помощью байесовских сетей»

Введение

Актуальность выполненной работы определяется двумя основными факторами. Во-первых, значимостью исследований и обеспечения энергетической безопасности (ЭБ). Проблема обеспечения энергетической безопасности включает в себя задачи идентификации и анализа угроз энергетической безопасности, а также формирования набора мероприятий по их предупреждению либо ликвидации результатов проявления негативных возмущений в топливно-энергетическом комплексе (ТЭК). Энергетическая безопасность -атрибут не столько самой энергетики, сколько экономики, общества, государства в целом. Для предотвращения и преодоления угроз разного рода предполагается использование не только производственно-технических и экономических средств, но также и управленческо-правовых. Процесс анализа угроз является весьма сложным в силу взаимосвязанности энергетики практически со всеми сферами деятельцости государства.

Отсюда следует второй аспект, определяющий актуальность данной работы. Все угрозы энергетической безопасности не только связаны между собой, но и тесно взаимосвязаны с угрозами других составляющих национальной безопасности (например, экологической, общеэкономической, внутри- и внешнеполитической). Факторы, обусловливающие угрозы энергетической безопасности, тесно связаны между собой и зачастую не очевидным для исследователя образом. Кроме того, уникальность рассматриваемых негативных явлений вызывает сложности при их моделировании и оценке вероятностей таких явлений и их последствий для энергетики. В этих условиях необходимо применять все возможные взаимодополняющие подходы к измерению риска возникновения неблагоприятных ситуаций. Такие подходы могут базироваться на анализе статистических данных об авариях и чрезвычайных ситуациях, моделировании условий возникновения и развития крупномасштабных возмущений в системах энергетики с тяжелыми последствиями, использовании экспертных оценок, в том числе субъективных вероятностей различных событий и явлений. Все эти предпосылки приводят к необходимо-

сти развития имеющегося и создания нового инструментария интеллектуальной поддержки этих исследований и интеграции новых качественных методов анализа в исследованиях проблем ЭБ с традиционными численными расчетами. Одним из инструментов интеллектуальной поддержки, позволяющих оценивать вероятностные отношения между различными явлениями, является моделирование ситуаций с помощью байесовских сетей (или байесовских сетей доверия, БСД).

Методологические основы исследований проблем энергетической безопасности заложены в работах Ю.Н. Руденко, В.В. Бушуева, Н.И. Воропая, Л.Д. Криворуцкого, А.И. Татаркина, A.A. Куклина, С.М. Клименко, Г.Б. Славина, С.М. Сендерова, М.Б. Чельцова и др.

Традиционно в этих исследованиях используется количественный подход, опирающийся на проведение вычислительных экспериментов (ВЭ) с использованием специализированных программных комплексов. Предварительная же работа по анализу состояния ЭБ и составлению сценариев проведения ВЭ проводится на экспертном уровне без привлечения средств формализации данного процесса. Для решения этой задачи в отделе живучести и безопасности систем энергетики ИСЭМ СО РАН была предложена двухуровневая технология исследования проблем ЭБ. На верхнем (качественном) уровне она интегрирует в рамках интеллектуальной ИТ-среды программные средства онтологического, когнитивного и событийного моделирования. На нижнем (количественном) уровне содержит мультиагентный программный комплекс (ПК) ИНТЭК-М. Предложено объединение вышеупомянутых программных инструментов в рамках интеллектуальной ИТ-среды поддержки исследований проблем ЭБ. Основы этого подхода заложены JI.B. Массель, А.Г. Масселем, Т.Н. Ворожцовой, H.H. Макагоновой, B.J1. Аршинским, Д.А. Фартышевым.

Автором предлагается дополнить разработанную технологию проведения качественного этапа исследований инструментом байесовских сетей для оценки вероятности возникновения угроз и чрезвычайных ситуаций (рисков

в узком смысле), их возможных последствий и оценки мероприятий, направленных на повышение уровня ЭБ. Основы инструмента графических вероятностных моделей (в частности, байесовских сетей) разрабатывались Дж. Перлом, Р. Дж. Кауэллом и др. В соответствии с определением Дж. Перла байесовской сетью является графическая вероятностная модель, отображающая вероятностные зависимости набора переменных и позволяющая проводить вероятностный вывод с помощью этих переменных, т.е. оценку состояния некоторых узлов сети при поступлении в систему свидетельств о состоянии других ее узлов. В России этот аппарат рассматривался В.И. Городецким, А.Л. Тулупьевым и др.

Таким образом, актуальность данной работы определяется необходимостью разработки нового подхода к моделированию угроз энергетической безопасности с целью определения рисков -их возникновения. Для этого автором предлагается проводить моделирование угроз с помощью аппарата байесовских сетей (БСД-моделирование угроз) и комплекса проблемно-ориентированных программ для его поддержки.

Объектом исследования является процесс анализа угроз энергетической безопасности и формирования набора мероприятий по их предупреждению либо ликвидации их последствий.

Предметом исследования являются методы моделирования угроз энергетической безопасности с помощью байесовских сетей.

Целью работы является разработка методов и алгоритмов, реализация их в виде комплекса проблемно-ориентированных программ для моделирования угроз энергетической безопасности с помощью байесовских сетей и интеграция разработанного программного обеспечения в интеллектуальную ИТ-среду для исследований проблем энергетической безопасности.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выполнить анализ предметной области, существующих технологий и инструментальных средств исследований проблем энергетической безопас-

ности.

2. Обосновать целесообразность применения инструмента байесовских сетей в исследованиях проблем энергетической безопасности.

3. Разработать методику моделирования угроз энергетической безопасности с помощью байесовских сетей.

4. Разработать новую технологию постановки и реализации вычислительных экспериментов в области исследований проблем ЭБ для изучения комплексных сценариев развития критических и чрезвычайных ситуаций (ЧС) на основе модификации существующей двухуровневой технологии исследований проблем ЭБ, для чего необходимо:

- выполнить проектирование и реализацию комплекса проблемно-ориентированных программ для БСД-моделирования угроз энергетической безопасности;

- разработать методику усовершенствования численных расчетов в исследованиях проблем ЭБ, основанную на интеграции программных средств БСД-моделирования угроз ЭБ в интеллектуальную ИТ-среду.

5. Выполнить комплексное исследование работы энергетических отраслей в условиях чрезвычайных ситуаций, при реализации угроз ЭБ, с применением разработанных методики, технологии и комплекса проблемно-ориентированных программ.

Методами и средствами исследования являются методические основы построения информационных технологий в исследованиях энергетики, методы ситуационного анализа, онтологического, когнитивного и событийного моделирования, математический аппарат байесовских сетей доверия, методы объектного подхода (анализ, проектирование, программирование).

Новизну составляют и на защиту выносятся следующие положения:

1. Впервые предложено использовать байесовские сети доверия для моделирования угроз ЭБ и выполнена формализованная постановка задач оценки:

- вероятности возникновения угроз и чрезвычайных ситуаций в энерге-

тике и их возможных причин,

- масштабов последствий их реализации,

- эффективности мероприятий по 'их предупреждению или ликвидации их последствий.

2. Впервые предложена методика моделирования угроз энергетической безопасности на основе аппарата байесовских сетей с использованием экспертных оценок и статистических данных; выполнено построение БСД-моделей конкретных угроз ЭБ.

3. Разработана новая технология постановки и реализации ВЭ для изучения комплексных сценариев развития критических и чрезвычайных ситуаций, основанная на двухуровневой технологии исследований ЭБ, включающая:

- ранее отсутствовавшее специальное алгоритмическое обеспечение комплекса проблемно-ориентированных программ для моделирования угроз энергетической безопасности с помощью байесовских сетей;

- методику усовершенствования численных расчетов в исследованиях проблем ЭБ, основанную на интеграции программных средств БСД-моделирования угроз в интеллектуальную ИТ-среду, и обеспечивающую задание корректировок информационных моделей в ПК ИНТЭК-М на основе результатов БСД-моделирования.

Практическая значимость заключается в разработке нового комплекса проблемно-ориентированных программ на основе байесовских сетей доверия и его применении для поддержки принятия решений в исследованиях и обеспечении энергетической безопасности. Это позволяет делать выводы о вероятности наступления чрезвычайных ситуаций, оценивать возможные последствия и определять набор мероприятий по их устранению. Применение предложенных методов, алгоритмов и технологии проведения ВЭ повышает эффективность исследований проблем ЭБ за счет использования интеллектуальных технологий наряду с традиционными количественными подходами.

Результаты диссертационной работы использовались при выполнении

хоздоговорных работ (имеются акты о внедрении) для решения задач анализа основных существующих и возможных в перспективе до 2030 г. факторов формирования угроз энергетической безопасности.

Результаты диссертационной работы применены при выполнении:

- проекта №2.29 «Интеллектуальные информационные технологии для исследований проблемы энергетической безопасности» по гранту Программы Президиума РАН №2 «Интеллектуальные информационные технологии, математическое моделирование, системный анализ и автоматизация» (20092011);

- проекта СО РАН № 4.3.1.3 «Разработка методических основ и интеллектуальных компонентов ИТ-инфраструктуры системных исследований в энергетике» в рамках приоритетной программы исследований СО РАН № 4.3.1. «Информационные и вычислительные технологии в задачах поддержки принятия решений» (2007-2009);

- проекта СО РАН № 1У.31.2.13 «Методические основы и инструментальные средства интеллектуальной поддержки исследований в энергетике» в рамках приоритетной программы исследований СО РАН № 1У.31.2. «Новые ГИС и Веб-технологии, включая методы искусственного интеллекта, для поддержки междисциплинарных научных исследований сложных природных, технических и социальных систем с учетом их взаимодействия» (20102012);

- интеграционного проекта фундаментальных исследований СО РАН и НАН Республики Беларусь №18 «Методы построения интеллектуальной инструментальной среды для поддержки принятия решений при определении стратегии развития энергетики России и Беларуси с позиций энергетической безопасности» (2012-2013);

- проектов по грантам РФФИ №08-07-00172 (2008-2010), №10-07-00264 (2010-2012), №11-07-00192 (2011-2013), №12-07-00359 (2012-2013).

Результаты диссертационной работы были включены в разработку «Интеллектуальная инструментальная среда для поддержки принятия решений

при обосновании вариантов развития топливно-энергетического комплекса Иркутской области с учетом требований энергетической безопасности», которая стала лауреатом областного конкурса в сфере науки и техники 2012 года в номинации «За лучшие научно-технические и инновационные разработки молодых ученых».

Апробация работы. Результаты работы докладывались на 82-ом и 84-ом заседаниях Международного научного семинара им. Ю.Н. Руденко «Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики», Украина, 2010 г., Азербайджан, 2012 г.; IV Всероссийской конференции с международным участием «Винеровские чтения», г. Иркутск, 2011 г.; XV — XVIII Байкальских Всероссийских конференциях «Информационные и математические технологии в науке и управлении», г. Иркутск, 2010-2013 гг.; Российско-монгольской конференции молодых ученых по математическому моделированию, вычислительно-информационным технологиям и управлению, Монголия, п. Ханх, 2011 г.; XL-XLIII конференциях молодых ученых ИСЭМ СО РАН, г. Иркутск, 2010-2013 г., а также на семинарах и заседаниях секций Ученого совета ИСЭМ СО РАН.

Личный вклад. Результаты, составляющие новизну и выносимые на защиту, получены лично автором.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы 13 работ, в т.ч. 2 из них - в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ для опубликования научных результатов диссертаций на соискание степени кандидата технических наук.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 101 наименования и двух приложений. Общий объем диссертации - 178 страниц, основной текст изложен на 150 страницах, включает 55 таблиц и 41 рисунок.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава работы посвящена анализу предметной области и обоснованию необходимости разработки нового подхода к моделированию угроз

энергетической безопасности с целью оценки вероятности их наступления.

Раскрывается актуальность исследований и суть анализа угроз энергетической безопасности. Дается определение энергетической безопасности и его связь с понятиями надежности и живучести систем энергетики. Приводятся понятия чрезвычайных и критических ситуаций. Описывается взаимосвязь и взаимообусловленность стратегических угроз ЭБ. Описывается общая схема исследований развития топливно-энергетического комплекса с учетом требований ЭБ.

Рассматриваются существующие подходы, технологии и инструментальные средства поддержки исследований энергетической безопасности, как для проведения качественного анализа, так и выполнения численных расчетов. Указывается на применение сценарного подхода при выполнении численных расчетов, что свойственно большинству инструментов исследований. В том числе описываются предложенная в ИСЭМ СО РАН двухуровневая технология исследований ЭБ и интеллектуальная ИТ-среда, которая поддерживает проведение ситуационного анализа. Далее поставлена проблема оценки вероятности наступления чрезвычайных ситуаций, оценки масштабов их реализации и оценки эффективности предполагаемого набора мероприятий по их предупреждению или ликвидации.

Подчеркивается необходимость дополнения этапа качественного анализа угроз энергетической безопасности с целью учета экспертных суждений относительно взаимовлияния обусловливающих угрозы факторов и вероятности их наступления. Автором предлагается и обосновывается использование для этих целей графических вероятностных моделей, а именно — байесовских сетей доверия.

Вторая глава посвящена описанию предлагаемого автором методического обеспечения моделирования угроз энергетической безопасности с помощью байесовских сетей. Описывается предлагаемый математический аппарат байесовских сетей, приводится обоснование возможности его применения для моделирования угроз энергетической безопасности. Выполнена

формализация постановки задачи моделирования угроз ЭБ с использованием байесовских сетей доверия (далее будем называть их БСД-моделями угроз ЭБ) и приведена методика моделирования угроз энергетической безопасности с помощью байесовских сетей.

Далее приводится аналитический обзор программных средств, реализующих работу с байесовскими сетями, и делается вывод о необходимости разработки собственного комплекса проблемно-ориентированных программ ВауЫе1, осуществляющего работу с байесовскими сетями для моделирования угроз ЭБ. Разработка собственного программного средства позволит обеспечить концептуальную целостность в рамках существующей интеллектуальной ИТ-среды, в которую оно будет интегрироваться.

Третья глава посвящена вопросам разработки алгоритмического и программного обеспечения для моделирования угроз ЭБ с помощью байесовских сетей и усовершенствования численных расчетов за счет интеграции разработанного программного средства Вау№1 в существующую ИТ-среду. Сформулированы системно-концептуальные соглашения, рассмотрены требования к интеграции инструмента байесовских сетей в интеллектуальную ИТ-среду исследований проблем энергетической безопасности. Рассматриваются вопросы проектирования и разработки алгоритмического обеспечения комплекса проблемно-ориентированных программ Вау№1.

Далее приводятся предложенные автором методика усовершенствования численных расчетов в исследованиях проблем ЭБ, основанная на интеграции программных средств моделирования • угроз ЭБ в интеллектуальную ИТ-среду, и технология проведения комплексных вычислительных экспериментов в данных исследованиях, которая базируется на двухуровневой технологии исследований проблем ЭБ с использованием интеллектуальной ИТ-среды.

В четвертой главе рассматривается применение разработанных методов, программного обеспечения и технологии проведения комплексных вычислительных экспериментов. С помощью предложенной автором методики

моделирования выполнено построение конкретных БСД-моделей угроз «Старение электрогенерирующего оборудования» и «Недостаток инвестиций в нефтяную промышленность». Технология проведения комплексного вычислительного эксперимента рассматривается на примере угрозы «Похолодание».

В заключении приведены основные результаты работы и информация об использовании результатов диссертационной работы в проектах, выполненных при поддержке РФФИ и Президиума РАН.

Заключение диссертации по теме «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», Пяткова, Елена Владимировна

Основные результаты, полученные при выполнении данной работы.

1. Выполнен анализ предметной области и существующих технологий и инструментальных средств исследований проблем ЭБ. Сделан вывод о необходимости разработки подхода к моделированию угроз энергетической безопасностью с целью оценки рисков их возникновения.

2. Предложено применение инструмента байесовских сетей, обоснована его целесообразность для моделирования угроз энергетической безопасности и выполнена формализованная постановка задач построения БСД-моделей.

3. Разработана оригинальная методика моделирования угроз энергетической безопасности с помощью байесовских сетей и разработаны БСД-модели конкретных угроз ЭБ.

4. Проведен анализ существующего программного обеспечения для работы с БСД и сделан вывод о необходимости разработки собственного программного средства. Для чего автором было разработано ранее отсутствовавшее специальное алгоритмическое обеспечение комплекса проблемно-ориентированных программ Вау№1 для моделирования угроз энергетической безопасности с помощью байесовских сетей доверия.

5. Предложена новая технология постановки и реализации ВЭ для изучения комплексных сценариев развития критических и чрезвычайных ситуаций, дополненная инструментом байесовских сетей и обеспечивающая совместное использование качественного анализа и численных расчетов в исследованиях проблем ЭБ, в рамках которой:

- на основе разработанного алгоритмического обеспечения выполнена реализация комплекса проблемно-ориентированных программ Вау№1 для моделирования угроз энергетической безопасности с помощью байесовских сетей;

- предложена методика усовершенствования численных расчетов в исследованиях проблем ЭБ, основанная на интеграции программных средств

БСД-моделирования угроз ЭБ в интеллектуальную ИТ-среду.

6. Выполнено комплексное исследование работы энергетических отраслей в условиях ЧС при реализации угроз ЭБ с применением разработанных методики, технологии и комплекса проблемно-ориентированных программ.

Практическая значимость данной работы заключается в разработке нового комплекса проблемно-ориентированных программ на основе байесовских сетей доверия и его применении для поддержки принятия решений в исследованиях и обеспечении энергетической безопасности. Данный инструмент позволяет разрабатывать модели угроз энергетической безопасности с целью использования знаний и суждений экспертов о вероятности наступления определенных событий, которые могут приводить к проявлению стратегических угроз энергетической безопасности, и позволит делать выводы о вероятности наступления чрезвычайных ситуаций, их возможных последствиях и определять набор мероприятий по устранению негативных последствий.

Результаты диссертационной работы были включены в разработку «Интеллектуальная инструментальная среда для поддержки принятия решений при обосновании вариантов развития топливно-энергетического комплекса Иркутской области с учетом требований энергетической безопасности», которая стала лауреатом областного конкурса в сфере науки и техники 2012 года в номинации «За лучшие научно-технические и инновационные разработки молодых ученых».

Кроме того, теоретические результаты диссертационной работы, связанные с разработкой методики применения байесовских сетей доверия для моделирования угроз энергетической безопасности, применены в проектах по грантам РФФИ №08-07-00172 (2008-2010 гг.), №10-07-00264 (2010-2012 гг.), №11-07-00192 (2011-2013 гг.), №12-07-00359 (2012-2013 гг.).

Заключение

В соответствии с целью данной работы, заключающейся в разработке методов, алгоритмов моделирования угроз энергетической безопасности с помощью байесовских сетей, их реализации в виде комплекса проблемно-ориентированных программ и их интеграции в интеллектуальную ИТ-среду для исследований проблем энергетической безопасности, были решены все поставленные автором задачи и получены следующие результаты.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Пяткова, Елена Владимировна, 2013 год

Литература

1. BP Statistical Review of World Energy June 2012 [Электронный ресурс] // Систем, требования: Adobe Acrobat Reader. URL: bp.com/statisticalreview.

2. О безопасности: Закон РФ от 5 марта 1992 г. N 2446-1 (с изменениями от 25 декабря 1992 г., 24 декабря 1993 г., 25 июля 2002 г., 7 марта 2005 г., 25 июля 2006 г., 2 марта 2007 г.) // Собрание законодательства РФ. - 2003. -N 31. - С. 1,3

3. Воропай Н.И., Клименко С.М., Криворуцкий Л.Д. и др. О сущности и основных проблемах энергетической безопасности России // Изв. РАН. Энергетика. - 1996, №3 - С. 28-49.

4. Воропай Н.И., Криворуцкий Л.Д., Пяткова Н.И., Славин Г.Б., Чельцов М.Б. Энергетическая безопасность - надежность систем энергетики — надежность энергоснабжения: соотношение понятий и аспектов исследования // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. Вып. 48. Актуальные проблемы надежности систем энергетики в новых условиях. - Мурманск, 1996. - С. 74-80.

5. Славин, Г. Б. Энергетическая безопасность. Термины и определения: препринт / Славин Г. Б., Чельцов М. Б. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 1999. - 31 с.

6. Б.Г. Санеев, Системные исследования проблем энергетики / С.П. Филиппов и др.; под ред. Н.И. Воропая. - Новосибирск: Наука. Издательская фирма РАН, 2000. - 588 с.

7. Ковалев, Г. Ф. Надежность систем энергетики: достижения, проблемы, перспективы / Г. Ф., Ковалев, Е. В. Сеннова, М. Б. Чельцов и др.; под ред. Н. И. Воропая. - Новосибирск: Наука. Сибирское предприятие, РАН, 1999.-434 с.

8. О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Федеральный закон от 21 декабря 1994 г. № 68-ФЗ // Собрание законодательства РФ. -1994. - № 35. - Ст. 3648.

9. Бушуев, В. В. Энергетическая безопасность России / В. В. Бушуев, Н. И.

Воропай, А. М. Мастепанов, Ю. К. Шафраник и др. - Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1998. - 302 с.

10. Воропай Н.И., Голомолзин А.Н., Каганович Б.М. и др. Методы анализа и обоснования решений по повышению надежности и безопасности в энергетике // Системные исследования в энергетике в новых социально-экономических условиях. - Новосибирск: Наука. Сиб изд. фирма РАН, 1995.-С. 64-125.

11. Энергетическая безопасность. Термины и определения / Отв. ред. Н.И. Воропай. - М.: 2005. - 53 с.

12. Энергетическая безопасность России: проблемы и пути решения / Н. И. Пяткова [и др.]; отв. Ред. Н. И. Воропай, М. Б. Чельцов; Рос. Акад. Наука, Сиб. отд-ние, Ин-т систем энергетики им. JI. А. Мелентьева. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2011. - 198 с.

13. Стратегические угрозы энергетической безопасности и их влияние на реализацию энергетической стратегии России / Н. И. Пяткова, В. И Рабчук, С. М. Сендеров и др. // Энергетика России в XXI веке: Равитие, функционирование, управление / Ст. докл. Всерос. конф. Иркутск, Россия, 12-15 сентября 2005 г. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2005. С. 177-204.

14. Воропай, Н. И. Энергетическая безопасность России (введение в проблему): препринт / Н. И. Воропай, С. М. Клименко, JT. Д. Криворуцкий, Л. В. Массель, и др. - Иркутск: СЭИ СО РАН, 1997. - 57 с.

15. Seebregts, Ad J., Goldstein, Gary A., Smekens, Koen. Energy/Environmental Modeling with the MARKAL Family of Models [Электронный ресурс] // Proc. Int. Conf. on Operations Research (OR 2001), Energy and Environment Session, September 3-5, 2001, Duisburg, Germany. Систем, требования: Adobe Acrobat . Reader. URL: ftp://ftp.ecn.nl/pub/www/librarv/report/2001 /гхО 1039.pdf (дата обращения: 22.04.2013).

16. MARKAL [Электронный ресурс] // IEA-ETSAP: The Energy Technology Systems Analysis Programme (ETSAP). 2011. URL: http://www.iea-

etsap.org/web/Markal.asp (дата обращения: 22.04.2013).

17. MESSAGE (Model for Energy Supply Strategy Alternatives and their General Environmental Impact) [Электронный ресурс] // International Institute for Applied Systems Analysis (HAS A) [Laxenburg, Austria]. URL: http://www.iiasa.ac.at/web/home/research/researchPrograms/Energy/MESSAG E.en.html (дата обращения: 22.04.2013).

18. Федорова, E.B. Моделирование межрегионального энергообмена с помощью программы MESSAGE / Е. В. Федорова, Т. Г. Зорина // Ядерная энергетика. - 2004. - №4.

19. The National Energy Modeling System: An Overview 2009 [электронный pe-cypc] - Режим доступа: http://www.eia.doe.gov/oiaf/aeo/overview/index.html (дата обращения: 22.04.2013).

20. Институту энергетических исследований РАН - 25 лет / Под редакцией A.A. Макарова. - М.: ИНЭИ РАН, 2010. - 160 е., ил.70.

21. Веселов, Ф. В. Построение и использование моделей линейного программирования в задачах развития энергетики [Электронный ресурс] / Ф. В Веселов, А. Е. Курилов, А. А. Хоршев. - URL: http://www.combienergy.ru/stat970.html (дата обращения: 22.04.2013).

22. Лукацкий, А. М. Информационно-аналитическая система исследования взаимосвязей энергетики и экономики [Электронный ресурс]: Препринт WP2/2003/01 / А. М. Лукацкий, В. А.Малахов, Г. В. Федорова - М.: ГУ ВШЭ, 2003. - 27 с. Режим доступа: https://www.hse.ru/data/2010/05/04/1216407449/WP2 2003 01.pdf (дата обращения: 22.04.2013).

23. Системные исследования в энергетике: Ретроспектива научных исследований СЭИ-ИСЭМ / отв. Ред. Н.И. Воропай. - Новосибирск: Наука, 2010. -686 с.

24. Криворуцкий Л.Д., Волошин Г.Н., Антонов Г.Н. Вопросы построения информационно-вычислительной системы прогнозирования развития топливно-энергетического комплекса страны СЭИ // Системы энергетики -

тенденции развития и методы управления. Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1980, Т.1, с. 71-79.

25. Антонов Г.Н., Антонова H.H., Беланова Г.А. и др. Вычислительные средства для исследования производственной структуры энергетического комплекса страны // Системы энергетики: управление развитием и функционированием. Вычислительные средства имитационного моделирования больших систем энергетики. - Иркутск: СЭИ СО АН, 1986, Т.5, с. 1521.

26. Массель, JT. В. Интеграция информационных технологий в системных исследованиях энергетики / JI. В. Массель, Е. А. Болдырев, А. Ю. Горнов и др.; под ред. Н.И. Воропая. - Новосибирск: Наука. Сиб. изд. фирма РАН, 2003.-258 с.

27. Массель JI.B., Макагонова H.H., Ершов А.Р. и др. Инструментальные средства поддержки решений по обеспечению энергетической безопасности // Методические вопросы исследований надежности больших систем энергетики: Вып. 49. - Спб., 1997. -С.492-503.

28. Болдырев Е.А. Моделирование программного обеспечения на примере программного комплекса для исследований проблемы энергетической безопасности // Информационные технологии в науке, технике и образовании / Труды Всероссийской конференции «Информационные и телекоммуникационные технологии в науке и образовании Восточной Сибири».- Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2002.- С. 40-45.

29. Аршинский B.JL, Массель А.Г., Фартышев Д. А. Мультиагентный программный комплекс для исследований проблемы энергетической безопасности / Труды XIV Байкальской Всероссийской конференции «Информационные и математические технологии в науке и управлении», ч. III, 2009. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН,- С. 283-289.

30. Фартышев Д.А. Методика построения и разработка многоагентного программного комплекса для исследований проблемы энергетической безопасности / Автореферат дисс. на соискание степени канд. техн. наук. За-

щищена 9.02.2010. Утверждена 21.05.2010. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН. -27 с.

31. Фартышев Д.А. Разработка многоагентного ПК ИНТЭК-М для исследований проблемы энергетической безопасности / Программные продукты и системы. - № 3. - 2010. - С. 126-129.

32. Еделев A.B., Береснева Н.М. Инструментарий для исследования энергетической безопасности федеральных округов России // Вестник ИрГТУ. — Иркутск: изд-во ИрГТУ-2011-№ 1(48), с. 8-11.

33. Массель JI.B. Методы и технологии создания ИТ-инфраструктуры научных исследований // Информационные и математические технологии в науке, технике и образовании / Труды X Байкальской Всероссийской конференции, Ч.1.- Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2005.- С. 65-72.

34. Массель JI.B., Болдырев Е.А., Макагонова H.H., Копайгородский А.Н., Черноусов A.B. ИТ-инфраструктура научных исследований: методический подход и реализация // Вычислительные технологии, т.11, 2006.-С.59-67.

35. JI.B. Массель, А.Н. Копайгородский, A.B. Черноусов. Компонентный подход к разработке ИТ-инфраструктуры системных исследований в энергетике // Информационные технологии в науке, социологии, экономике и бизнесе / Приложение к журналу «Открытое образование» / Материалы XXXIV Международной конференции, Украина (Ялта-Гурзуф).— М.: МГАПИ, 2007. —С. 131-134.

36. Массель JI.B., Горнов А.Ю., Бахвалов C.B. Интеграция методов ситуационного анализа и математического моделирования в интеллектуальной системе ИРИС // Вычислительные технологии. - Том 13, специальный выпуск 1. - 2008.- С. 43 -49.

37. Массель А.Г., Аршинский JI.B. Применение когнитивного моделирования для ситуационного анализа проблемы энергетической безопасности // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. — Иркутск: ИрГУПС, 2008, спец. вып., с. 75-80.

38. Макагонова H.H., Массель А.Г. Возможности применения ситуационного анализа при исследовании проблемы энергетической безопасности // Информационные и математические технологии в науке и управлении // Тр. XIII Байкал. Всерос. конф. «Информационные и математические технологии в науке и управлении».- Иркутек: ИСЭМ СО РАН, 2008, Т.2, с. 236240.

39. Массель JI.B., Аршинский B.JL, Массель А.Г. Интеллектуальные информационные технологии поддержки принятия решений в исследованиях и обеспечении энергетической безопасности/ Труды Международной конференции «Интеллектуальные системы принятия решений и проблемы вычислительного эксперимента», Евпатория, 2010. - 192-196.

40. Массель А.Г. Интеллектуальная поддержка исследований проблемы энергетической безопасности. Системные исследования в энергетике/ Труды молодых ученых ИСЭМ СО РАН, Ьып. 40. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2010.-С. 227-234.

41. Массель JI.B., Копайгородский А.Н., Аршинский B.JI. Построение интеллектуальных систем для исследований энергетики на основе алгебраических сетей и онтологий: подход и реализация // Вычислительные технологии, Том 13, спец. Вып.1, 2008, с. 50-58.

42. Ворожцова Т.Н., Макагонова H.H., Скрипкин С.К., Костюченко А.П. Применение онтологий для моделировании IT-инфраструктуры и описания систем энергетики // Вычислительные технологии, Том 13, спец. вып. 1,2008, с. 4-10.

43. Ворожцова Т.Н., Скрипкин С.К. Использование онтологий при моделировании программного комплекса // Вычислительные технологии, Том 13, спец. вып. 1, 2008, с. 376-381.

44. Трахтенгерц Э. А. Компьютерная поддержка принятия решений: Научно-практическое издание. Серия «Информатизация России на пороге XXI века». М.: СИНТЕГ, 1998. 376 с.

45. Массель JI.B., Старостин П.А., Липовецкий A.C. Элементы теории алгеб-

раических сетей // Моделирование и обработка информации: сб. науч. тр. -М.: МФТИ, 2008, с. 139-147.

46. Аршинский В.Л., Фартышев Д.А. Моделирование ситуаций с использованием когнитивных карт и Joiner-сетей. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - Иркутск: ИрГУПС, 2008, спец. вып., с. 148-151.

47. Столяров Л.Н. Философия событийного моделирования на примере энергетической катастрофы // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе: Труды Междунар. конф. - Украина, Гурзуф, 2010.-С. 197-200.

48. Копайгородский А.Н., Массель Л.В. Разработка и интеграция основных компонентов информационной инфраструктуры научных исследований // Вестник ИрГТУ.-2006.- № 2 (26), т.З- С.23-29.

49. Массель А.Г. Интеллектуальная ИТ-среда для исследований проблемы энергетической безопасности / Труды Международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе», Гурзуф, 2010. - С. 306-309.

50. Koller. D., Friedman N. Probabilistic Graphical Models: Principles and Techniques / Daphne Koller, Nir Friedman. - MIT Press, 2009. - 1231 p.

51. Murphy K. A Brief Introduction to Graphical Models and Bayesian Networks [Электронный ресурс] // Computer Science at UBC [сайт]. Режим доступа: http://www.cs.ubc.ca/~murphvk/Baves/bnintro.html (дата обращения: 22.04.2013).

52. Пяткова E.B. Направления развитая технологии проведения вычислительного эксперимента в исследовании проблем энергетической безопасности. Системные исследования в энергетике / Труды молодых ученых ИСЭМ СО РАН, Вып. 40. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2010. - С. 235-240.

53. Heckerman, D. (2008). A tutorial on learning with Bayesian networks. // Innovations in Bayesian Networks, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, pp. 33-82.

54. Judea Pearl. Probabilistic Reasoning in Intelligent Systems: Networks of Plau-

sible Inference, Morgan Kaufmann Publishers, Inc., San Mateo, CA, USA, 1988

55. Bayesian Network; Edited by Dr. Ahmed Rebai. - India, 2010. - p. 442.

56. Рассел С., Норвиг, П. Искусственный интеллект: современный подход, 2-е изд.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2006. - С. 661.

57. Michelle Т. Bensi, Armen Der Kiureghian, Daniel Straub. A Bayesian Network Methodology for Infrastructure Seismic Risk Assessment and Decision Support / PEER Report. // Pacific Earthquake Engineering Research Center. College of Engineering. University of California, Berkeley, 2011. - 316 p.

58. Tutorial on Bayesian Networks with Netica [Электронный ресурс] // Norsys Software Corp. - Bayes Net Software: [сайт]. Режим доступа: http://norsvs.com/tutorials/netica/secA/tut A3 .htm (дата обращения: 22.04.2013).

59. Тулупьев A.JL, Николенко С.И., Сироткин А.В. Байесовские сети: Логико-вероятностный подход. - СПб.: Наука, 2006. - С. 341-342.

60. Moon, Т. К. The expectation-maximization algorithm. IEEE Signal Processing Magazine, 13(6), 1996. - pp. 47-60.

61. Judea Pearl. Causality: Models, Reasoning, and Inference. — 2-nd Edition.-Cambridge University Press, 2009. — 464 p.

62. Пяткова E.B. Применение байесовских сетей доверия для анализа угроз энергетической безопасности. Информационные и математические технологии в науке и управлении / Труды XV Байкальской Всероссийской конференции «Информационные и математические технологии в науке и управлении». Часть I. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2010 - С. 110-116.

63. Массель JI.B., Пяткова Е.В. Анализ угроз энергетической безопасности с применением байесовских сетей доверия / Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: Вып. 61. Проблемы исследования и обеспечения надежности либерализованных систем энергетики / Отв. ред. Н.И. Воропай, А.Д. Тевяшев. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2011.-е. 439-446.

64. Пяткова Е.В. Использование байесовских сетей доверия для моделиро-

вания возможных последствий угроз энергетической безопасности / Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: Вып. 63. Проблемы надежности систем энергетики в рыночных условиях / Отв. ред. Н.И. Воропай, Н.А. Юсифбейли. - Баку: АзНИиПИИЭ, 2013.-С. 519-529.

65. Пяткова Е.В. Построение моделей угроз энергетической безопасности с использованием байесовских сетей доверия - Винеровские чтения / Труды IV Всероссийской конференции. Часть II. - Иркутск: ИрГТУ, 2011. - с. 217-224.

66. Массель Л.В., Пяткова Е.В. Применение байесовских сетей доверия для интеллектуальной поддержки исследований проблем энергетической безопасности / Вестник ИрГТУ. - № 2(61). - 2012. - С. 8-13.

67. Пяткова Е.В. Интеграция инструмента байесовских сетей доверия в интеллектуальную ИТ-среду для поддержки исследований проблемы энергетической безопасности / Системные исследования в энергетике / Труды молодых ученых ИСЭМ СО РАН, Вып. 41. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2011.-С. 140-147.

68. Naticchia, В., Carbonari A. Causal modelling based on bayesian networks for preliminary design of buildings // Bayesian Network; Edited by Dr. Ahmed Rebai. - India, 2010. - p. 293-316.

69. B. Kemmerer, S. Mishra, P.P. Shenoy. Bayesian causal maps as decision aids in venture capital decision making: methods and applications, Proceedings-Academy of Management, 2002.

70. AgenaRisk. Bayesian Network and Simulation Software for Risk Analysis and Decision Support [Электронный ресурс] / Agena, 2012. Режим доступа: http://www.agenarisk.com/ (дата обращения: 22.04.2013).

71.Bayesia - Make the best decisions [Электронный ресурс] / Bayesia SAS, France. Режим доступа: http://www.bayesia.com/ (дата обращения: 22.04.2013).

72. Hugin Expert. The leading decision support tool [Электронный ресурс] /

Denmark. Режим доступа: http://www.hugin.com/ (дата обращения: 22.04.2013).

73. Netica Режим доступа: http://www.norsys.com/netica.html (дата обращения: 22.04.2013).

74. UnBBayes [Электронный ресурс] / University of Brasilia - UnB, 2001-2010. Режим доступа: http://unbbayes.sourceforge.net/index.html (дата обращения: 22.04.2013).

75. GeNIe and SMILE [Электронный ресурс] / Decision Systems Laboratory, 2013. Режим доступа: http://genie.sis.pitt.edu/ (дата обращения: 22.04.2013).

76.Копайгородский А.Н. Проектирование и реализация системы графического моделирования / Информационные и математические технологии в науке и управлении // Труды XV Байкальской Всероссийской конференции, т. III. - Иркутск : ИСЭМ СО РАН, 2010. - С. 22-28.

77.Копайгородский А.Н., Массель JI.B. 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.

78. Копайгородский А.Н. Представление и хранение Joiner-сетей с использованием репозитария ИТ-инфраструктуры научных исследований/ Труды XII Байкальской Всероссийской конференции «Информационные и математические технологии в науке и управлении», ч. III, 2007. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН.- С. 134-140.

79. Пяткова Е.В. Применение байесовских сетей доверия в двухуровневой технологии исследований проблемы энергетической безопасности / Сборник тезисов Российско-монгольской конференции молодых ученых по математическому моделированию, вычислительно-информационным технологиям и управлению. - Иркут'ск, ИДСТУ СО РАН, 2011. - с. 71.

80. Аршинский B.JL, Пяткова Е.В. Совместное использование событийного

и байесовского подходов к исследованию проблемы энергетической без-

151

опасности - Информационные и математические технологии в науке и управлении / Труды XVI Байкальской Всероссийской конференции «Информационные и математические технологии в науке и управлении». Часть III. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2011. - с. 129-137.

81. Пяткова Е.В. Использование байесовских сетей доверия на этапе качественного анализа в исследованиях проблем энергетической безопасности - Информационные и математические технологии в науке и управлении / Труды XVII Байкальской Всероссийской конференции «Информационные и математические технологии в науке и управлении». Часть III. — Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2012. - с. 116-122.

82. Пяткова Е.В. Технология качественного анализа в исследованиях проблем энергетической безопасности *с использованием байесовских сетей доверия / Системные исследования в энергетике / Труды молодых ученых ИСЭМ СО РАН, Вып. 42. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2012. - С. 140-147.

83. Пяткова Е.В. Моделирование угроз энергетической безопасности с использованием байесовских сетей доверия / Системные исследования в энергетике / Труды молодых ученых ИСЭМ СО РАН, Вып. 43. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2013. - С. 206-214.

84. Массель JI.B., Курганская О.В. Автоматизация вычислительного эксперимента на основе логических моделей // Вестник ИрГТУ- № 2 (49). -2011.-С. 8-14.

85. Пяткова Е.В. Технология комплексных исследований функционирования энергетических отраслей в условиях чрезвычайных ситуаций с применением байесовских сетей // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон, журн. 2013. № 8. DOI: http://dx.doi.org/10.7463/0813.0603646

86. Топливно-энергетический комплекс России: 2000-2007 гг. (справочно-аналитический обзор) / под общ. ред. проф., д.т.н. В.В. Бушуева, д.э.н. A.M. Мастепанова, к.г.н. А.И. Громова; Институт энергетической стратегии (ГУ ИЭС). - М.: ИАЦ «Энергия», 2008. - 359 с.

87. Топливно-энергетический комплекс России: 2000-2008 гг. (справочно-

аналитический обзор) / под общ. ред. проф., д.т.н. В.В. Бушуева, д.э.н. A.M. Мастепанова, к.г.н. А.И. Громова ; Институт энергетической стратегии (ГУ ИЭС). - М.: ИАЦ «Энергия», 2009. - 316 с.

88. Отчет о функционировании ЕЭС России в 2009 г. // Открытое акционерное общество «Системный оператор Единой энергетической системы», 2010-23 с.

89. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / В.В. Ершевич, А.Н. Зайлигер, Г.А. Илларионов и др.: Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985. -352 с.

90. Энергетическая стратегия России на период до 2030 г. (утверждена распоряжением правительства РФ от 13 ноября 2009 г. №1715-р) // Собрание законодательства Российской Федерации. 2009. №48. Ст. 5836.

91. ТЭК и экономика России: вчера, сегодня, завтра (1990-2010-2030). Под ред. Ю.К. Шафраника — М.: Издательский центр «ЭНЕРГИЯ», 2011.— 488 с.

92. Нефтяная промышленность России: итоги 2009 г. Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. - 2010, №3.

93. А. Мещерин. Нефть и газ России'2012: предварительные итоги. Прощание с эйфорией // Нефтегазовая Вертикаль, 2013, №8, с. 20-56.

94. Топливно-энергетический комплекс России 2000-2011 гг. Справочно-аналитический обзор/Под общ. ред. проф., д.т.н. В. В. Бушуева, к.г.н. А. И. Громова. Институт энергетической стратегии (ЗАО «ГУ ИЭС»), 2012. — 440 с.

95. ТЭК и экономика России: вчера, сегодня, завтра (1990-2010-2030). Под ред. Ю.К. Шафраника — М.: Издательский центр «ЭНЕРГИЯ», 2011.— 488 с.

96. Статистическая информация [Электронный ресурс] / Минэнерго России. Режим доступа: http://minenergo.gov.ru/activity/statistic/ (дата обращения: 22.04.2013).

97. Отчет о функционировании ЕЭС России в 2012 г. // Открытое акционерное общество «Системный оператор Единой энергетической системы», 2013-32 с.

98. Строительные нормы и правила: СНиП 3-01-99. Строительная климатология: нормативно-технический материал. - Москва: [б.и.], 2003. - 109 с.

99. Системный оператор единой энергетической системы: Генерация и потребление (сутки) [Электронный ресурс] / ОАО «СО ЕЭС», 2009-2013. Режим доступа: http://www.so-ups.ru/index.php?id=ees_gen_consump_day (дата обращения: 22.04.2013).

100. Системный оператор единой энергетической системы: Температура в ЕЭС России [Электронный ресурс] / ОАО «СО ЕЭС», 2009-2013. Режим доступа: http://www.so-ups.ru/index.php?id=ees temperature (дата обращения: 22.04.2013).

101. Мазур Ю.Я. Проблемы маневренности в развитии энергетики. М.: Наука, 1986. - 96 с.