Проєктування архітектури системи автоматизації транспортування газу на основі системо-типоцентричного методу

Автор(и)

  • Ігор Богданович Полатайко Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Україна https://orcid.org/0000-0002-9111-0162
  • Леонід Михайлович Заміховський Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Україна https://orcid.org/0000-0002-6374-8580

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.364578

Ключові слова:

архітектурне проєктування, автоматизація, транспортування газу, системо-типоцентрична парадигма

Анотація

Об'єктом дослідження є процес архітектурного проєктування системи автоматизації транспортування газу на рівні компресорної станції як мультиаспектної гетерогенної комп'ютерно-програмної системи в галузі автоматизації. Дана система поєднує підсистеми різної фундаментальної архітектурної природи – від PLC-програм до хмарних аналітичних систем та інформаційних систем з операційною логікою.

Дослідження сфокусовано на вирішенні проблеми повноти, релевантності та інтероперабельності артефактів архітектурного проєктування складних компʼютерно-програмних систем автоматизації.  Існуючі методи зосереджені переважно на окремих аспектах – патернах проєктування, інтеграції та рівневості систем, оптимальному керуванні чи впровадженні певних можливостей, наприклад диспетчерського управління. Вони не формують єдиного наскрізного процесу архітектурного проєктування системи в цілому.

Суть отриманих результатів полягає в формуванні архітектурної моделі системи шляхом проведення процесу архітектурного проєктування із застосуванням системо-типоцентричного методу. Побудована архітектурна модель відрізняється простежуваністю архітектурних артефактів і вибором архітектурних точок зору залежно від фундаментальної природи систем, чим забезпечується покриття фундаментальних архітектурних аспектів та досягається повнота архітектурного опису.  Її побудовано шляхом послідовного формування представлень системи з релевантних точок зору.

Результати демонструють науково-практичну доцільність методу для комплексного проєктування складних гетерогенних систем автоматизації, що поєднують операційно-технологічний (OT) та інформаційно-технологічний (IT) рівні. З практичної точки зору, отримані результати можуть бути застосовані як референтна архітектурна модель для впровадження методу

Біографії авторів

Ігор Богданович Полатайко, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Аспірант

Кафедра інформаційно-телекомунікаційних технологій та систем

Леонід Михайлович Заміховський, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра інформаційно-телекомунікаційних технологій та систем

Посилання

  1. Williams, T. J. (1990). A Reference Model for Computer Integrated Manufacturing from the Viewpoint of Industrial Automation. IFAC Proceedings Volumes, 23 (8), 281–291. https://doi.org/10.1016/s1474-6670(17)51748-6
  2. Polataiko, I., Zamikhovskyі, L. (2026). Development of system-type-centric paradigm of computer-software systems architectural design for automation systems. Technology Audit and Production Reserves, 1 (2 (87)), 43–56. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2026.349943
  3. Polataiko, I., Zamikhovskyi, L. (2026). Development of system-type-centric method for architectural design of computer-software automation systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (2 (140)), 65–84. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.359147
  4. Gorbijchuk, M. I., Lazoriv, O. T., Lazoriv, A. M. (2020). The computer system for optimal control of natural gas pumping units. Methods and Devices of Quality Control, 2 (45), 90–101. https://doi.org/10.31471/1993-9981-2020-2(45)-90-101
  5. Damirova, J., Salmanov, V. (2026). Control of compressor and pumping systems in the oil and gas industry using SCADA. ETM Equipment Technologies Materials, 217. https://doi.org/10.36962/etm33022026-25
  6. Zamikhovskyi, L., Nykolaychuk, M., Levytskyi, I. (2025). Extending the functionality of topologies of Web-oriented control systems for technological objects based on “Open User Communication”. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (2 (138)), 94–115. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.348728
  7. Zamikhovskyi, L., Zamikhovska, O., Ivanyuk, N., Mirzoieva, O., Nykolaychuk, M. (2025). Development of an anti-surge protection system for gas pumping units based on hardware and software vibration monitoring tools. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (2 (136)), 117–132. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.337736
  8. Zamikhovskyі, L., Nykolaychuk, M., Levytskyi, I. (2025). Development of a simulation model of a WEB-oriented servo drive frequency control system based on “Digital Twins” technology. Technology Audit and Production Reserves, 6 (2 (86)), 76–90. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2025.345825
  9. Nykolaychuk, M., Zamikhovskyi, L., Levitskyi, I., Kopei, V., Ropyak, L. (2026). Development of a Simulation Model of a PID Controller Based on Simatic S7 Hardware-Software Tools and “Digital Twin” Technology. Automation, 7 (3), 74. https://doi.org/10.3390/automation7030074
  10. IEC 62264-1:2013. Enterprise-control system integration - Part 1: Models and terminology. International Electrotechnical Commission. Available at: https://webstore.iec.ch/en/publication/6675
  11. The Industrial Internet Reference Architecture (IIRA), Version 1.10: An Industry IoT Consortium foundational document (2022). Boston: Industry IoT Consortium. Available at: https://www.iiconsortium.org/wp-content/uploads/sites/2/2022/11/IIRA-v1.10.pdf
  12. Megow, J. (2020). Reference architecture models for Industry 4.0, smart manufacturing and IoT: An introduction. Berlin: Begleitforschung PAiCE; IIT – Institut für Innovation und Technik in der VDI / VDE Innovation + Technik GmbH. Available at: https://www.digitale-technologien.de/DT/Redaktion/DE/Downloads/Publikation/PAiCE_Leitfaden_Reference_Architecture.pdf?__blob=publicationFile&v=1
  13. Villafuerte, C., Moncayo, M., Oñate, W. (2026). RAMI 4.0 Architecture for Industrial Traceability with Artificial Intelligence and Integrated Security. Automation, 7 (3), 72. https://doi.org/10.3390/automation7030072
  14. Folgado, F., Calderón, D., González, I., Calderón, A. (2024). Review of Industry 4.0 from the Perspective of Automation and Supervision Systems: Definitions, Architectures and Recent Trends. Electronics, 13 (4), 782. https://doi.org/10.3390/electronics13040782
  15. Starke, G., Simons, M., Zörner, S., Müller, R. D., Losch, H. (2019). arc42 by Example: Software architecture documentation in practice. Birmingham: Packt Publishing.
  16. Brown, S. (2015). The C4 model for visualising software architecture. Leanpub. Available at: https://leanpub.com/visualising-software-architecture
  17. Kruchten, P. B. (1995). The 4+1 View Model of architecture. IEEE Software, 12 (6), 42–50. https://doi.org/10.1109/52.469759
  18. Bass, L., Clements, P., Kazman, R. (2021). Software Architecture in Practice. Addison-Wesley Professional.
  19. Cervantes, H., Kazman, R. (2016). Designing Software Architectures: A Practical Approach. Boston: Addison-Wesley Professional. Available at: https://repo.darmajaya.ac.id/3948/1/Designing%20Software%20Architectures_%20A%20Practical%20Approach%20%28%20PDFDrive%20%29.pdf
  20. Rozanski, N., Woods, E. (2011). Software Systems Architecture: Working With Stakeholders Using Viewpoints and Perspectives. Boston: Addison-Wesley. Available at: https://ptgmedia.pearsoncmg.com/images/9780321718334/samplepages/032171833X.pdf
  21. Calderón, D., Folgado, F. J., González, I., Calderón, A. J. (2024). Implementation and Experimental Application of Industrial IoT Architecture Using Automation and IoT Hardware/Software. Sensors, 24 (24), 8074. https://doi.org/10.3390/s24248074
  22. Villar, E., Martín Toral, I., Calvo, I., Barambones, O., Fernández-Bustamante, P. (2024). Architectures for Industrial AIoT Applications. Sensors, 24 (15), 4929. https://doi.org/10.3390/s24154929
  23. Gourisetti, S. N. G., Bhadra, S., Sebastian-Cardenas, D. J., Touhiduzzaman, M., Ahmed, O. (2023). A Theoretical Open Architecture Framework and Technology Stack for Digital Twins in Energy Sector Applications. Energies, 16 (13), 4853. https://doi.org/10.3390/en16134853
  24. Lamm, J. G., Weilkiens, T. (2013). Method for Deriving Functional Architectures from Use Cases. Systems Engineering, 17 (2), 225–236. https://doi.org/10.1002/sys.21265
  25. System Architecture Framework. (GfSE). Available at: https://saf.gfse.org/
  26. Evans, E. (2003). Domain-Driven Design: Tackling Complexity in the Heart of Software. Boston: Addison-Wesley Professional. Available at: https://fabiofumarola.github.io/nosql/readingMaterial/Evans03.pdf
  27. Waqas, M., Jamil, M., Khan, A. A. (2024). Hybrid Power System Design and Dynamic Modeling for Enhanced Reliability in Remote Natural Gas Pipeline Control Stations. Energies, 17 (7), 1763. https://doi.org/10.3390/en17071763
  28. Nazarenko, I. V., Nikolaychuk, M. Ya., Ferenets, V. D., Sukhanov, D. Ye. (2014). Construction and modeling of unified control systems of actuating mechanisms for objects of gas-transport system. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (2 (67)), 41–48. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.21204
  29. Waqas, M., Jamil, M. (2024). Smart IoT SCADA System for Hybrid Power Monitoring in Remote Natural Gas Pipeline Control Stations. Electronics, 13 (16), 3235. https://doi.org/10.3390/electronics13163235
  30. Sayghe, A. (2025). Digital Twin-Driven Intrusion Detection for Industrial SCADA: A Cyber-Physical Case Study. Sensors, 25 (16), 4963. https://doi.org/10.3390/s25164963
  31. Zamikhovskyi, L., Nykolaychuk, M., Levytskyi, I. (2026). Method for building a virtual simulator of the drowworks automated control subsystem of a drilling rig with a WEB interface. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1630 (1), 12068. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1630/1/012068
  32. Chen, S., Ebe, F., Morris, J., Lorenz, H., Kondzialka, C., Heilscher, G. (2022). Implementation and Test of an IEC 61850-Based Automation Framework for the Automated Data Model Integration of DES (ADMID) into DSO SCADA. Energies, 15 (4), 1552. https://doi.org/10.3390/en15041552
  33. Cirani, S., Ferrari, G., Mancin, M., Picone, M. (2018). Virtual Replication of IoT Hubs in the Cloud: A Flexible Approach to Smart Object Management. Journal of Sensor and Actuator Networks, 7 (2), 16. https://doi.org/10.3390/jsan7020016
  34. Rosioru, S., Mihai, V., Neghina, M., Craciunean, D., Stamatescu, G. (2022). PROSIM in the Cloud: Remote Automation Training Platform with Virtualized Infrastructure. Applied Sciences, 12 (6), 3038. https://doi.org/10.3390/app12063038
  35. Dobaj, J., Riel, A., Macher, G., Egretzberger, M. (2023). Towards DevOps for Cyber-Physical Systems (CPSs): Resilient Self-Adaptive Software for Sustainable Human-Centric Smart CPS Facilitated by Digital Twins. Machines, 11 (10), 973. https://doi.org/10.3390/machines11100973
  36. Solomchak, O., Nykolaychuk, M., Solomchak, A. (2024). Modeling and Simulation of Distribution Network with the D-STATCOM and Photovoltaic Power Stations Using MATLAB. 2024 IEEE 5th KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), 1–5. https://doi.org/10.1109/khpiweek61434.2024.10878105
  37. Petrescu, I., Niculae, E., Vulturescu, V., Dimitrescu, A., Ungureanu, L. M. (2025). Transport and Application Layer Protocols for IoT: Comprehensive Review. Technologies, 13 (12), 583. https://doi.org/10.3390/technologies13120583
  38. Christ, L., Milloch, E., Boshoff, M., Hypki, A., Kuhlenkötter, B. (2023). Implementation of Digital Twin and Real Production System to Address Actual and Future Challenges in Assembly Technology. Automation, 4 (4), 345–358. https://doi.org/10.3390/automation4040020
  39. Zamikhovskyі L., Nykolaychuk, M., Levytskyi, I. (2026). Development of a simulation model and testing methodology for frequency control systems of an induction drives using Sinamics G220 and Digital Twin technology. Technology Audit and Production Reserves, 3 (2 (89)), 75–90. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2026.360983
  40. Al-Najari, B., Hen, C. K., Siaw Paw, J. K., Marhoon, A. F. (2025). Dynamic Tuning of PLC-Based Built-In PID Controller Using PSO-MANFIS Hybrid Algorithm via OPC Server. Automation, 6 (4), 83. https://doi.org/10.3390/automation6040083
  41. Rahman, M. A., Shahrior, M. F., Iqbal, K., Abushaiba, A. A. (2025). Enabling Intelligent Industrial Automation: A Review of Machine Learning Applications with Digital Twin and Edge AI Integration. Automation, 6 (3), 37. https://doi.org/10.3390/automation6030037
Проєктування архітектури системи автоматизації транспортування газу на основі системо-типоцентричного методу

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-06-30

Як цитувати

Полатайко, І. Б., & Заміховський, Л. М. (2026). Проєктування архітектури системи автоматизації транспортування газу на основі системо-типоцентричного методу. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(2 (141), 111–138. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.364578

Номер

Том 3 № 2 (141) (2026): Інформаційні технології. Системи управління в промисловості

Розділ

Системи управління в промисловості

Ліцензія

Авторське право (c) 2026 Ihor Polataiko, Leonid Zamikhovskyi

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.