Розроблення математичних моделей для підтримки прийняття рішень щодо функціонування критичної інфраструктури в галузі енергопостачання

Анотація

Об’єктом дослідження є енергопостачальні компанії та процеси генерації та постачання електричної енергії. В роботі розглянуті проблеми побудови математичних моделей для прогнозування функціонування об’єкта критичної інфраструктури в умовах мінливого безпекового середовища, що характеризується непередбачуваністю, наявністю невизначеностей різних типів, появою нових загроз, їх комбінацій, зміною форм, тривалості, характеру їх впливу. У роботі приділено основну увагу дослідженню функціонування критичної інфраструктури в галузі енергопостачання. На основі дослідження функціонування системи енергетичної компанії, представлені методи боротьби з невизначеностями на етапі підготовки даних до аналізу та під час попередньої побудови моделей, зокрема, статистичні та ймовірнісні підходи, моделювання досліджуваних процесів, альтернативні методи оцінювання параметрів моделей, тощо. Складність підготовки вхідного набору даних пов’язана з тим, що необхідно забезпечити репрезентативність та варіабельність наборів даних, враховуючи те, що значна кількість факторів повинна бути включена в модель згідно вимог нормативних документів, що може призвести до мультиколінеарності вхідних змінних. У роботі запропоновано аналітичний інструментарій, заснований на використанні математичних моделей та їх комбінацій, призначений до використання у спеціалізованих системах підтримки прийняття рішень. В ході дослідження було проведено ряд чисельних експериментів, в яких опрацьовано запропоновану методику на матеріалах підприємства – об’єкта критичної інфраструктури енергетичного сектору. Для побудови моделей використано програмне забезпечення SAS Energy Forecasting. Кращі результати прогнозування отримані за використання узагальнених лінійних моделей (GLM), зокрема моделі GLM у вигляді ARIMAX (модель авторегресії із ковзним середнім, що включає інтегровану складову-тренд та зовнішні регресори). Пропозиції, представлені в роботі, дозволять підвищити ефективність функціонування енергетичного сектору, в тому числі, щодо визначення цілей, завдань та орієнтирів його функціонування в штатному режимі на певні часові періоди, а також у сфері розробки універсальних і спеціальних механізмів забезпечення стійкості у режимі реагування на загрози та критичні ситуації.