СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСОМ ПОДАЧИ ВОДЫ И ОТВЕДЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД

Полезная модель относится к системам управления водоснабжением и водоотведением населенных пунктов, которые характеризуются совокупностью сети, устройств и сооружений для обеспечения бесперебойного водоснабжения и водоотведения.
Известна система водоснабжения, содержащая разделенную на несколько зон водопроводную сеть, соединенные между собой водоводами источники питания сети водой и ее очистки, насосные станции с напорными трубопроводами подачи воды в зоны. [1]. Насосные станции с напорными трубопроводами снабжены датчиками давления и расходомерами воды.
Известна также система водоснабжения населенного пункта, включающая насосную станцию, водоводы, водопроводную сеть и напорно-регулирующую емкость [2].
Известно устройство для анализа надежности трубопроводов городской водоотводящей сети [3]. Устройство содержит блок первичной обработки информации, блок ранжирования по критериям аварийности, блок анализа и фильтрации первичной информации и запросов по эксплуатации, блок выбора потенциальных объектов санации по аварийности. Данное изобретение позволяет повысить эффективность выборки потенциальных объектов санации по комплексу показателей надежности и физическому состоянию объекта. Недостатком устройства является невозможность оптимизации режима ее работы.
Системы водоснабжения и водоотведения в настоящее время контролируются раздельными службами, по параметрам, нерегулярно собираемым с показаний отдельных измерений, что не позволяет оптимизировать совместный процесс водоснабжения и водоотведения населенного пункта в реальном масштабе времени. Планирование потоков выполняется операторами.
Широко известные автоматизированные системы диспетчеризации [4], системы управления работой [5], центры сетевого управления [6] и системы центрального
управления потоком [7]. Указанные системы автоматизируют процесс управления движениями потоков по путевой инфраструктуре.
Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявленному изобретению является система планирования и динамического изменения оптимизированных потоков с динамической оптимизацией [8]. Указанная система состоит из множества физических путей для транспортных средств в конкретном географическом регионе и позволяет оптимизировать потоки (определить для конкретной транспортной инфраструктуры и за конечный период времени множество маршрутов, которыми должны следовать соответствующее множество транспортных средств) по маршруту, где планируется направить эти транспортные средства в определенные моменты времени, причем все маршруты составляют план движения, а планы движения преобразуются в команды управления. Указанная система позволяет автоматизировать процесс планирования потоков путем создания планов движения с учетом данных транспортной инфраструктуры, данных об отдельных транспортных средствах, подлежащих планированию, графиков движения транспортных средств, физических и рабочих ограничений и других данных, имеющих отношение к движению потока.
Однако, данная система не позволяет управлять и оптимизировать процесс управления иных, кроме транспортных, потоков, например потоков жидкости в системах их транспортировки по трубопроводам водоснабжения и водоотведения.
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей известной системы путем оптимизации водоснабжения и водоотведения, заключающейся в обеспечении уменьшения потерь воды, повышения надежности работы, снижения энергозатрат, расхода электроэнергии, а также финансовых потерь при расчетах с потребителями.
Технический результат достигается тем, что в состав сети трубопроводов, как физических путей системы водоснабжения для чистой воды как транспортного средства, включены вычислительные средства, каналы связи и дистанционные датчики давления воды и гидравлических режимов водопроводной сети, подачи воды, измерения качества воды, водопотребления абонентами, расхода энергии, положения регулирующей арматуры, а в состав сети трубопроводов (физических путей системы водоотведения) для использованной воды (транспортных средств) включены дистанционные датчики объемов перекачки, уровнях мокрых отделений насосных станций, расхода электроэнергии, уровня наполнения коллекторов, объема сброса использованной воды и
канализационных стоков абонентами, количества атмосферных осадков, причем датчики по каналам связи соединены с вычислительным устройством, которое обеспечивает обработку поступающих сигналов и расчет оптимального режима работы всех узлов с точки зрения уменьшения потерь воды, повышения надежности работы, снижения энергозатрат, расхода электроэнергии и химических реагентов, а также финансовых потерь при расчетах с потребителями.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с наиболее близким аналогом показывает, что оно содержит новые узлы со своими связями, позволяющими повысить оперативность реагирования на изменения параметров систем, что ведет к уменьшению потерь воды, повышению надежности работы, снижению энергозатрат, расходу электроэнергии и химических реагентов, а также уменьшению финансовых потерь при расчетах с потребителями.
Система управления комплексом подачи воды и отведения сточных вод для региона (фиг.1), имеет в своем составе множество сетей и сооружений водоснабжения 1, множество сетей и сооружений водоотведения 2, контролируемых средством для исполнения множества программ 3, в качестве которого может выступать ЭВМ (в том числе первональные), с помощью множества информационных потоков по каналам связи 4 и 5 с помощью средств ввода-вывода 8 узла регулирования подачи и учета расхода воды у абонентов 6 средства ввода информации 18 узла учета расхода сточных вод у абонентов 7. В состав узлов регулирования подачи и учета расхода воды у абонентов включены подключенные к средству ввода-вывода информации 8 датчики давления 9, подачи 10 и расхода 11 воды, датчики положения регулирующей арматуры 14, связанные со средством выполнения команд 17, датчик водопотребления 12, автоматический пробоотборник 13, вход которого соединен с выходом датчика качества воды 15 и датчика гидравлических режимов 16. В состав узлов учета расхода сточных вод у абонентов включены подсоединенные к средству ввода информации 18 датчики уровня мокрых отделений НС 19, расходов электроэнергии 20, уровня наполнения коллекторов 21 и количества атмосферных осадков 22.
Система работает следующим образом.
Средство для исполнения множества программ 3 реализует выработку управляющих сигналов и их передачу по каналам связи 5 для средства выполнения команд 17, оптимизирующих подачу воды абонентам посредством управления состоянием регулирующей арматурой в зависимости от показаний датчиков давления 9,
подачи 10 и расхода 11 воды, датчика положения регулирующей арматуры 14, датчика водопотребления 12, автоматического пробоотборника 13, датчика качества воды 15 и датчика гидравлических режимов 16 в соответствии с графиком суточной подачи воды потребителям.
Средство для исполнения множеств программ 3 также реализует учет расхода сточных вод путем определения объемов перекачки и объемах сброса абонентами сточных вод по показаниям датчиков уровня мокрых отделений НС 19, расхода электроэнергии 20, датчика уровня наполнения коллекторов 21 и датчика количества атмосферных осадков 22.
Список использованных источников
1. Кармазинов Ф.В., Кинебас А.К., Беляев А.Н., Пробирский М.Д., Трухин Ю.А., Курганов Ю.А., Ильин Ю.А., Игнатчик B.C., Игнатчик С.Ю. Система водоснабжения мегаполиса. Заявка на изобретение РФ №2006125694 \\ Бюллетень «Изобретения. Полезные модели» от 27.01.2008.
2. Николадзе Г.И. Водоснабжение. - М.: Стройиздат, 1989, с.27-28
3. Храменков С.В., Примин О.Г., Орлов В.А., Зоткин С.П., Харькин В.А., Алексеев С.А. Устройство для анализа надежности трубопроводов городской водоотводящей сети. Патент РФ №2237784 // Бюллетень «Изобретения. Полезные модели» от 10.10.2004
4. Рюмин В.П.; Балдин К.В.; Саковский В.В. Устройство для моделирования системы массового обслуживания / Патент РФ №2020577 // Бюллетень «Изобретения. Полезные модели» от 30.09.1994
5. Келли Б.Х., Чандрасекхар Р. Система для выборочного задействования режимов работы устройства. Заявка на изобретение РФ №2006118360 // Бюллетень «Изобретения. Полезные модели» от 10.12.2007
6. Вяре Я., Пупутти М., Пеконен X., Лайхо К., Ауранен Т. Способ, система и сетевой объект для обеспечения передачи цифрового вещания. Патент РФ на изобретение №2316912 // Бюллетень «Изобретения. Полезные модели» от 10.02.2008
7. Агишев С.Г., Система координированного управления транспортными потоками. Заявка на изобретение РФ №2004103102 // Бюллетень «Изобретения. Полезные модели» от 10.07.2005
8. Морариу В., Бойл Ф., Дойтерман У., Бэрри Г.П., Корытко Э. Способ и система планирования потоков с динамической оптимизацией. Патент РФ №2314561 // Бюллетень «Изобретения. Полезные модели». 2008. №1