Этапы создания информационно-аналитических систем обеспечения регионального рационального водопользования

Вестник ХНАДУ, вып. 70, 2015

119

УДК 631.862.1

ЭТАПЫ СОЗДАНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНОГО РАЦИОНАЛЬНОГО ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

В.Н. Штепа, доц., к.т.н., И.А. Янковский, доц., к.э.н.,

Полесский государственный университет, г. Пинск, Республика Беларусь

Аннотация. Обоснована и представлена последовательность создания информационноаналитических систем обеспечения рационального водопользования; определены задачи и инструментарии реализации разработанных этапов синтеза программных комплексов.

Ключевые слова: рациональное водопользование, информационно-аналитическая система, эколого-экономический эффект.

ЕТАПИ СТВОРЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНО-АНАЛІТИЧНИХ СИСТЕМ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ РЕГІОНАЛЬНОГО РАЦІОНАЛЬНОГО ВОДОКОРИСТУВАННЯ

В.М. Штепа, доц., к.т.н., І.А. Янковський, доц., к.е.н.,

Поліський державний університет, м Пінськ, Республіка Білорусь

Анотація. Обґрунтовано і представлено послідовність створення інформаційно-аналітичних систем забезпечення раціонального водокористування; визначені завдання та інструментарії реалізації розроблених етапів синтезу відповідних програмних комплексів.

Ключові слова: раціональне водокористування, інформаційно-аналітична система, еколого-економічний ефект.

STAGES OF INFORMATION-ANALYTICAL SYSTEMS CREATION FOR PROVIDING THE REGIONAL RATIONAL WATER USE

V. Shtepa, Assoc. Prof., Ph. D. (Eng.),

I. Yankovskiy, Assoc. Prof., Ph. D. (Econ.),

Polisskyi State University, Pinsk, Republic of Belarus

Abstract. The sequence of creating information-analytical systems for ensuring the rational use of water is proved and presented; the objectives and instruments of implementation of the developed steps of synthesis of appropriate software systems are determined.

Key words: rational water use, information-analytical system, ecological and economic benefits.

Введение

Проблематика рационального природопользования включает несколько составных компонентов [1]. Одной из актуальных задач является разработка и внедрение информационно-аналитических систем стратегического планирования регионального водопользования с учётом реализации на промышленно-коммунальных предприятиях

замкнутых циклов водоснабжения с повторным использованием сточных вод в технологических процессах.

Современные информационные разработки ориентированы или только на проектирование локальных систем водоочистки [2], или только на стратегическое планирование, что является их существенным недостатком.

120

Вестник ХНАДУ, вып. 70, 2015

Анализ публикаций

Все больше предприятий и заводов, в том числе в странах ЕС и СНГ, переоснащают производство, вводят новые технологические линии. Основной негативной тенденцией в этом разрезе является увеличение концентрации загрязнителей в сточных водах [2].

При этом низкая рентабельность очистных сооружений, использующих традиционные технологические решения (их срок окупаемости более 15-25 лет), препятствует поступлению частных инвестиций в эту сферу, соответственно, внедрения современных методов и технологий водоочистки [3].

Вместе с тем, каждый из известных базовых способов воздействия на водные растворы (физический, химический, физико-хими-

ческий и биологический) имеет свои технологические недостатки, лимитирующие его применение, что требует для обеспечения нормативного качества сточных вод, особенно при повторном их использовании, создания комбинированных решений [4].

Однако при наличии в регионе нескольких значительных предприятий-загрязнителей

водоёмов и ограниченности в финансировании, что имеет место в реальных ситуациях [5], жизненно важно разработать такую стратегию освоение средств на водоочистку, где во время её реализации экологическая безопасность будет максимально возможной для рассмотренного региона в любой момент времени внедрения проекта.

При формировании управленческих решений обязательно должна учитываться специфика комбинированных установок водоочистки.

Цель и постановка задачи

Разработка последовательности создания информационно-аналитических систем обеспечения рационального водопользования с учётом финансовых возможностей и функциональности комбинированных систем водоочистки.

Разработка последовательности создания информационно-аналитических систем рационального водопользования

Структурно информационно-аналитическая

система должна включать два базовых уровня:

- нижнии: локального проектирования и управления установками водоочистки на отдельных предприятиях;

- верхний: стратегического управления региональным развитием систем водоочистки.

В первом случаи происходит объектноориентированное создание и имитационное моделирования работы оборудования.

Во втором (рис. 1), разрабатывается алгоритм и объёмы работ с предприятиями-загрязнителями окружающей среды.

/Введение данных: мони- /

торинг и эксперименталь- /

ные исследования; финан- /

совые ограничения /

Рис. 1. Обобщённая блок-схема алгоритма работы информационно-аналитической системы обеспечения рационального водопользования

Исходя из поставленной задачи, можно сформулировать следующие этапы синтеза информационно-аналитической системы:

1. Исследование характеристик водопользования региона и отдельных предприятий-загрязнителей - экомониторинг с использованием лабораторной базы.

2. Проведение экспериментальных исследо-

ваний с целью определения методов и режимов водоочистки согласно требованиям критерия энергоэффективности [2, 5-8] -

эксперименты на пилотных установках и создание нейросетевых моделей технологических процессов.

3. Апробация созданных нейросетевых моделей на реальных производственно-коммунальных объектах с целью адаптации настроек оборудования к фактическим условиям.

Вестник ХНАДУ, вып. 70, 2015

121

4. Создание концептуальной региональной модели рационального водопользования.

5. С учётом объёма финансирования и графика получения траншей, разработка на основе математического аппарата теории игор и принятия решений в условиях неопределённости, стратегий регионального управления реализацией проекта создания систем водоочистки.

6. Корректировка с учётом синтезированной стратегий (этап 5) и с использованием нейросетевых моделей (этап 3) параметров оборудования изменения свойств водных растворов.

7. Апробация информационной системы в региональных условиях - имитационное управление проектированием нескольких комбинированных установок водоочистки.

8. Создание программного обеспечения информационно-аналитической системы регионального рационального водопользования.

Вывод

Создание информационно-аналитических

систем обеспечения регионального рационального водопользования - многопараметрический, многостадийный процес, который требует использования современных методов проведения экспериментальных исследований с их интегрированием в информационные разработки, которые должны быть способны эффективно функционировать в услових неопределённости и размытости входных данных.

Литература

1. Донченко М.И. Очистка растворов от

дисперсных примесей методом электрокоагуляции. 2. Осаждение глинистых примесей при переменных гидродинамических режимах, факторный эксперимент / М.И. Донченко, О.Г. Срибная, Ф.И. Гончаров, В.Н. Штепа // Вісник Національного технічного університету “ХПТ. - 2009. - № 22. - С. 57-65

2. В.Н. Штепа Концепция построения инте-

лектуальных систем управления биотехническими объектами с учётом влияния природних факторов / Труды 9-й Международной научно-технической

конференции “Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве”. - М.: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства. -

2014. - 4.5. - С.14 - 19.

3. S.Shvorov, V.Reshetyuk, I.Bolbot, V.

Shtepa, D. Chirchenko Theoretical issues construction and operation of agricultural mission robotic system // Annals of Warsaw University of Life Sciences -SGGW Agriculture (Agricultural and Forest Engineering). - Warsawa: Warsaw Univ. Life Sci. - № 60. - 2012. - P. 97 -103.

4. Штепа В. M. Оцінка енергетичних харак-

теристик процесів очищення стічних вод агропромислових підприємств електротехнічними комплексами / В.М. Штепа // Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. - 2014. -Вип. 194. - Ч. 3. - С. 259 - 265.

5. V Lysenko Intelligent effective management

system of biotechnical objects based on natural disturbances prediction / V. Lysenko, B. Golovinskyi, V. Reshetiuk, V. Shtepa, V. Shcherbatyuk // International Scientific Electronic Journal “Earth Bioresources and Life Quality”. ISSN 22211713.

6. Ряба О.І. Синтез програмного забезпечен-

ня промислового мікроконтролера дозування реагентів при водопідготовці стічних вод / О.І. Ряба, В.М. Штепа // Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. - 2012. - Вип. 174. - Ч. 1.

- С. 86 - 92.

7. Гончаров Ф.І. Методологія підвищення

екологічної безпеки об’єктів агропромислової та харчової індустрій / Ф.І. Гончаров, В.М. Штепа // Техніко-техно-логічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України. - 2012.

- Вип. 16 (30). - Книга 2. - С. 97-104.

8. В. П. Лисенко Розробка систем керування

електротехнічними комплексами на підприємствах аграрного типу з біотехніч-ними об’єктами і особливостями природних збурень (птахофабрики, тепличні комбінати). / Лисенко В. П., Головінсь-кий Б. Л., Войтюк В. Д., Решетюк В. М., Болбот І. М., Штепа В. М., Мірошник В. О., Руденський А.А., Лендєл Т.І., Чернов І.І., Пуха В.М. - К.: НУБІП України. - 2014. - с. 27.

Рецензент: Н.В. Внукова, профессор,

к.георг.н., ХНАДУ.

Статья поступила в редакцию 29 июля 2015 г.