Поддержка принятия решений на основе результатов распределённого мониторинга в системе городского теплоснабжения

Разработанные подходы и полученные результаты создают методологическую основу для проектирования АМФК, позволяют научно обоснованно решать практически важные и широко распространенные задачи анализа и оперативного управления финансированием капиталовложений. Результаты проведенных теоретических и прикладных исследований внедрены при решении задач оперативного управления финансированием капиталовложений в проекты, входящие в Программу социально-экономического развития г.Киева. Основанные на условиях теоремы и следствий 1-3 принципы и методы построения прогрессивных АМФК используются при оперативном программно-целевом финансировании вышеуказанных проектов из городского фонда капиталовложений. Их применение позволило развить и конкретизировать положения нормативных документов и методик, регламентирующих ежеквартальное распределение киевской городской администрацией вышеупомянутого финансового фонда.

Авторы считают, что в данной работе новыми являются следующие положения и результаты:

1. Предложены методы адаптивного управления ФКВ, использующие процедуры планирования и контроля, основанные на рекуррентных алгоритмах прогнозирования и нормирования.

2. Поставлена задача синтеза прогрессивного АМФК, направленного на раскрытие потенциала исполнителя проекта. Найдены конструктивные достаточные условия прогрессивности АМФК при гипотезе лояльности исполнителя проекта по отношению к центру.

3. Найдены достаточные условия прогрессивности АМФК с возрастающим и убывающим финансированием.

Предложения, рекомендации и выводы, сделанные авторами. Теорема и следствия 1-3 являются конструктивными и определяют условия построения прогрессивных АМФК. Разработанные подходы и полученные результаты создают методологическую основу проектирования адаптивных механизмов финансирования капиталовложений. Практическая ценность работы состоит в создании методик повышения обоснованности решений при оперативном управлении фондом финансирования капиталовложений (в частности, по Программе социальноэкономического развития г.Киева).

Литература

1.Цыганов В.В., Березовская В.Н. Модели и методы управления городским фондом развития / Труды междунар. конф. «Информационные технологии в науке, социологии, экономике и бизнесе». Гурзуф, 2010. С. 100-102.

2.Цыганов В.В., Бородин В.А., Шишкин Г.Б. Интеллектуальное предприятие: механизмы овладения капиталом и властью (теория и практика управления эволюцией организации). - М.: Университетская книга, 2004. 768с.

УДК 654.16: 519.72

ПОДДЕРЖКА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ НА ОСНОВЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСПРЕДЕЛЁННОГО МОНИТОРИНГА В СИСТЕМЕ ГОРОДСКОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.

А. А. Финогеев, аспирант Тел.: (8412) 36 84 48; e-mail: fanton3@yandex.ru Пензенский государственный университет http://www.pnzgu.ru

The paper considers the tasks of monitoring the municipal heating network’s objects for decision support within maintenance and repair of heating systems.

В статье рассматривается задачи мониторинга объектов сети городского теплоснабжения для поддержки принятия решений при эксплуатации и ремонте тепловых сетей.

Ключевые слова: мониторинг, поддержка принятия решений, ZigBee, беспроводные технологии.

Key words: monitoring, decision support, ZigBee, wireless technology.

Принятие решений это процесс, в основном зависящий от поиска и оперативного получения необходимой информации, формировании альтернатив и выборе наилучшего из существующих вариантов. Для эффективности принятия решений необходимо определить существующие проблемы и поставить цели для их решения.

Одной из важнейших затратных отраслей жилищно-коммунального хозяйства является теплоснабжение. В системе городского теплоснабжения можно выделить три основных подсистемы, которые требуют постоянного контроля: подсистема подогрева теплоносителя, подсистема доставки, распределения и утилизации теплоносителя, подсистема контроля и учета потребления тепла.

Обеспечение поставки жителям горячей воды и тепла, обеспечение работы котельных и ТЭЦ требует огромных энергетических и финансовых затрат. Для уменьшения затрат на ремонт и эксплуатацию теплоцентралей предлагается много решений по контролю за обнаружением утечек ресурсов и выявлению аварий. В подсистеме современных тепловых магистралей для транспортировки теплоносителя используются двойные трубы с внутренним утеплителем и системой проводного оперативного дистанционного контроля (СОДК). Один из вариантов, система оперативного дистанционного контроля, использует провода, расположенные в теплоизолирующем слое пенополиуретан (ППУ), в пространстве между стальной трубой и гидрозащитной оболочкой. Данная система применяется на 3-х этапах:

1.При производстве труб и фасонных деталей в ППУ - для контроля местоположения.

2.При монтаже трубопровода в ППУ, - для проверки качества теплоизоляции стыков (с использованием специальных приборов).

3.В процессе эксплуатации в ППУ СОДК подаёт сигнал уже при незначительном намокании теплоизолятора. Анализ показаний приборов позволяет принять решение о сроках проведения ремонта.

Для сохранения уникальных свойств пенополиуретана как теплоизолятора, необходимо содержать его в сухом состоянии. Влага, попавшая в ППУ из рабочей трубы сквозь дефекты сварных швов или извне, через пробоины в гидрозащитной оболочке увеличивает тепловые потери, вызывает коррозию наружной поверхности стальной трубы. Позднее обнаружение намокшего ППУ приводит к выходу из строя участка теплотрассы.

Таким образом, система контроля влажности пенополиуретановой теплоизоляции предназначена для своевременного обнаружения фактов попадания влаги в кольцевой зазор между стальной трубой и гидрозащитной оболочкой; она позволяет устанавливать места протечки с точностью, обеспечивающей минимальные объемы земляных работ и минимальные неудобства для населения при проведении ремонтно-восстановительных работ на теплотрассе. Кроме того, система контроля способна обнаружить места обрыва проводов самой системы контроля, и нарушение электрического контакта со стальной трубой.

СОДК может эксплуатироваться как в режиме периодического, так и в режиме непрерывного контроля. Для разных режимов эксплуатации система комплектуется различными приборами. Она является неотъемлемой частью теплотрассы. Надежность функционирования системы контроля обусловлена тем, что она не имеет каких-либо механических или подвижных элементов, которые изнашиваются в процессе эксплуатации и нуждаются в замене.

Определение характера и места протечки

По принципу действия наибольшее распространение получила система контроля, основанная на улавливании отраженного импульса. Эта система способна зафиксировать изменение электрических характеристик слоя теплоизоляции, связанных с его увлажнением, и представляет собой самый простой, надежный и недорогой метод установления факта протечки.

Система контроля использует в качестве сигнальной линии медные неизолированные проводники. Работа системы основана на сравнении электрического сопротивления теплоизоляции, а при поиске места дефекта используется метод улавливания отраженного импульса.

Сопротивление сухого пенополиуретана приближается к бесконечности. В том месте, где появляется влага между одним сигнальным проводом и трубой, уменьшается сопротивление изо-

ляции Rro. Необходимо сравнивать эту величину с эталонной, и если КзтЖиз, то делается вывод о попадании влаги в слой теплоизолятора. Общее сопротивление изоляции в сигнальной цепи, охватывающей 1000 м труб, не должно быть меньше 200 кОм. Слишком низкое сопротивление указывает на наличие шунта между проводами или наличие влаги в изоляции.

Расстояние до места протечки регистрируется эталонным прибором - импульсным рефлектометром, который указывает точное место повреждения. Увлажнение ППУ изоляции из-за некачественного сварного соединения или повреждения оболочки трубы вызывает изменение диэлектрических свойств изоляции, которое посылает отраженный сигнал на рефлектометр. Импульсный метод основан на измерении времени прохождения импульса от одного конца кабельной линии до места повреждения и обратно tx, которое при скорости распространения этого импульса и расстояния до места повреждения /х можно определить по формуле. Правильно построенная система даёт точность +/-1% по сравнению с реальным расстоянием от точки измерения до точки появления течи. Это значит, что погрешность будет меньше, чем длинна одной стандартной трубы, что, в свою очередь, позволяет достаточно точно определить местонахождение дефекта.

Для качественного и своевременного выявления отклонений в эксплуатации трубопровода, и проведения своевременного ремонта необходимо устанавливать стационарную, постоянно действующую систему электронного определения протечки. Вместо переносных приборов для планового осмотра теплотрассы предлагается устанавливать модули беспроводной связи на базе технологии ZigBee для ведения непрерывного мониторинга[1]. Такие методы позволят значительно снизить стоимость и время проведения ремонтных работ, быстро и точно определять места возможной протечки, и не допускать существенных потерь ресурсов до начала проведения ремонта.

Мониторинг и обслуживание блочно-модульных котельных

Получение информации от удалённых объектов с применением беспроводных средств резонно применять и для контроля работы автономных водонагревательных котельных. Это котельные установки, предназначенные для отопления и горячего водоснабжения объектов производственного, жилищного и социального назначения. Котельные работают на природном газе, сжиженном газе и жидком топливе. Уровень автоматизации обеспечивает бесперебойную работу всего оборудования без постоянного присутствия дежурного оператора. Автоматика обеспечивает работу объекта по температурному графику в зависимости от погодных условий. В случае возникновения утечек газа или отклонения значений контролируемых параметров от заданных система безопасности для предотвращения аварийных ситуаций автоматически прекращает подачу газа. Для обслуживания работы таких котельных необходимо присутствие специалиста на объекте как для снятия показаний с приборов о количества израсходованных ресурсов и выполнения плановых работ.

Дистанционный мониторинг БМК позволяет контролировать их работу с диспетчерского пункта, что позволяет экономить время и оперативно получать важную информацию, что позволит более качественно и эффективно планировать проведение регламентных работ и реагировать на возникновение аварийных ситуаций, а также более тщательно вести учет расходуемых ресурсов.

Координирование работы мобильных ремонтных бригад

Важной задачей качественного управления является максимально эффективное использование всех имеющихся ресурсов. Координирование работы мобильных бригад позволит быстрее и с меньшими трудозатратами реагировать на возникновение аварийных ситуаций, а также планировать проведение ремонтных работ с учетом затрачиваемого на них времени на и наличии свободных машин. Для решения поставленных задач следует знать их точное местоположение, степень занятости и наличие всех необходимых средств. Современные средства контроля автотранспорта на базе технологий GSM/GPS/ГЛОНАСС позволяют получать всю необходимую информацию. Таким образом, диспетчер получает возможность отслеживать в реальном времени местоположение автопарка организации и координировать их работу для достижения наиболее эффективного результата.

Использование беспроводных средств контроля объектов теплоснабжения

Одним из способов оперативного получения важной для принятия решений информации яв-

ляется использование современных беспроводных средств с использованием гетерогенной технологической радиосети, построенной на базе технологий ZigBee (802.15.4) и GSM/GPRS[2]. Концепция построения системы удаленного мониторинга приборов тепловой автоматики, учета и контроля теплоносителя объектов ЖКХ, блочно-модульных котельных и ЦТП, а также состояния тепловых магистралей предусматривает реализацию следующих функций:

- автоматический сбор с тепловычислителей параметров теплопотребления (текущих, часовых, суточных, архивных) для сохранения в базе данных и передачи в ГИС компоненту с целью пространственного анализа,

- автоматический сбор данных с приборов тепловой автоматики, датчиков загазованности, пожарно-охранной сигнализации и т.д., на удаленных БМК и ЦТП,

- автоматический мониторинг состояния тепловых магистралей посредством опросов терминальных модулей системы проводного оперативного дистанционного контроля,

- автоматический мониторинг состояния теплосчетчиков и других параметров системы теплопотребления на объектах ЖКХ,

- передача распределенных результатов мониторинга в технологической гетерогенной беспроводной сети на центральный диспетчерский пункт и на мобильные средства связи различными способами (с использованием мощных направленных антенн, цепочек ZigBee ретрансляторов, GSM/GPRS модулей, WiFi маршрутизаторов),

- обработка и интеллектуальный анализ результатов мониторинга с целью предоставления результатов мониторинга и рекомендаций по принятию решений в наглядном виде,

- отображение результатов мониторинга посредством Web интерфейса на стационарных диспетчерских компьютерах и мобильных средствах связи руководителей и аварийно-ремонтных бригад,

- определение местоположения и слежение за перемещениями мобильных средств связи руководителей и аварийных бригад на картах и планах местности.

Качественный и своевременный мониторинг системы городского теплоснабжения дает возможность оперативно получать информацию. Это позволит повысить эффективность принятия решений, избежать аварий или снизить временные и финансовые затраты на их ликвидацию. Существующая потребность в разработке подобных систем контроля и достигнутый уровень развития беспроводных технологий обуславливает широкий спектр применения системы [3]. Она может применяться для мониторинга и контроля объектов жилищно-коммунальной сферы в областях газоснабжения, водоснабжения, электроснабжения, инженерных подземных и наземных коммуникаций и т.д. Особенностью системы на базе технологий ZigBee является использование безлицензионных радиодиапазонов, беспроводных средств связи с низким энергопотреблением, что позволяет создавать распределенные автономные системы мониторинга в масштабе города и региона.

Литература

1.Финогеев А. Г., Дильман В. Б., Маслов В. А., Финогеев А. А. Система беспроводного оперативного дистанционного мониторинга и управления сетями городского теплоснабжения на основе сенсорных сетей. - 2010. - 10с. - [Электронный ресурс] - Режим доступа http://inno-terra.ru/sites/default/files/98-107.doc

2.Финогеев А. Г., Финогеев А. А. Системы оперативного дистанционного контроля // Надежность и качество: Статья в сб. трудов Международного симпозиума. - Пенза: Изд. ПГУ, 2009. - т. 2 - С. 124-126.

3.Финогеев А. Г., Финогеев А. А. Мобильные сенсорные сети для поддержки принятия решений. // ИНФО-2009: Статья в сб. материалов Международной конференции (1-10 октября 2009). - Сочи, 2009. -С. 146-149.

УДК 57.087

ВСТРАИВАЕМАЯ СИСТЕМА ИДЕНТИФИКАЦИИ ПО ГОЛОСОВЫМ БИОМЕТРИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

А. С. Бождай, к. т. н., доцент Тел.:(8412) 36-82-47, e-mail: bozhday@yandex.ru П. А. Гудков, к. т. н., доцент Тел.: (8412) 36-82-47, e-mail:pgudkov@penza.net