АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ СОЗДАНИЯ ЕДИНОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ РЕГИОНА

Нефедова И.С.¹, Финогеев Е.А.², Финогеев А.Г. ³

¹ Аспирант, Пензенский государственный университет; ² Аспирант, Пензенский государственный университет; ³ Доктор технических наук, профессор, Пензенский государственный университет

АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ СОЗДАНИЯ ЕДИНОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ РЕГИОНА

Аннотация

В статье рассматриваются основные проблемы, с которыми сталкиваются разработчики систем автоматизированного управления и поддержки принятия решений для служб диспетчеризации предприятий, обслуживающих инженерные сети, и предлагаются методы их решения для повышения эффективности работы системы мониторинга инженерных сетей.

Ключевые слова: мониторинг, инженерные коммуникации, интеллектуальные системы поддержки принятия решений

Nefedova I.S.¹, Finogeev E. A.², Finogeev A. G. ³

¹ postgraduate student, Penza State University; ²   postgraduate student, Penza State University; ³ doctor of technical science, professor, Penza State University

PROBLEM ANALYSIS OF A SINGLE NETWORK MONITORING SYSTEM ENGINEERING REGION

Abstract

The paper discusses the main challenges faced by developers of automated control systems and decision support for dispatch services businesses serving utilities, and suggests methods for their solutions to improve system performance monitoring utilities.

Keywords: monitoring, utilities, intelligent decision support system

Своевременное, полное и достоверное получение информации об узлах и объектах инженерных коммуникаций в различных сферах с применением современных информационных и телекоммуникационных технологий сегодня является актуальной научно-технической задачей. Подобного рода оперативные данные необходимы для всех структурных подразделений предприятий, занимающихся их обслуживанием (администрации, диспетчерской службы, аварийно-ремонтным бригадам и т.п.). Проблема получения достоверных сведений о состоянии объектов инженерных коммуникаций в реальном времени напрямую связана с финансово-экономическими показателями деятельности данных предприятий, так как многие аварии можно предупредить, непрерывно измеряя различные параметры (давление, температуру, расход энергоносителя и т.д.), предотвратив потери энергоресурсов и затраты на ликвидацию последствий аварий и техногенных катастроф [1].

Современное состояние информационных и телекоммуникационных технологий, в плане развития и широкого внедрения беспроводных сетей и мобильных средств связи с достаточными вычислительными мощностями позволяет создавать новые интеллектуальные системы мониторинга и поддержки принятия решений для обеспечения работы диспетчерских служб. С их помощью можно прогнозировать, дистанционно детектировать и своевременно определять  места  повреждений в трубопроводных системах, что существенно сократит время восстановления работоспособности  инженерной сети и позволит предупредить серьезные последствия возможных аварий техногенного характера [2].

Понятие «инженерные сети или коммуникации» обозначает системы, обеспечивающие жизнедеятельность населения, жилищно-коммунальных и промышленных предприятий. К ним следует отнести [3]:

• Сети внешнего электроснабжения, включая линии электропередач, подстанции и т.д.;
• Сети внутреннего электроснабжения зданий и сооружений;
• Сети наружного освещения улиц, дорог, витрин, стендов и т.д., включая линий электропередач;
• Сети газоснабжения, включая газораспределительные пункты, газопроводы и т.п.
• Сети транспортировки нефтепродуктов, включая распределительные и насосные станции, хранилища, нефтепроводы и т.п.
• Сети внешнего теплоснабжения, включая городские и внутриквартальные теплосети, тепловые пункты;
• Сети внутреннего горячего водоснабжения и отопления зданий и сооружений;
• Сети внешнего водоснабжения и канализации, включая источники водоснабжения, гидротехнические сооружения, водопроводные и канализационные очистные станции, коллекторы, насосные станции, внутриквартальные сети холодного водоснабжения;
• Сети водоснабжения и канализации зданий и сооружений;
• Инженерные сетевые системы вентиляции и кондиционирования зданий, сооружений и отдельных объектов;

Все инженерные сети (ИС) можно разделить на 5 основных классов по размерам [3]: сети предприятий, муниципальные, региональные, межрегиональные магистральные и внутренние сети зданий и сооружений. По виду транспортируемого энергоносителя сети могут быть разделены на 6 видов: сети электроснабжения, водопроводные, канализационные, тепловые, газовые сети и сети транспортировки нефтепродуктов.

Современные инженерные сети даже на уровне муниципального образования  территориально распределенной инфраструктурой высокой степени и наличием множества обратных связей, что делает невозможным их эффективное управление без применения информационных и телекоммуникационных технологий.

С позиции системного анализа рассмотрим проблемы, с которыми сталкиваются разработчики систем автоматизированного управления и поддержки принятия решений для служб диспетчеризации предприятий, обслуживающих инженерные сети.

1. Проблема «непрозрачности» информации.

Известно, что большая часть программно-информационных систем, внедренных даже в рамках одного предприятия, хранят исходные данные и результаты работы в виде, непригодном для использования другими системами. Разработчики программ и аппаратных средств делают это намеренно, чтобы заставить потребителей покупать только их продукцию. К сожалению это делается практически во всех сферах человеческой деятельности.  Закрытость или «непрозрачность» протоколов и форматов данных в системах часто не позволяет переносить их в иную программную среду силами специалистов предприятия или сопряжено с огромными временными и трудозатратами. Предприятие попадает в «информационную зависимость» от разработчика, которая усугубляется при прекращении технической поддержки с его стороны и может привести к катастрофическим последствиям, что особенно недопустимо для предприятий обслуживающих опасные для жизни населения инженерные коммуникационные системы. Для предупреждения данной проблемы необходимо проводить простой аудит «прозрачности данных» и информационной безопасности предприятия.

2. Проблема рассогласованности информации.

Эта проблема связана с тем, что в настоящее время создается множество аппаратных и программных систем разными производителями для сбора, учета и аналитической обработки исходной информации для мониторинга, управления и принятия решений.  Производители выпускают свои системы для решения конкретной производственной задачи, причем, как было сказано ранее, они работают с собственными наборами данных, как в качестве исходной информации, так и в качестве генерируемого результата, а также имеют собственные, часто закрытые протоколы сбора, обработки и передачи данных в центры диспетчеризации.

Например, в настоящее время в стране выпускается и используется в системах городского теплоснабжения более 60 типов тепловычислителей для сбора и учета показателей с различными несогласованными наборами данных, что сильно затрудняет возможность разработки единой универсальной системы учета и контроля потребления энергоресурсов в системах отопления и горячего водоснабжения.

Другим примером является тот факт, что значительная часть одних и тех же данных необходима для решения задач разными программами. В частности, такой параметр как длина участка трубопровода тепловой сети, используется для гидравлических расчетов, расчета тепловых потерь, учета амортизационных отчислений в бухгалтерском учете, планирования ремонтов, определения зоны отчуждения в кадастровых планах и т.п. Для решения перечисленных задач в разных ведомствах используются свои программы, поэтому значение длины участка хранится в разных форматах для них. Если обслуживающее предприятие проведет какое-либо изменение длины участка в результате ремонта магистрали, то возникает соотвествующее рассогласование в данных об одном и том же объекте в разных наборах для всех подразделений и ведомств, которые ведут учет данной информации. Приведение данных в соответствие (синхронизации) требует значительных усилий, рабочего времени и соответствующих затрат, причем контролировать этот процесс зачастую оказывается совершенно невозможно. В таких условиях нельзя рассматривать вопрос достоверности информационных массивов данных, что фактически влияет на эффективность и качество принимаемых инженерно-технических и управленческих решений и жаже может вызвать катастрофические последствия их принятия. То же самое касается и бумажной информации, которая, как правило, страдает еще большей степенью рассогласованности в  условиях разрозненности ее хранения и многократного дублирования.

3. Проблема рассогласованности информационных потоков.

Сегодня все инженерно-технические, технологические и организационные задачи должны решаться с использованием телекоммуникационных систем, которые образуют транспортную среду для обмена данными. Именно сетевые технологии и призваны решить вторую проблему рассогласованности информации в разных ведомствах. Однако, отсутствие единой стратегии в плане использования сетевых технологий, наличие множества телекоммуникационных решений, аппаратных средств производителей и провайдеров сетевых услуг, приводит к еще большему рассогласованию из-за внедрения принципиально разных решений по организации транспортной информационной сети предприятиями, службами и ведомствами. Также рассогласованность потоков данных возникает при отсутствии синхронизации данных в сетевых информационных системах, что влечет за собой огромные издержки при их эксплуатации, не позволяет лицам принимающим решения (ЛПР) видеть целостную картину происходящих процессов в системе инженерных коммуникаций, что снижает эффективность управления в целом.

4. Проблема учета данных отраслевой специфики.

В решении данной проблемы может помочь внедрение современных информационно-телекоммуникационных и геоинформационных технологий, организация единого многомерного хранилища общих данных для организации взаимодействия предприятий и служб, обслуживающих свои инженерные сети в региональном аспекте. В идеале необходима единая автоматизированная диспетчеризация всех объектов инженерных сетей в плане централизованного оперативного контроля с целью координации управления производственными и технологическими процессами, обеспечения согласованной работы всех звеньев системы управления, бесперебойной работы вспомогательных, обслуживающих и ремонтно-аварийных служб.