CC BY
1
2. Дроздова Л.Ф. Обзор современных компрессорных установок и материалов для снижения их шума / Л.Ф. Дроздова, ЕЮ. Чеботарева, А.В Кудаев // Noise Theory and Practice - 2018 - №4(2) - С. 11-20.
3. Терехов А.Л. Источники шума на компрессорных станциях магистральных газопроводов. Их характеристики и пути снижения шума // Охрана окружающей среды и промышленная безопасность: Обзор, инф. - М.: ИРЦ Газпром, 2003. - 63 с.
4. ГОСТ 12.2.016.1-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование компрессорное. Определение шумовых характеристик. Общие требования
5. Методика и техническое обеспечение проведения экспериментальных исследований определения шума на рабочих местах / Финоченко Т.А., Баланова М.В., Яицков И.А. // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. 2019. № 1(46). С. 5-7
6. Методологический подход к выбору аналитического оборудования по оценке безопасности труда для мобильных лабораторий / Борисова А.В., Козлюк В.В., Финоченко В.А. // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - Тула: №7, 2023. - С. 150-153. DOI: 10.24412/2071-6168-2023-7-150-151
7. Экспериментальные исследования шума и вибрации при местном упрочнении деталей шарико-стержневым упрочнителем / Морозов С.А., Чукарин А.Н., Финоченко Т.А. // Российский научно-технический журнал «Мониторинг. Наука и Технология» 2019. № 1 С. 65-69.
8. Кравченко, М. А. Теоретическое исследование процессов шумообразования компрессорных установок / М. А. Кравченко // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2022. № 4. С. 19-25. DOI 10.46973/0201-727X_2022_4_19.
Кравченко Михаил Александрович, канд. фил. наук, доцент, [email protected]. Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения
RESULTS OF EXPERIMENTAL STUDIES OF THE NOISE OF COMPRESSOR UNITS
M.A. Kravchenko
The article describes the results of measurements of noise generated by compressor units of various types, the analysis of which shows that the most significant sound levels are observed in the low frequency range. Experimental studies of the spectral composition of noise from compressor units were carried out under various technological loads under industrial operating conditions.
Key words: compressor units, experimental studies, vibroacoustic characteristics, noise.
Kravchenko Mikhail Alexandrovich, candidate of philosophical sciences, docent, [email protected], Russia, Rostov-on-Don, Rostov State University of Railway Transport
УДК 004.04
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-9-136-137
АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ РАЗНОРОДНЫХ ДАННЫХ СИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Р.В. Романов, С.С. Кочеткова
В данной работе рассмотрены и применены инструменты по обработке разнородных данных полученных в ключевых измерительных точках сети централизованного водоснабжения. Выделены общие группы показателей влияющих на возникновения аварий сети централизованного водоснабжения. Систематизация данных, анализ и представление результатов осуществляется в программном обеспечении Zulu GIS. В результате формируется интегральная оценка о состоянии труб.
Ключевые слова: централизованное водоснабжение, алгоритм оценки, интегральная оценка, качество
труб.
1. Введение. С ростом городского населения к существующей сети добавляются новые трубопроводы разного возраста, материалов и размеров, тем самым осложняя задачу мониторинга эксплуатации и технического обслуживания [1]. В связи с этим возникают постоянные утечки добываемой и транспортируемой воды по изношенным водопроводам. Так же из-за большого износа труб и образования сквозных отверстий, в них резко ухудшается качество воды, доставляемой до конечных пользователей. Снижение потерь от утечек и выявления изношенных участков водопроводной сети является важнейшим мероприятием для снижения как экономических затрат предприятий, осуществляющих транспортировку воды так и для обеспечения населения качественной водой [2,3].
Оценка риска муниципальных трубопроводных сетей сосредоточена на качественном и количественном анализе последствий аварий [4]. Однако, чтобы оперативно выявлять проблемные участки системы централизованного водоснабжения, необходимо определить ключевые измерительные точки, в которых будет проводиться контроль качества воды централизованного водоснабжения. В выбранных точках необходимо контролировать показатели, на основе которых можно будет определить состояние износа труб. Также необходима систематизация и оценивание полученных данных в ключевых точках. Для этого хорошо подходят геоинформационные технологии, которые позволят анализировать большие объемы данных, автоматизировать процесс оценки, рассчитывать интегральные и среднегодовые показатели, картировать полученные результаты [5].
136
Целью данной работы является рассмотрение и применение инструментов по получению и обработке разнородных данных полученных в ключевых измерительных точках сети централизованного водоснабжения, разработка аналитического обеспечения, позволяющего интегрировать полученные данные с существующими ГИС системами.
2. Подходы к оценке качества труб. Сети централизованного водоснабжения имеют различные физические, эксплуатационные и экологические характеристики. Физические характеристики это характеристики схемы и состояния сети, такие как материал, диаметр или возраст труб. К эксплуатационным факторам относятся параметры, связанные с работой сети, такие как свойства воды, давление или скорость. К экологическим факторам относятся внешние условия, влияющие на производительность сети, такие как климат, эрозия почвы, землепользование и т. д.
Для оценки качества воды применяется лабораторный и производственный контроль. Он выполняется в местах забора воды из скважин, на пунктах очистки, в узловых точках сети централизованного водоснабжения и включает в себя комплекс мероприятий, по оценке органолептических, химических и биологических свойств воды. Количество базовых контрольных точек зависит от протяженности сети и от числа водопотреби-телей.
В разрабатываемой системе мониторинга, для контроля качества труб по химическому составу воды в них применяются датчики электро-проводности, которые располагаются в контрольных точках централизо-ванной системы водоснабжения [6]. Чтобы оперативно обнаруживать возникшие потери воды необходимо наблюдать за изменениями объемов подачи воды в локальную зону, а также за пьезометрическими уровнями в сети. Для этого применяются расходомеры и манометры.
В методике по оценке качества питьевой воды, подаваемой си-стемами централизованного питьевого водоснабжения, основным крите-рием является соответствие вредных веществ предельно допустимой концентрации (ПДК) [7]. Собранные данные в ключевых точках анализируются персоналом санэпидемнадзора и службами водоразводя-щей сети и сравниваются с установленными нормами ПДК.
Однако по такой оценке нельзя однозначно сказать, о состоянии труб по показателям качества воды. Чтобы оптимизировать методы под задачу интегральной оценки качества воды, применена параметрическая модель технического состояния централизованного водоснабжения [8]. В этой модели группируются и выделяются такие показатели: химические, биологические, электропроводность, гидродинамические. Таким образом формируется оценка по группам показателей, но упрощения будут влиять на точность. Также предлагается собирать разнородные данные удаленно по сети интернет и GPRS каналам. После проведения измерений в контрольных точках, получается множество значений, которые необходимо сравнить и получить оценку по каждому параметру в отдельности. Такой способ оценивания позволяет получить наиболее полное представление о состоянии сети централизованного водоснабжения.
Согласно разработанной структуре информационного мониторинга системы централизованного водоснабжения [6] данные о химическом составе, электропроводности, биологические и гидродинамические параметры передаются в облачный сервис OwenCloud. Систематизация данных, анализ и представление результатов осуществляется в ГИС Zulu GIS.
Исходными данными для анализа состояния труб служат результаты контроля с ключевых точек наблюдения, представленные в виде таблицы базы ГИС. В табл. 1 представлены поля характеризующие результат контроля. В табл. 2 представлены поля для нормирования результатов согласно гигиеническим нормативам [7].
Таблица 1
Поля элементов таблицы с результатами контроля._
Имя поля Тип Ключ Описание
Идентификатор Короткое целое +
Пост Строка Код поста
Дата Дата Дата измерения
электропроводность Вещественное Жесткость, минерализация, температура
Химический показатель Вещественное Железо
Биологический показатель Вещественное Железобактерии
Гидродинамический показатель Вещественное Показания расходомеров и манометров
Таблица 2
Поля элементов таблицы гигиенических нормативов__
Имя поля Тип Ключ
Идентификатор Короткое целое +
Название параметра Строка
Единицы измерения Строка
Нормативные показатели Вещественное
Точность метода Вещественное
Группа показателя Строка
На вход подаются 2 таблицы с результатами контроля и данными гигиенических нормативов. Запускается цикл по выбранной дате, затем запускается цикл по показателям, пока не будут перебраны все результаты контроля за выбранную дату. Если значение результата контроля больше или равно нулю (было измерение данного показателя), то проверяется класс показателя. После определения класса, проводится анализ значения показателя в соответствие с методикой, и полученная оценка заносится в таблицу результатов (табл. 3).
Таблица 3
Поля таблицы с результатами_
№ Имя поля Тип
1. Идентификатор Короткое целое
2. Пост Строка
3. Дата измерения Дата
4. электропроводность Вещественное
5. Химический показатель Вещественное
6. Биологический показатель Вещественное
7. Гидродинамический показатель Вещественное
Значение по каждому показателю может иметь «-1» - отклонение от норматива, «1» - показатель в норме и «0» - показатель не измерялся (отсутсвие измерительного датчика или техническая причина).
Полученная таблица импортируется в базу геоданных Zulu GIS для дальнейшего отображения результатов анализа на карте.
3. Результаты. Для апробации сбора данных с ключевых измерительных точек был разработан макет участка водопроводной сети и установлены соответствующие датчики. Опрос датчиков осуществлялся с помощью программируемого логического контроллера «ОВЕН ПЛК 150». Затем данные отправлялись по протоколу Modbus TCP на компьютер. В среде программирования RAD на языке Delphi была написана программа, которая опрашивает контроллер каждые 100 мс. в результате данные отображаются в реальном времени. Для привязки данных к карте местности в разработанной программе была использована библиотека ZuluXTools для программного доступа к данным Zulu. ZuluXTools использует ядро ZuluGIS для работы с графическими и семантическими данными, поэтому карта, внедренная в форму создаваемого приложения выглядит идентично тому, как она подготовлена в самой оболочке ZuluGIS, включая настройки слоев, надписи по семантическим данным и тематические раскраски (рис. 1).
Полученные данные с контроллера записывались в файл и импортировались в базу геоданных (рис. 2).
Вада1 . п * X
1-IB-P Э Гн Ге ш Ги Шш
Текущая запись Запрос База Ответ
(О Post Date Conductivity Chemical indes Biological index Hydradynamicin... л
15 1.12.1 1405.2023 1 1 1 1
17 1.12 г 10 И.12.3 14052023 14.05.2023 1 I 1 1 0 1 1 1
22 1.12.4 05.03.2023 1 1 0 1
26 1125 23 р.12.6 05032023 05.032023 1 1 1 1 1 0 1
30 1.12.7 05.032023 1 1 0 1
32 1128 05032023 1 1 1 1
34 1.12.9 05.032023 1 1 0 1
36 1.12.10 05.032023 1 1 0 ■1
Рис. 2. Результат мониторинга в ключевых точках
Данные отображаются на карте в приложении ZuluGIS. Особенностью ZuluGIS является то, что схемы инженерных сетей создаются с поддержкой их топологии, что позволяет использовать встроенные модули для выполнения гидравлических расчетов, построения пьезометрических графиков и продольных профилей.
4. Заключение. Таким образом, в данной статье был предложен подход по обработке разнородных данных о состоянии централизованного водоснабжения получаемых с ключевых измерительных точек. Рассмотрены существующие методы и подходы к оценке качества питьевой воды централизованного водоснабжения. На основе методики оценки повышения качества питьевой воды, разработанной Роспотребнадзором, был составлен и адаптирован авторский подход к оценке качества состояния водопроводной сети по группе показателей (химический, биологический, гидродинамический). Анализ проводится по каждому участку сети между ключевыми точками.
Проводились натурные измерения на модели участка водопроводной сети. Данные собирались и обрабатывались в разработанном автором программном обеспечении. Для привязки данных к карте местности были взяты реальные замеры в контрольных постах на участках сети. Информация привязывается к конкретному участку сети
централизованного водоснабжения и отображается в геоинформационной системе ZuluGIS. Перспективой данного исследования будет являться сбор и анализ данных с контрольных точек сети целого города и интеграция разработанной системы в сектор ЖКХ и в работу предприятий осуществляющих добычу и подачу воды пользователям, с целью снижения рисков возникновения аварий и ухудшения качества воды в централизованной системе водоснабжения.
Благодарности. Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ МК-1800.2022.1.6.
Список литературы
1. Cen H, Huang D, Liu Q, Zong Z, Tang A. Application Research on Risk Assessment of Municipal Pipeline Network Based on Random Forest Machine Learning Algorithm // Water. 2023. 15(10). 1964.
2. Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2021 году / М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2022. 340 с.
3. Анциферов С.А., Усманова Е.А. Анализ влияния внутренней коррозии на эксплуатацию трубопроводов // Вестник НГИЭИ., 2015. № 6 (49). С. 5-10.
4. Li J., Liu W., Wei S. Seismic Topology Optimization of Life line Networks Based on seismic reliability // Journal Catastrophology. 2010, V.25, P.4-9.
5. Куракина Н.И., Белкин И.Г. Технологии информационной поддержки контроля качества питьевого водоснабжения с использованием ГИС // Известия СПбГЭТУ ЛЭТИ. 2022. № 2. С. 23-31.
6. Romanov R.V., Kochetkova S.S. Information model of the centralized water supply monitoring system using GIS // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineeringthis link is disabled. 2023.12564.
7. Методика по оценке повышения качества питьевой воды, подаваемой системами централизованного питьевого водоснабжения, Методические рекомендации МР 2.1.4.0143-19. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2020.
8. Романов Р.В., Кочеткова С.С., Разработка параметрической модели технического состояния централизованного водоснабжения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. Вып. 10. С. 137 - 140.
Романов Роман Вячеславович, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Владимир, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых,
Кочеткова София Сергеевна, магистрант, [email protected], Россия, Владимир, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых
ANALYTICAL SOFTWARE FOR PROCESSING HETEROGENEOUS DATA OF THE CENTRALIZED WATER SUPPLY
SYSTEM
R.V. Romanov, S.S. Kochetkova
In this paper, tools for processing heterogeneous data obtained at key measuring points of the centralized water supply network are considered and applied. The general groups of indicators affecting the occurrence of accidents of the centralized water supply network are identified. Data systematization, analysis and presentation of results are carried out in the ZuluGIS software. As a result, an integral assessment of the condition of the pipes is formed.
Key words: centralized water supply, evaluation algorithm, integral evaluation, pipe quality.
Romanov Roman Vyacheslavovich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Vladimir, Vladimir State University,
Kochetkova Sofia Sergeevna, student, [email protected], Russia, Vladimir, Vladimir State
University
