Научная статья на тему 'Автоматизированное управление водораспределением на межхозяйственных оросительных системах'

Автоматизированное управление водораспределением на межхозяйственных оросительных системах Текст научной статьи по специальности «Экономика и экономические науки»

CC BY
437
177
Поделиться
Ключевые слова
ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ / АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ / ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИЯ / ПОДДЕРЖКА РЕШЕНИЙ

Аннотация научной статьи по экономике и экономическим наукам, автор научной работы — Юрченко И. Ф., Трунин В. В.

Представлена методология создания информационной системы поддержки принятия решений при оперативном управлении водораспределением на межхозяйственной оросительной системе. Описана подсистема планирования водораспределения, позволяющая в автоматизированном режиме формировать универсальные базы данных о водопотребителях и параметрах оросительной сети для любых оросительных систем с древовидной структурой каналов; автоматизировать процедуру формирования заявок от потребителей на планируемое водопотребление; создавать и управлять базой данных о планируемом водозаборе и водоподаче; готовить отчеты о планируемом водозаборе и водоподаче на оросительной системе, дифференцированные по дням планового периода, водопотребителям и водоисточникам.

Похожие темы научных работ по экономике и экономическим наукам , автор научной работы — Юрченко И.Ф., Трунин В.В.,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Автоматизированное управление водораспределением на межхозяйственных оросительных системах»

АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

УДК 626.923.2

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЕМ НА МЕЖХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

И.Ф. Юрченко, доктор технических наук В.В. Трунин, аспирант

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт им. А. Н. Костякова Россельхозакадемии

Представлена методология создания информационной системы поддержки принятия решений при оперативном управлении водораспределением на межхозяйственной оросительной системе. Описана подсистема планирования водораспределения, позволяющая в автоматизированном режиме формировать универсальные базы данных о водопотребителях и параметрах оросительной сети для любых оросительных систем с древовидной структурой каналов; автоматизировать процедуру формирования заявок от потребителей на планируемое водопо-требление; создавать и управлять базой данных о планируемом водозаборе и водоподаче; готовить отчеты о планируемом водозаборе и водоподаче на оросительной системе, дифференцированные по дням планового периода, водопотребителям и водоисточникам.

Ключевые слова: водораспределение, автоматизированное управление, диспетчеризация, поддержка решений.

В настоящее время в России и в зарубежных компаниях активно разрабатываются и внедряются интегрированные автоматизированные системы управления транспортом, распределением природного газа, предприятиями энергетики и водоснабжения, которые охватывают все уровни и сферы их деятельности, что, к сожалению, не относится к сфере мелиорации. Сбор, обработка, визуальное отображение и архивирование технологической информации об объекте управления, разработке которых стало уделяться повышенное внимание, являются неотъемлемой (хотя и не всегда обязательной) частью автоматизированных систем управления технологическими процессами. От этих разработок значительно отстает создание и промышленное внедрение расчетных компьютерных комплексов поддержки диспетчерских решений и их интеграция в информационные автоматизированные системы диспетчерского управления.

Авторами выполнены исследования и разработана методология создания технологии поддержки принятия решений (СППР) при оперативном управлении водораспределением на межхозяйственной оросительной системе. Методология базируется на методах, алгоритмах и моделях для расчетных компьютерных комплексов автоматизированных систем диспетчерского управления гидроузлами оросительных систем, функционирующих как локально, так и способных интегрироваться в действующие и вновь создаваемые межхозяйственные автоматизированные системы диспетчерского управления. Программное обеспечение расчетных компьютерных комплексов автоматизированных систем диспетчерского управления ориентировано на «оптимизацию принятия решений» на основе диагностики проблем, классификаций решений, определении потребности в информации со стороны лица, принимающего решения и специалистов, занятых подготовкой решений.

Методология создания СППР включает: аспекты компьютерного моделирования

принятия управленческих решений и расчетно-аналитического обеспечения диспетчерского управления водораспределением, а также базовые методические и технологические подходы к созданию системы поддержки принятия решений при управлении водораспределением.

В рамках разработки методологии компьютерного моделирования управленческой деятельности определена структурно-функциональная схема принятия управленческих решений (рис. 1), предложенная в качестве логической основы формирования СППР оперативного управления водораспределением.

Это позволяет реализовать принципы системного анализа при решении слабоструктурированных проблем, обеспечивает гибкий подход к применению формальных методов при классификации решаемых проблем по признаку структурированности и выполнение требования об ориентации СППР на оптимизацию принятия решений [1].

Процесс принятия управленческих решений

]

Стадии процесса

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Подготовка

Принятие

Реализация

Поиск и анализ информации

Сбор и обработка информации

Формулировка проблем, требуюшцх решений

Разработка возможных альтернатив

Формирование множества допустимых вариантов

Выбор и принятие наилучшего решения

Конкретизация задачи и доведение ее до исполнения

Контроль за ходом выполнения решений

Корректировка и оценка полученного результата от выполнения решения

Фазы процесса

Рисунок 1 - Структурно-функциональная схема процесса принятия решений

ШНСЕЛЬХОЗ РФ

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Департамент мелиорации

Федеральные государственные учреждения по мелиорации земель и сельскохозяйственно?,ту водоснабжению

Министерства мелиорации земель и сельскохозяйственного водоснабжения

Управления по мелиорации земель и сельскохозяйственному водоснабжению

_______Управления эксплуатации гидроузлов и ГТС____________

Государственные унитарные предприятия, государственные учреждения

Районные управления по мелиорации земель и сельскохозяйственному

водоснабжению

Управления эксплуатации оросительных систем (УОС)

Диспетчер « 4 » Отдел Еодопользоьакия 4- Гидрогеологическая мелиоративная партия

1 X А / т ' • ^ .

ГТС, насосная станиия

С«Л£ХОтре!ЩрК2Ши

Япр^ЛСНИе сельского ХОЗЯКСТЕ4

Метеостанция

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

► - направление потоков информации

_________- направление управляющих воздействий

Рисунок 2 - Информационные потоки при управлении водораспределением

Рассмотрены также вопросы информационного обеспечения управления (рисунок 2) и кибернетического подхода к исследованию процесса принятия управленческих решений, основанные на представлении о принятии решений как о процессе переработки информации.

В составе методологии разработки расчетно-аналитического обеспечения диспетчерского управления водораспределением на межхозяйственных оросительных системах:

■ сформулированы принципы совершенствования управления оперативным водораспределением на гидроузлах межхозяйственных оросительных систем, обеспечивающие его социально-экономическую и экологическую эффективность;

■ выбраны модели, определяющие рациональность технологической схемы управления водораспределением;

■ созданы алгоритмы управляющих воздействий, направленные на повышение эффективности указанного технологического процесса;

■ определены показатели, модели и алгоритм оценки эффективности управленческой деятельности на межхозяйственной оросительной системе, отражающие как экономические, так и важные социально-экологические аспекты управления, которые не измеряются в денежном выражении.

V.

БАЗА ДАННЫХ

((Л*: 2 <7™; Кс;11; яь*; ,<Ьгж1'д ^ ■4* ;

БАЗА МОДЕЛЕЙ

1хш<0ш?£<1.шК. >пжо.^со Жал > д£>

/-----\

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Схема водоподачи «По требованию»

Рисунок 3 - Блок-схема выбора управляющих воздействий при водораспределении на

межхозяйственной оросительной системе:

I 1 и $2 - логические условия.; бис - расход источника орошения, м3/с; 1?^,пр - планируемый расход водоподачи, м3/с; Кс - коэффициент спроса; ^ - КПД оросительных каналов; Л - символ логического умножения; ®ре- - резервная емкость, требуемая для обеспечения суточного саморегулирования системы при минимальных затратах на

з т ■ з Аб

управление, м ; - резервная емкость >го участка, м ; ^ - возмущающие воздей-

г

ствия; ^упр - время реализации управления (доставки компенсирующего расхода) на ьм

^; т аХ ~ и 3 /

участке канала, с ; =1 - максимальный среднесуточный расход водоподачи, м /с

Алгоритм управления водораспределением зависит от соотношения на системе резервных объемов и планируемой водоподачи, которые, в свою очередь, определяются характеристиками процесса водопотребления, водообеспеченностью источника орошения и конструктивными параметрами каналов. Модели, алгоритмы и процедуры технологии автоматизированного управления водораспределением должны обеспечивать оперативный анализ соотношений наличествующих объемов и требующихся расходов воды, определять значения ограничений и реализовывать их в соответствии с критериями оценки эффективности управления [2]. Блок-схема выбора управляющих воздействий при водораспределении на межхозяйственной оросительной системе представлена на рисунке 3.

Основным недостатком показателей эффективности управленческой деятельности, используемых до настоящего времени в практике службы эксплуатации оросительных систем, является невозможность оценки с их помощью ряда важных социально-экологических аспектов управления, которые не измеряются в денежном выражении. Ориентир на показатели, характеризующие лишь одну область деятельности, может негативно отразиться на конечном результате.

При формировании системы показателей для оценки эффективности управления водораспределением в основу положен принцип сбалансированности, обеспечиваю-

щий, наряду с традиционной финансово-экономической оценкой деятельности организации, учет и других ее аспектов, а также позволяющий контролировать факторы, влияющие на эти показатели, а не только отслеживать результаты.

Предложенная авторами система сбалансированных показателей характеризует следующие основные аспекты перспектив и стратегий для службы эксплуатации меж-хозяйственной оросительной системы: финансовую деятельность; внутреннюю производственную деятельность - управление водораспределением, отношение с потребителем и обществом в целом, обучение и рост кадров (рисунок 4).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Методология создания СППР оперативного управления водораспределением на межхозяйственных оросительных системах базируется на принципах системного подхода [3], обеспечивающего учет эмерджентных явлений и возможность находить, оценивать и сравнивать далеко не очевидные по своей эффективности альтернативы. Основное требование к СППР - обеспечение минимума методологических искажений и неконтролируемых человеком потерь информации в процессе ее агрегирования. Главным в разрабатываемой СППР является не вычислительная часть, а технологическая поддержка процедуры корректного извлечения и формализации субъективных требований и предпочтений специалистов, а также процедуры пошагового агрегирования информации под контролем аналитика.

С учетом представленных выше требований к методологии разработки СППР создано на базе СУБД ACCESS программное обеспечение для планирования водорас-пределения на межхозяйственной оросительной системе, которое позволяет:

■ в автоматизированном режиме формировать универсальные базы данных о во-допотребителях и параметрах оросительной сети для любых оросительных систем с древовидной структурой каналов;

■ автоматизировать процедуру формирования заявок от потребителей на планируемое водопотребление;

■ создавать и управлять базой данных о планируемом водозаборе и водоподаче;

■ готовить отчеты о планируемом водозаборе и водоподаче на оросительной системе, дифференцированные по дням планового периода, водопотребителям и водоисточникам.

Рисунок 4 - Система показателей оценки эффективности управления

водораспределением

Алгоритм формирования унифицированной базы данных о водопотребителях и параметрах оросительной сети включает:

■ создание таблицы «узлов» (водовыделов), путем ввода данных с клавиатуры ПЭВМ в автоматизированном режиме;

■ таблицы каналов путем ввода наименований каналов с использованием таблицы «узлов» (водовыделов) и сведений о канале, необходимых для формирования плана водоподачи (в первую очередь, - времени добегания от водозабора в канал до водовы-дела потребителю и КПД);

■ таблицы водопотребителей и базы данных заявок потребителей на подачу воды в планируемый период.

Заявки от потребителей создаются в специальном файле, сформированном программным комплексом СУБД ACCESS. Для ввода данных используются унифицированные формы, разработанные и поддерживаемые СУБД ACCESS.

База данных планируемого водозабора и распределения водных ресурсов на ме-жхозяйственных гидроузлах создается автоматически на основе базы данных заявок потребителей на подачу воды.

Отчеты о планируемом водораспределении на оросительной системе формируются при помощи специально разработанных запросов и содержат:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

■ сведения о потребности в воде отдельных хозяйств-водопользователей по каждому водовыделу и в целом по системе;

■ головные расходы магистрального и межхозяйственного каналов и подачу воды хозяйствам, согласованные с режимом источника орошения.

Следующим этапом исследований является разработка подсистемы поддержки решений при управлении оперативным водораспределением на гидроузлах межхозяй-ственных оросительных систем. Теоретическое и практическое решение данных задач позволит перевести процесс подготовки и принятия решений по оперативному диспетчерскому управлению водораспределением на межхозяйственных оросительных системах на качественно новый автоматизированный уровень.

Библиографический список

1. Григорьев, Л.И. Диспетчерское управление трубопроводным транспортом газа: состояние, проблемы, перспективы [Текст] / Л.И. Григорьев // 1-я Международная научнотехническая конференция : тезисы докладов. - М.: Нефть и газ, 2002. - С. 12-13.

2. Мелиорация и водное хозяйство. Орошение [Текст]: справочник / Под ред. Б.Б. Шумакова. - М. : Колос, 1999. - 432 с.

3. Поддержка принятия управленческих решений. Информационное и инструментальное обеспечения [Текст] / Под ред. А.Ф. Рогачева. - Волгоград : Изд-во ВолГУ, 2001 г. - 124 с.

Е-mail: Irina.507@mail.ru