CC BY
22УДК 621.311
ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ АНАЛИЗА И МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ВОДОПОДГОТОВКИ
А. Г. Мережко1, СМ, Орлов2
1 НПО «Гидрострой».
443068, Самара, ул. Конноармейская, 17
3 Самарский государственный технический университет,
443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244.
Рассмотрена информационная система для анализа и оценки эффективности возможных технологических схем водоподготовки и водоочистки, ориентированных на регионы Самарской области. Приведена структура интеллектуальной системы поддержки принятия решений в составе информационной системы анализа и моделирования оборудования водоподготовки.
Ключевые слова: информационные системы, водоподготовка, система поддержки принятия решений.
Правительством Самарской области реализуется областная целевая программа «Обеспечение населения Самарской области питьевой водой» на 2005-2010 годы», далее Программа [1]. В рамках Программы выполняется НИР по разработке информационной системы для моделирования и оценки типовых и новых технологий водоподготовки и водоочистки при проектировании систем водоснабжения. Эта система входит в состав общей информационно-управляющей системы для управления территориальным водоснабжением [2].
Для решения задач, связанных с проектированием и опытной и промышленной эксплуатацией водоочистных устройств, необходимо разработать информационную систему, которая позволяет пользователю выбрать способ очистки воды, тип аппарата, рассчитать параметры процесса очистки при заданной производительности. Такая информационная система должна выполнять следующие функции.
1. Упорядочивать разрозненную информацию по процессам очистки воды. В последнее время стали появляться новые способы очистки воды, разрабатывается и усовершенствуется оборудование для водоочистных сооружений. Необходимо структурировать информацию как по методам, применяемым при обработке воды от источников, так и по типам оборудования водоочистки.
2. Содержать наиболее исчерпывающую информацию по стандартному очистному оборудованию. Информационная система должна включать в себя справочную часть в виде базы данных по стандартному очистному оборудованию. Кроме того, по мере накопления знаний следует фиксировать информацию об области применения того или иного аппарата, а также о производительности, конструкционных размерах аппарата, эффективности при очистке определённого состава входящей воды, сведения о производителе.
3. Помогать инженеру, технологу-разработчику выбирать способ очистки для нового процесса водоснабжения. Информационная система с помощью специальных
1 Мережко Александр Геннадьевич, генеральный директор.
2 Орлов Сергей Павлович, доктор технических наук, профессор.
алгоритмов и ряда эвристических правил помогает проектировщику выбрать тот или иной способ очистки в зависимости от показателей качества воды.
4. Подбирать необходимый аппарат для проведения процессов очистки.
5. Рассчитывать параметры процесса очистки для конкретного аппарата. В информационную систему должны входить модули, реализующие вычислительные процедуры, которые позволяют рассчитать процессы, происходящие в различных аппаратах, основываясь на математических моделях этих аппаратов.
Информационная система должна удовлетворять следующим требованиям:
простота работы;
гибкость;
максимальная полнота данных и функций по их обработке;
наличие интеллектуальных экспертных функций.
Структура информационной системы представлена на рис. 1.
Характеристики воды от источника
Рис. 1. Структура информационной системы
На начальных стадиях проектирования задача анализа и выбора облика технического объекта из имеющихся вариантов в основном соответствует постановке задачи принятия решений. Процесс принятия решения будет эффективным в том случае, если схему многокритериального выбора предпочтительного технического предложения дополнить средствами генерации возможных проектных решений, их предварительной фильтрации, оценки технологического уровня. Решение этих задач, однако, связано с привлечением средств обработки знаний, логического вывода и расчетно-логических процедур. Наличие четырех перечисленных элементов (многокри-териальность, знания, вывод, планирование вычислений) сочетается в интеллектуальных системах поддержки принятия решений (ИСППР).
В связи с этим в составе информационной системы разрабатывается интеллектуальная система поддержки принятия решений по технологиям водоподготовки ИСППР ТВ.
Разрабатываемая система представляет собой класс программного обеспечения, имеющий языковую основу, для построения которых необходимо привлекать некоторый инструментарий, использующий формальное описание алгебраических систем фактов базы знаний, элементов управления фактами и представления графа логического вывода. База знаний построена на классификаторе технологий очистки природных вод, разработанного в ГП НИИ ВОДГЕО.
Архитектура ИСППР ТВ представлена на рис. 2.
Расчетный блок Экспертная
система
Входные данные Выходные данные
і і і г
Пользователь Пользователь
Р и с. 2. Архитектура ИСППР ТВ
При разработке ИСППР необходимо формализовать как можно больше параметров и определить связи между ними. Множество таких параметров и связей между ними образуют модель представления знаний о предметной области, которая используется в экспертной подсистеме ИСППР ТВ.
Решениями экспертной подсистемы являются набор технологических схем и ожидаемый состав воды на выходе после использования каждой из технологических схем как на настоящий момент времени, так и на момент времени по сроку прогноза изменения качества воды.
Модуль оценки решений оценивает результат работы экспертной подсистемы. По примерному составу воды, получаемой после очистки, и в зависимости от введенных ограничений (финансовых ограничений, объема переработки воды, производительности водозабора и т.д.) система сопоставляет составные части выбранной технологической схемы с существующим оборудованием (или комплексами оборудования) из базы данных оборудования очистных комплексов.
Модуль «Прогноз качества воды», используя анализ воды на данный момент времени и моделируя процесс изменения гидрогеологических и гидрологических условий в зависимости от параметров, влияющих на качество воды, прогнозирует изменения состава воды при эксплуатации водозабора. Результат работы модуля по-
зволит ИСППР ТВ выдавать решения об изменениях в технологических схемах очистки в будущие периоды времени.
Заключение
Рассмотренные информационная система и интеллектуальная система поддержки принятия решений ИСППР ТВ реализуются в ходе выполнения областной целевой программы «Обеспечение населения Самарской области питьевой водой» и внедряются в министерстве строительства и ЖКХ Самарской области.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Областная целевая программа «Обеспечение населения Самарской области питьевой водой» на 2005-2010 годы». Закон Самарской области от 28 декабря 2004 года № 177-ГД «Об утверждении областной целевой программы «Обеспечение населения Самарской области питьевой водой» на 2005-2010 годы».
2. Орлов С.П, Информационно-управлякмцая система для территориальной системы водоснабжения // Вестник технического университета. Серия Технические науки. - Вып.2(22). - 2008. - С. 111-118.
Статья поступила в редакцию 8 февраля 2009 г.
UDC 621.311
A. GMerezhkoS.P. Orlov1
1NPO «Oidrostroi»
17, Konnoarmeiskaya, Samara, 443068,
3 Samara State Technical University,
244, Molodogvardeyskaya str,, Samara, 443100.
INFORMATION SYSTEM FOR ANALYSIS AND MODELING WATER SUPPLY TECHNOLOGIES
The information system to analyze and estimate efficient technologies schemes for water supply and water treatment for Samara regions is considered. The structure of the intelligent decision support system in composition with information system for modeling and estimate water treatment is given.
Key words: Information systems, water supply, intelligent decision support system.
1 Aleksandr G. Merezhko, general director.
2 Sergey P. Orlov, Doctor of Technical Sciences, Professor.
