CC BY
46
или иных ресурсов они позволя- тыс. кВтч ют более полно и интенсивно ис- 12 000
11 000
10 000
9000
.11 988
пользовать районную ремонтно-обслуживающую базу [2].
Растут потребности предприятий района в электроэнергии, потребление которой увеличилось за последние три года (рис. 2). При общем снижении объемов производства продукции предприятиями района и уровня рентабельности показатели не удастся восстановить, поскольку численность работников из года в год сокращается. Одним из приоритетов функционирования инженерной службы района должно стать применение энергосберегающих технологий.
По результатам анализа производственной деятельности предприятий Ступинского района Московской обл. разработаны следующие рекомендации по организации инженерной службы энергетики сельскохозяйственных предприятий.
1. Электровооруженность предприятий района имеет тенденцию к увеличению из-за увеличения потребления электроэнергии и уменьшения численности работников сельского хозяйства. Количество потребляемой электроэнергии увеличилось благодаря закупкам хозяйствами района дополнительных единиц оборудования. Количественный состав работников снизился за последние годы в результате влияния факторов социально-экономического характера в отрасли. Также имеется тенденция к снижению числа специалистов в сельскохозяйственном производстве. Таким образом, привлечение высококвалифицированных специалистов не только по техническим, но и по финансово-экономическим вопросам является приоритетной задачей при организации инженерной службы в современных условиях.
11 448
9592
2002
2003
2004
2005
2006
Годы
Рис. 2. Потребление электроэнергии сельскохозяйственными предприятиями Ступинского района за 2002-2006 гг.
2. При организации энергетической службы предприятий и единой инженерной службы района необходимо придерживаться комплексной (подрядной) формы обслуживания, поскольку только она может обеспечить должную эффективность в условиях дефицита трудовых ресурсов. Хозяйственная форма обслуживания является неприемлемой для сельскохозяйственных предприятий Ступинского района из-за отсутствия необходимого состава работников, занятых обслуживанием электрохозяйства предприятий.
3. Основным направлением развития инженерного обеспечения энергетики сельскохозяйственных предприятий района в ближайшем будущем должно стать создание единой энергетической службы в районе, что позволит повысить качество обслуживания объектов энергетики района и снизить потери от выхода из строя того или иного оборудования.
Список литературы
1. Водянников, В.Т. Организационно-экономические основы сельской электроэнергетики / В.Т. Водянников. — М.: ИКФ «ЭКМОС», 2003. — 352 с.
2. Водянников, В.Т. Экономика и организация электроэнергетической службы сельскохозяйственных предприятий / В.Т. Водянников. — М.: ЮРКНИГА, 2003. — 168 с.
УДК 631.67
А.Т. Абакаров, аспирант
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»
оптимизация оросительных систем на основе априорной информации, экспертного опроса
Существующее положение в мелиоративной подотрасли следует оценивать как неудовлетворительное. Наблюдается вывод из активного землепользования мелиорированных площадей, ухудшается их
мелиоративное и техническое состояние. Объемы мелиоративных работ, включая работы первой необходимости по реконструкции оросительных систем, сократились в десятки раз [1].
Следует отметить, что построенные и введенные в эксплуатацию оросительные системы в период активной фазы развития мелиорации в стране отличаются высокой энергоемкостью. Особенно это характерно для регионов Поволжья и Северного Кавказа, где эффективное функционирование орошаемого земледелия непосредственно зависит от технического состояния мелиоративных систем.
Проведенный комплексный анализ производственного потенциала мелиорации Юга России, и в частности Республики Дагестан (РД), показал, что с начала 90-х годов прошлого века начался интенсивный процесс списания орошаемых земель.
Основными причинами списания орошаемых земель явились сокращение финансирования ремонтно-эксплуатационных работ, физический и моральный износ оросительных систем, сокращение объемов работ по новому строительству, а также по оптимизации существующих оросительных систем. Отмеченные причины вызвали необходимость списания в последние годы порядка 50 тыс. га.
Проведенный ретроспективный анализ развития орошаемого земледелия в регионе показал, что по состоянию на 2007 г. оросительные системы республики эксплуатируются 40 и более лет. Их износ составляет в среднем около 51 %, а по отдельным системам, например по Капирской оросительной системе, достигает 70 %.
Отсутствие достаточного финансирования на проведение мероприятий, направленных на реконструкцию и обеспечение безаварийной эксплуатации оросительных систем, стимулирует поиск решений, которые при минимальных размерах капитальных вложений смогли бы обеспечить и гарантировать стабильную деятельность оросительных систем.
В системе мер, направленных на создание оптимального мелиоративного режима, важное место отводится инженерным мероприятиям по обеспечению надежности функционирования оросительной системы.
Организация рациональной (оптимальной) системы сооружений и эксплуатации оросительной сети предполагает повышение существующей во-дообеспеченности до расчетной. Согласно проектным проработкам, технические приемы оптимизации позволяют довести кпд оросительных систем до 0,75...0,9.
Выбор оптимальной конструкции объекта включает в себя обоснование критерия сравнения ее вариантов, получение математических описаний факторов, определяющих работу конструкций, и наконец, нахождение экстремума функций и соответствующих ему параметров проектируемой конструкции.
В общем случае оптимизация оросительной системы и ее стоимости возможна путем повышения качества отдельных узлов или элементов системы, а также с помощью комбинации этих путей [2].
90 -
В процессе эксплуатации оросительной системы происходит взаимодействие трех элементов — объекта эксплуатации, системы эксплуатации и окружающей среды. Система эксплуатации воздействует на объект для достижения одной или нескольких целей управления производственной системой (оросительной системой). Данный подход позволяет выделить следующие функции в процессе эксплуатации оросительной системой: прогнозирование, планирование, оценка обстановки, принятие решений, контроль и учет [3].
Среди перечисленных функций эксплуатации принятие решения играет особую роль. Оно является более общей задачей. Общность выражается в том, что любую функцию можно представить как последовательность решений. Следовательно, принятие решений можно рассматривать как типовую задачу, которую приходится решать при реализации различных функций управления оросительной системой.
Задачу принятия решений применительно к эксплуатации и обеспечению надежности работы оросительной системы можно представить в следующей форме:
< 50,Т,Я ± 5,Ц,У,К >,
где 50 — описание исходной проблемной ситуации; Т— время, располагаемое для принятия решений; Я — ресурсы, учитываемые при принятии решения; 5 = (51, 52., 5п) — множество возможных ситуаций; Ц = (Ц1, Ц2..., Цк) — множество целей, которых необходимо достичь в результате устранения проблемной ситуации 50; У = (71, У2..., Ум) — множество возможных решений; 4 = 4(5, У, Ц) — функция предпочтения лица, принимающего решения, с помощью которой оно оценивает ситуацию и решения по степени достижения множества целей; К — критерий выбора наилучшего решения.
Для каждой конкретной ситуации решения У и цели Ц функция 4(£р У;, Ц1) определяет полезность решения У в ситуации 5 для достижения цели Ц1. В выражении слева от вертикальной черты расположены известные элементы задачи, справа от вертикальной черты расположены элементы задачи, которые необходимо определить. Ориентация предпочтений на множество ситуаций, решений и целей и формулировка критерия выбора позволяют определить одно или несколько оптимальных решений, обеспечивающих устранение проблемной ситуации.
Повышение технического уровня любой оросительной системы требует изучения эксплуатационной надежности и степени износа каждого элемента системы [4]. Однако недостаточная полнота информации, а в ряде случаев невозможность получить достоверные данные по средствам проведения информационно-аналитических и экспериментальных исследований не позволяют применять
- Вестник ФГОУ ВПО МГАУ № 5/Г2008-
достаточно эффективно точные математические методы для определения технического состояния оросительных систем [5].
При решении задач оптимизации оросительной системы, когда сведения о работе объекта в реальных условиях недостаточны, предлагается использовать априорную информацию. Наличие таких данных и использование дисперсионного анализа, в частности рангового анализа, позволяют отбросить несуществующие факторы, сконструировать приближенную математическую модель, представляющую собой систему соотношений, связывающих характеристики процесса и исходные показатели объекта с его выходными параметрами. Подобная модель позволяет учитывать факторы, существенно влияющие на технический уровень оросительной системы. Априорная информация, т. е. сведения об объекте, которыми располагают эксперты, чаще всего носит качественный характер. Поэтому для количественного представления такой информации приемлем метод ранжирования (упорядочения) [6].
В качестве экспертов были опрошены специалисты Магарамкентского филиала ФГУ «Минмелио-водхоз» РД, Института по проектированию объектов водного хозяйства и мелиорации «Даггипроводхоз», специалисты регионального ФГУ «Минмелиовод-хоз» РД.
При анализе технического состояния элементов оросительной системы «Капирская» были обозначены девять основных факторов и предложено проранжировать по степени возрастания вероятности безотказной работы основные элементы оросительной системы (табл. 1).
Результаты априорного ранжирования сведены в виде матрицы рангов в табл. 2.
Степень согласованности мнений всех экспертов устанавливалась с помощью коэффициента конкордации, характеризующего согласованность мнений, случайна или неслучайна согласованность мнений специалистов. Высокий коэффициент конкордации в нашем случае говорит о большой степени связи мнений специалистов. Если коэффициент К = 1, то специалисты одинаково расположили факторы:
Т1 = — 1 12
1 П
1 Я
2 /=1
г3 -г
где 55—сумма квадратов отклонений; т — число экспертов; п — число рангов г-го признака в каждой строке матрицы рангов. При отсутствии в матрице рангов равных значений в каждой из строк коэффициент можно выразить в следующей форме:
К =
125
3
1п - п)
0 < К < 1.
т
Значимость коэффициента конкордации оценена по критерию х-квадрат:
5
X2 = т (п -1) К —
12
тп (п +1)
Таблица 1
Матрица рангов
Факторы Объекты ранжирования
Х1 Магистральный оросительный канал
Х2 Межхозяйственная оросительная сеть
Х3 Внутрихозяйственная оросительная сеть
Х4 Головной водозабор
Х5 Отстойники
Х6 Приборы учета воды
Х7 Бассейны суточного и недельного регули-
рования
Х8 Запорно-регулировочная арматура
Дренажная и сбросная сеть
Таблица 2
Результаты априорного ранжирования
К=
5
п
(п - п)-пЯТ1
12
т
г=1
5 = 11 1ЯЯ
/=11=1
Эксперты Факторы
Х1 Х2 Х3 Х4 Х6 Х7 Х8 Х9
1 1 3 2 4 6 5 7 8 9
2 2 1 3 5 4 6 8 9 7
3 1 2 6 3 4 5 8 9 7
4 1 2 3 5 4 7 6 8 9
5 2 3 1 5 4 8 6 9 7
6 2 1 4 3 5 6 9 7 8
Сумма рангов 9 12 19 25 27 37 44 50 47
т Я «у у=1
Отклонения от средней -21 -18 -11 -5 -3 7 14 20 17
суммы рангов
А у = Я«и- Т ¡=1
Квадраты отклонений 441 324 121 25 9 49 196 400 289
1
]=1\. г=1
Вычисленное значение х2 сопоставлено с хт, определенным по таблице распределения х2, с числом степеней свободы (число свободно выбираемых переменных величин), равным (п - 1) [7]. Для нашего случая х2 = 41,18. Для 5 %-ного уровня значимо сти при числе степени свободы квантиль распределений х2 будет х2 = х2табл = = 15,5 < 41,18.
Следовательно, с вероятностью 95 % можно утверждать о неслучайной согласованности мнений экспертов, привлеченных для определения степени влияния факторовХ1 ...Х9 на характеристики элементов оросительной системы «Капирская», обслуживаемой Магарамкентским филиалом ФГУ «Минмелиоводхоз» РД. Оцениваемый коэффициент конкорда-ции равен К = 0,858. По полученной нами матрице рангов, по сумме рангов можно построить диаграмму рангов (см. рисунок).
Немонотонность изменения величины суммы рангов дает возможность выделить элементы оросительной системы «Капирской», которые являются наименее надежными среди других, а именно Х1, Х2, Х3, т. е. магистральный оросительный канал, межхозяйственная и внутрихозяйственная оросительные сети. Установленные таким образом автором элементы оросительной системы являются на данном этапе своего функционирования более уязвимыми, а значит, в первую очередь потребуют проведения мероприятий по техническому перевооружению.
Таким образом, отсутствие достаточных показателей по техническому состоянию оросительных систем и позволяющих на их основе принимать обоснованные проектные решения по оптимизации может быть частично реализовано посредством привлечения экспертов для принятий соответствующих решений.
Оптимизация и оценка ее эффективности на уровне деятельности Магарамкентского филиала ФГУ «Минмелиоводхоз» РД и расположенных в зоне его деятельности сельскохозяйственных предприятий свидетельствует о целесообразности проведения оптимизации не всей системы, а только ключевых элементов, обеспечивающих стабильность функционирования системы и получение запланированных урожаев на орошаемых участках в зоне деятельности оросительной системы «Ка-пирская», при условии качественного проектиро-
10
20
30
40
50
Х1 Х2 Х3 Х4 Х5 Х6 Х7 Х8 Х9
Средняя априорная диаграмма рангов
вания, строительства, и прежде всего качественной эксплуатации в дальнейшем.
Комплексная оптимизация (реконструкция), обеспечивая большую величину эффекта, требует и более значительных затрат, чем выборочная. Следовательно, при достаточном обосновании актуальные для ряда объектов вопросы могут быть решены при меньших затратах и объемах работ, проведением выборочной оптимизации ключевых элементов оросительной системы в масштабах всего региона.
Список литературы
1. Гулюк, Г.Г. О задачах водохозяйственных организаций по реализации новой программы повышения плодородия почв в России / Г.Г. Гулюк // Мелиорация и водное хозяйство. — 2006. — № 2.
2. Голованов, А.И. Экономическое обоснование и математическое моделирование водохозяйственных систем и мероприятий / А.И. Голованов. — М.: МГМИ, 1988. — 157 с.
3. Евланов, Л.Г. Экспертные оценки в управлении / Л.Г. Евланов, В.А. Кутузов. — М.: Экономика, 1978. — 133 с.
4. Мирцхулава, Ц.Е. Основные вопросы надежности гидромелиоративных сооружений / Ц.Е. Мирцхулава. — Тбилиси: Груз. НИИ гидротехники и мелиорации, 1986. — 123 с.
5. Мирцхулава, Ц.Е. О надежности крупных каналов / Ц.Е. Мирцхулава. — М.: Колос, 1981. — 318 с.
6. Адлер, Ю.П. Введение в планирование эксперимента / Ю.П. Адлер. — М.: Металлургия, 1968. — 155 с.
7. Митропольский, А.К. Техника статистических вычислений / А.К. Митропольский. — М.: Наука, 1971. — 575 с.
