CC BY
82
УДК 004.021
DOI: 10.17277/vestnik.2018.02.pp.216-227
РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
В. А. Немтинов, С. М. Терехов
Кафедра «Компьютерно-интегрированные системы в машиностроении», ФГБОУВО «ТГТУ», г. Тамбов, Россия; kafedra@mail.gaps.tstu.ru
Ключевые слова: алгоритм кратчайшего пути; геоинформационная система; информационная система; оптимизация; теплоснабжение; трассировка.
Аннотация: Предложен комплексный подход к оптимизации систем теплоснабжения путем разработки модуля геоинформационной системы, объединяющего и структурирующего разные типы данных систем теплоснабжения. Существующие реалии делают необходимым сбор, структурирование и анализ всей имеющейся информации о сетях теплоснабжения в одной информационной системе.
В качестве программной платформы для оптимизации при проектировании и функционировании систем теплоснабжения, проблем с совместимостью форматов данных выбрана геоинформационная система рвШ с открытым исходным кодом. Дано описание этапов разработки системы поддержки принятия решений для помощи в проектировании и оптимизации существующих систем теплоснабжения. Система реализована в виде модуля для геоинформационной системы рвШ, который включает в себя функции распознавания объектов; реализации модифицированного алгоритма трассировки тепловых сетей с минимальной стоимостью; предварительной оценки сметной стоимости участка тепловой сети.
Введение
Качественное отопление давно стало обязательной потребностью населения. Однако в настоящее время не существует универсальной меры, по которой можно судить об эффективности функционирования системы теплоснабжения. Для потребителя наиболее важны следующие показатели: стоимость теплоснабжения, оптимальная температура, бесперебойная подача. Для теплоснабжающих организаций важны рентабельность и безаварийность систем теплоснабжения. Характеризуя степень влияния критериев эффективности функционирования систем теплоснабжения, следует учитывать требования потребителей и теплоснабжающих организаций.
Эффективность работы систем теплоснабжения зависит от большого числа различных критериев, таких как надежность узлов системы, безаварийность работы, резервирование отдельных узлов, низкая себестоимость теплогенерации, оптимальность теплогидравлических режимов, низкие теплопотери, качество и достоверность собираемых данных, степень диспетчеризации. Повышение эффективности систем теплоснабжения, структура внешних и внутренних интервальных факторов представлены в работах [1, 2].
Существуют решения по оптимизации систем теплоснабжения [3, 4]. Отдельные пути совершенствования систем на разных этапах проектирования предложены во многих работах, например, в [5, 6] рекомендовано использовать наладку теплогидравлических режимов для существующих систем. Существует целый ряд решений по диспетчеризации систем [7 - 9], однако многие из них либо очень дорогие, либо малоэффективные, а о некоторых существующих решениях теплоснабжающим организациям неизвестно.
На этапе проектирования затруднительно рассчитать и учесть все параметры работы системы на десятки лет вперед. Появляются новые подходы к проектированию, режимной наладке, сбору информации на узлах системы теплоснабжения. Испытываются и внедряются отдельные решения по повышению эффективности работы систем [10, 11]. В результате собирается большой объем плохо структурированных данных. Существующие данные о системе разделены на следующие: проект системы теплоснабжения; отдельные чертежи; паспорта оборудования; данные о сбыте; технико-экономические показатели; необработанный массив данных диспетчеризации; кадастровые границы и др.
Специалисты в области проектирования сетей теплоснабжения сталкиваются с мультиформатностью и несовместимостью систем (cad/gis/pkk/etc), что сильно затрудняет работу, делает сбор и обработку данных неточным и длительным процессом.
В связи с этим в данной работе рассмотрены следующие вопросы: постановка задачи разработки информационной системы поддержки принятия решений (ИС ППР), описание структуры и отдельных компонентов информационной системы, методы и инструменты для реализации функционала компонентов информационной системы, обоснование выбора методов решений, иллюстрация результатов решения поставленной задачи.
Постановка задачи и описание структуры информационной систем
Вербальная постановка задачи заключается в следующем:
1. Разработка ИС ППР для систем теплоснабжения, совмещающая проектные, географические, топологические, кадастровые, технико-экономические данные о тепловых сетях и возможность анализа с применением разработанного модифицированного алгоритма оптимизации тепловых сетей [12].
2. Использование проектных данных, данных о ландшафте, инфраструктуре, кадастровых границах для реализации алгоритма трассировки тепловых сетей по критериям минимальной стоимости, с ограничениями на потери давления и температуры.
3. Использование полученных данных для предварительной оценки сметной стоимости участков тепловой сети.
Решением задачи разработки ИС является создание наилучших условий протекания процесса теплоснабжения [13].
В качестве программной платформы для разработки ИС, учитывая существующие проблемы с совместимостью форматов данных, выбрана геоинформационная система QGIS с открытым исходным кодом, которая бесплатна, мульти-форматна, имеет большой функционал, открытый исходный код для написания нужных модулей и подключения баз данных. В данной работе рассмотрены интерфейс и функции ИС ППР.
Решение задачи подключения оптимального числа потребителей тепловой сети рассматриваются в работе [11]. Схема информационных потоков разработанной ИС представлена на рис. 1, где показано, что пользователь (user) взаимодействует с модулем ППР QGIS. Написанная в среде SQL compact 4.0 база данных «Объекты системы» импортируется через стандартный интерфейс в СППР модуль
База типови *а D-j те р. гг.
OÖ №1ГГСЕ
Базатпповн
марагтеристиг
оборудования
Базатпповн марагтеристиг материалов« армат^фы
База потребителей топлоеых сетей
База результатов решежй зал а -ы озт,1ч,1за j ,ы ТС
Рис. 1. Схема информационных потоков СППР
QGIS. Решение оптимизационной задачи трассировки тепловой сети [12] реализовано в подмодуле calc_sppr и содержит формы asar.resx и kenny.resx. Данные об участках тепловых сетей импортируются в специальные формы для использования в дальнейших расчетах предварительной оценки сметной стоимости. Такие технико-экономические формы представляют собой сценарии для использования в задаче подключения оптимального числа потребителей к существующей тепловой сети.
Информационная система ППР для оптимизации систем теплоснабжения включает в себя:
- панель инструментов с возможностью редактирования, рисования, внесения изменений в базы данных, ручной разметки по сетке, запуска имеющихся функций;
- модуль генерации двумерной сетки по размеру экрана на выбранном участке местности с функцией масштабирования;
- подключение кадастровых границ осуществляется из открытого источника PKK rosreestr [http://pkk5.rosreestr.ru/arcgis/services/Cadastre/CadastreWMS/ MapServer/WMSServer];
- подключение cad-чертежей систем в формате .dwg с возможностью внесения изменений и масштабирования.
- модуль автоматического распознавания объектов включает этапы компьютерного сегментирования и фильтрации объектов на геоинформационном изображении инструментами подключаемых библиотек OpenCV;
- функцию, реализующую модифицированный алгоритм трассировки тепловых сетей с минимальной стоимостью;
- функцию предварительной оценки сметной стоимости объектов системы теплоснабжения для оценки диапазона сметной стоимости прокладки и материалов выбранного объекта тепловой сети с учетом неполноты информации (Использован подключаемый модуль smeta-master, написанный на языке C++ для оценки диапазона сметной стоимости прокладки и материалов выбранного объекта тепловой сети с учетом неполноты информации. Модуль включает формы Matherials.resx, addMatherials.resx, calc.resx. В его состав входят подключаемые нормативные базы и все необходимые выходные формы (КС-2, КС-3, КС-6.));
- базу данных с результатами решений;
- базу данных с объектами и оборудованием тепловых систем, включающую характеристики, стоимость;
- базу данных потребителей и проектных данных, собираемых в форматах word, .exel, .dwg.
На рисунке 2 показана панель инструментов, состоящая из 11 кнопок. Первые 4 кнопки предназначены для работы с сеткой: «белая» - очистить, присвоить проходимость; «красная» - присвоить непроходимость, добавить в закрытый список; «синяя» - присвоить условную проходимость со стоимостью входа G; «зеленая» - присвоить условную проходимость со стоимостью входа G; «ТК» - добавить тепловую камеру в выбранную ячейку, задать параметры во всплывающем поле; «ТР» - добавить фрагмент линии трубопровода в выбранную ячейку, задать параметры во всплывающем поле; «К» - добавить котельную (2x2 ячейки), задать параметры во всплывающем поле; «Решетка» - генерация двумерной M-масштабируемой сетки MxN по размеру экрана; «Ломаная» - трассировка трубопровода между тепловыми камерами с помощью модифицированного алгоритма А-стар с наименьшей стоимостью; «Kenny» - распознавание зданий и дорог выбранной области детектором границ Кенни; «P» - функция предварительной оценки сметной стоимости участков тепловой сети.
Автоматическое распознавание объектов для проектирования систем теплоснабжения
Детализация изображения геоинформационных систем, находящихся в открытом доступе, позволяет с высокой точностью определять здания, дороги, автомобили, асфальтовые дорожки, леса и растительность (рис. 3, 4). В то же время доступная детализация современных ГИС не позволяет с высокой точностью определить некоторые бетонные и металлические конструкции, линии коммуникаций и т.д.
Представлены этапы комьютерного сегментирования и фильтрации объектов на геоинформационном изображении инструментами подключаемых библиотек OpenCV.
1. Загрузка Google maps, PKK (публичные кадастровые карты) в QGIS.
2. Распознавание зданий детектором границ Кенни.
рвивч^ ы-»л-Ча и -Щ
Coordinate (__46 19364.6906015 Scale 1:6,282 - т Maonifiei 100% Z Rotation 0.0 t * Render ® EPSG:3S57 (OTFJ Ф
Рис. 2. Панель инструментов в системе QGIS
Рис. 3. Иллюстрация работы алгоритма распознавания объектов
Project Edit View Layer Settings Plugins vector Raster Web Processing CadTools Help
0. ? ш •о rh - •a /sc od 0 и €) m щ m ^ щ s
r^f "D i^PL fu'r && □ P ED
Coordinate 1619364.6906015 Scale 1:6.282 » Magnifier j 100% ^ Rotaton 0.0 Z * Render ф EPSG:3857 (OTF) ф
Рис. 4. Визуализация ГИС-слоя с подключением кадастровых границ PKK
3. Генерация сетки (LxH)xM L-столбцов, H-строк к M-масштабу.
4. Присвоение участкам зданий непроходимости, исключение участков из дальнейшей фильтрации.
5. Распознавание дорог, присвоение участкам дорог условной проходимости со стоимостью G.
6. Распознавание асфальта, присвоение участкам асфальта условной проходимости со стоимостью G.
В OpenCV, детектор границ Кенни реализуется функцией cvCanny.
Детектор использует фильтр на основе первой производной от гауссианы (sigma = 1,4). Вначале исходные изображения сворачиваются с гауссовым фильтром. Границы на изображении могут находиться в различных направлениях, поэтому алгоритм Кенни использует четыре фильтра для выявления горизонтальных, вертикальных и диагональных границ. Воспользовавшись оператором обна-
ружения границ (оператором Собеля), получаем значения для первой производной в горизонтальном Оу и вертикальном Ох направлениях. Из этого градиента можно получить угол направления границы
0 = шс\т(ОхЮу). (1)
Угол направления границы округляется до одного из четырех углов, представляющих вертикаль, горизонталь и две диагонали (например, 0, 45, 90 и 135°). Затем идет проверка того, достигает ли величина градиента локального максимума в соответствующем направлении [16].
Модифицированный алгоритм трассировки тепловых сетей с минимальной стоимостью
Задача состоит в следующем: определить кратчайшее расстояние между узлами An и Bm объектов инженерных коммуникаций с учетом минимизации стоимости ^ min прокладываемого расстояния Н, при наличии дополнительных ограничений вида F(Pi, APi), где i = 1,..., n.
Рассмотрим линейную функцию, где суммируем униполярный показатель стоимости с координатами, используя линейное преобразование.
Модифицированная функция имеет вид
F (x ) =
gt - g n
Л ff + D
Bx - Tx
f + -
VV xmax xmin у
By - Ty
V ymax
■y
(2)
min у у
Zn
. gi ^ min, где n e N. (3)
Процедурную модель алгоритма А-стар можно представить в следующем виде:
1. Преобразование данных расположения (x, y) к координатам в массиве.
2. Быстрая проверка пути. При некоторых условиях путь не должен быть сгенерирован (если совпадают расположения стартовой и конечной точки; если конечная точка является непроходимой).
3. Очистка необходимых переменных (изменение значений в открытом и закрытом списках; обнуление значения G в стартовой точке).
4. Добавление стартовой ячейки к открытому списку ячеек, которые будут проверены (присвоить стартовой ячейке первую позицию в открытом списке).
5. Выполнение, пока путь не будет найден или не существует.
6. Если открытый список не пуст, используем первую ячейку в открытом списке (верхней будет ячейка с наименьшим значением F).
7. Удаление первой позиции в открытом списке (запись координат ячейки.; добавить ячейку в закрытый список; сокращение элементов открытого списка на 1; удалить первую позицию в открытом списке и переназначить на первую позицию элемент с наименьшим F; выполнить, пока не проверены все ячейки из открытого списка, выбрать дочернюю ячейку;
В случае, если дочерних ячеек несколько (проверить, больше ли стоимость F родительской ячейки, чем каждая дочерняя ячейка; выбрать дочернюю ячейку с наименьшей стоимостью F);
В случае если существует всего одна дочерняя ячейка (проверить, больше ли стоимость F родительской ячейки, чем каждая дочерняя ячейка (если F родительской ячейки больше дочерней, замена; иначе, прервать цикл)).
8. Проверка соседних ячеек. Если есть дочерние ячейки - добавить их к открытому списку для последующего рассмотрения. Проверка границ сетки (чтобы не выйти за пределы сетки). Проверка ячеек не в закрытом списке (ячейки из закрытого списка игнорируются).
9. Проверка ячеек на проходимость (присвоить диагональную непроходимость по касательной к углам непроходимых ячеек; если ячейка не в открытом списке, добавить в открытый список; создать новый открытый список для массива из бинарных пар; присвоить каждому новому элементу списка уникальный ID #; отправить каждый новый элемент открытого списка в конец; запись координат х, y нового элемента; определение стоимости входа G (для диагональных направлений; для прямых направлений); определение H, F и родительской ячейки). Перемещение нового элемента открытого списка в бинарное множество M.
10. Начиная с конца списка, элементы множества последовательно сравниваются с родительскими ячейками, по необходимости заменяя их, пока элемент не найдет свое место на множестве. Элемент с самой низкой стоимостью F двигается в начало списка, на протяжении работы алгоритм. Проверить, является ли стоимость F дочерней ячейки меньше стоимости родительской ячейки. Иначе, заменить местами; добавить единицу к количеству элементов бинарного множества M.
11. Если соседняя ячейка уже находится в открытом списке, проверить кратчайший путь к ней из стартовой ячейки. Если существует новый путь с меньшей стоимостью, заменить новую родительскую ячейку, вход G и стоимость F (определение стоимости входа G для нового пути; для диагональных направлений; для прямых направлений).
Если стоимость входа G для нового пути ниже, заменить родительскую ячейку, вход G и стоимость F.
Поскольку изменение входа G также изменяет стоимость F, и, если элемент находится в открытом списке, заменить стоимость F и позицию элемента в открытом списке. Если открытый список пуст, путь отсутствует. Если конечная точка добавлена к открытому списку, кратчайший путь найден. Если в пошаговом режиме, ожидайте нажатия клавиши 1 для каждого следующего хода; выполнить, пока путь не будет найден или не существует.
12. Сохранить существующий путь (указать длину пути в обратном направлении от конечной до стартовой ячейки; проверка родительской ячейки для текущей ячейки; указание длины пути; указание стоимости ячеек; изменение размера данных в нужный размер в байтах).
В результате, полученная информация о кратчайшем пути записывается в базу данных databank. Поскольку запись кратчайшего пути происходит от конечной ячейки, записываем полученную информацию в обратном порядке. В результате получаем набор правильно упорядоченных данных о кратчайшем пути с первого шага до последнего с указанием стоимости.
Обращение к родительской ячейке от текущей ячейки.
Если достигнута стартовая ячейка, завершить цикл.
13. Если путь к конечной ячейке отсутствует, возврат. Путь отсутствует.
14. Считывание данных о созданном пути. Если путь существует, прочитать данные о пути из databank.
Апробация алгоритма принятия решения показана на примере проектируемой котельной северного района г. Котовска.
Результаты трассировки тепловой сети модифицированным алгоритмом А* даны на рис. 5. Трассировка выполнена по размеченным вручную тепловым камерам, обозначенным черными квадратами. Котельная отмечена квадратом 4x4. При выбранной схеме трассировка относительно проста, однако, демонстрирует кратчайшие расстояния между тепловыми камерами и минимальное значение пересечений ячеек с повышенной стоимостью.
Project Ecftt wew Layer se range Rkjgms vector Raster web Proceesrig CadTools Help
□ в н в q e^ йе^^^^яррддаив ^«ь-а-ь-ц ■ - ■ 0. >■ 11 - • о г-, ffi € ci о - <т ea -» -в ti - Б-: •"-.
a г- с ув г- л >"•' л □ ■■ШИНЕИ*/^^ p и
CooriSnate 4619364,6906015 % Scale 1:6,282 - ^ Mayilfi« 1004b 2 Rotsbon 0.0 " К Render © EPSG:38S7 (OTF) ф
Рис. 5. Визуализация работы алгоритмов автоматического заполнения сетки и трассировки тепловой сети с отключенным ГИС-слоем
Оценка результата решения задачи разработки ИС ППР для систем теплоснабжения определяется по множеству критериев, среди которых время и стоимость получения результатов запросов на предоставление информации [14 - 16].
Теоретические и практические результаты исследований использованы при проектировании систем теплоснабжения инженерами АО «ТСК» в г. Уварово.
Заключение
Представленная система ППР для оптимизации систем теплоснабжения позволяет решать проблемы мультиформатности, сбора, структурирования и анализа данных. Система решает задачу предварительной оценки сметной стоимости, что способствует экономии большого количества времени на проектирование и планирование.
Использование информационной системы ППР является перспективным как для организаций, занимающихся проектированием сетей теплоснабжения, так и обслуживающих и модернизирующих сети теплоснабжения. Например, проект-но-сметная документация может готовиться несколько месяцев, а в разработанной информационной системе на получение предварительного проекта трассировки и предварительной сметной стоимости трубопровода понадобится несколько часов.
Список литературы
1. Яковлев, Б. В. Повышение эффективности систем теплофикации и теплоснабжения. / Б. В. Яковлев. - М. : Новости теплоснабжения, 2008. - 448 с.
2. Концепция теории гибкости технических систем / Д. С. Дворецкий [и др.] // Вестн. Тамб. гос. техн. ун-та. - 2016. - Т. 22. - № 2. - С. 172 - 181. ао1:10.17277/уе81тк.2016.02.рр.172-181.
3. Методические рекомендации по оптимизации гидравлических и температурных режимов функционирования открытых систем коммунального теплоснабжения. / Коммунальная энергетика. - М. : ЗАО «Роскоммунэнерго», 2005. - 52 с.
4. Меренкова, Н. Н. Разработка и применение математических моделей для оптимизации производительностей источников и конфигурации гидравлических сетей на основе избыточных схем : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.13.01 / Н. Н. Меренкова. - Новосибирск, 1980. - 22 с.
5. Экономическая эффективность проведения наладочных работ на тепловых сетях и внутренних системах теплопотребления / С. В. Белевич [и др.] // Тепло-энергоэффективные технологии. - 2004. - № 1. - С. 45 - 48.
6. Рафальская, Т. А. Проблемы управления тепловыми и гидравлическими режимами теплоносителей в системах теплоснабжения при центральном регулировании тепловой нагрузки / Т. А. Рафальская // Наука и Мир. - 2015. - Т. 2, № 3 (19). - С. 78 - 81.
7. Росаткевич, Г. К. Единая автоматизированная система диспетчерского контроля и управления городским хозяйством на базе Московской волоконно-оптической сети [Электронный ресурс] / Г. К. Росаткевич, В. В. Краснобаев // Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы». - 2005. -№ 1. - Режим доступа : http://journal.esco.co.ua/2005_1/art35.htm (дата обращения 19.07.2018).
8. Плющаев, В. И. Система дистанционного мониторинга и управления рассредоточенными объектами системы теплоснабжения / В. И. Плющаев, Е. М. Бурда, Ю. Е. Зенютич // Энергоэффективность: Опыт, проблемы, решения. - 2002. -№ 3. - С. 34 - 36.
9. Потапенко, А. Н. Автоматизация распределенных энергосистем комплекса зданий БелГТАСМ / А. Н. Потапенко, А. В. Белоусов, Е. А. Потапенко // Мат. VI Всероссийской науч.-техн. конф. «Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения», 29-30 октября, 2002 г. - Нижний Новгород. - 2002. - С. 45 - 47.
10. Новицкий, Н. Н. Разработка и реализация методов расчета технологически допустимых гидравлических режимов трубопроводных систем / Н. Н. Новицкий, А. В. Алексеев // Трубопроводные системы энергетики. Развитие теории и методов математического моделирования и оптимизации. - Новосибирск : Наука, 2008. - С. 228 - 236.
11. Nemtinov, V. A. Optimization model of heat supply consumers connection schedule to the heat supply system / V. A. Nemtinov, S. M. Terekhov, Yu. V. Nemti-nova, A. B. Borisenko, S. Ya. Egorov // Materials 17TH International Multidisciplinary Scientific Geoconferencences, 29 June - 5 July, 2017, Albena, Bulgaria, 2017, pp. 1013 - 1020, doi: 10.5593/sgem2017/21/S07.128.
12. Терехов, С. М. Особенности решения задач оптимизации с помощью алгоритма поиска кратчайшего пути / С. М. Терехов, К. С. Корнилов, В. А. Немти-нов // Мат. IV Междунар. науч.-практ. конф. «Виртуальное моделирование, про-тотипирование и промышленный дизайн», 15-17 ноября, 2017 г. - Тамбов, 2017. -С. 406 - 411.
13. Мокрозуб, В. Г. Постановка задачи разработки математического и информационного обеспечения процесса проектирования многоассортиментных химических производств / В. Г. Мокрозуб, Е. Н. Малыгин, С. В. Карпушкин // Вестн. Тамб. гос. техн. ун-та. - 2017. - Т. 23. - № 2. - С. 252 - 264. doi: 10.17277/vestnik.2017.02.pp.252-264.
14. Мокрозуб, В. Г. Информационно-логические модели технических объектов и их представление в информационных системах / В. Г. Мокрозуб, В. А. Нем-тинов, С. Я. Егоров // Информационные технологии в проектировании и производстве. - 2010. - № 3. - С. 68 - 73.
15. Мокрозуб, В. Г. Системный анализ процессов принятия решений при разработке технологического оборудования / В. Г. Мокрозуб, Е. Н. Малыгин, С. В. Карпушкин // Вестн. Тамб. гос. техн. ун-та. - 2017. - Т. 23. - № 3. - С. 364 - 373. doi: 10.17277/vestnik.2017.03.pp.364-373.
16. Краснянский, М. Н. Математическое моделирование адаптивной системы управления профессиональным образованием / М. Н. Краснянский, А. И. Попов, А. Д. Обухов // Вестн. Тамб. гос. техн. ун-та. - 2017. - Т. 23. - № 2. - С. 196 - 208. doi: 10.17277/vestnik.2017.02.pp.196-208.
Development of Information System for Decision Support for Optimization of Heat Supply Systems
V. A. Nemtinov, S. M. Terekhov
Department of Computer-Integrated Systems in Mechanical Engineering, TSTU, Tambov, Russia; kafedra@mail.gaps.tstu.ru
Keywords: shortest path algorithm; GIS; information system; optimization; problem statement; heat supply; tracing.
Abstract: In this paper, the authors propose an integrated approach to optimizing heat supply systems by developing a module of a geoinformation system that unifies and structures various types of data of heat supply systems. The existing realities make it necessary to collect, structure and analyze all available information about the heat supply system in one information system.
As a software platform for optimization in the design and functioning of heat supply systems, problems with the compatibility of data formats, the open source QGIS geoinformation system was chosen. The stages of development of decision support system in the design and optimization of the existing heat supply systems are described. The system is implemented as a module for the QGIS geographic information system. The module includes an object recognition function, the module, implementing a modified algorithm to track heat networks with a minimum cost, the module for preliminary estimation of the estimated cost of a section of a heat supply network.
References
1. Yakovlev B.V. Povysheniye effektivnosti sistem teplofikatsii i teplosnabzheniya [Improving the efficiency of heat and heat supply systems], Moscow: Novosti teplosnabzheniya, 2008, 448 p. (In Russ.)
2. Dvoretskiy D.S., Dvoretskiy S.I., Ostrovskiy G.M., Tolstykh S.G. [The concept of the theory of the flexibility of technical systems], Transactions of the Tambov State Technical University, 2016, vol. 22, no. 2, pp. 172-181, doi:10.17277/vestnik.2016.02. pp.172-181. (In Russ., abstract in Eng.)
3. Metodicheskiye rekomendatsii po optimizatsii gidravlicheskikh i tempera-turnykh rezhimov funktsionirovaniya otkrytykh sistem kommunal'nogo teplo-snabzheniya [Methodical recommendations on optimization of hydraulic and temperature modes of functioning of open systems of municipal heat supply], Moscow: ZAO «Roskommunenergo», 2005, 52 p. (In Russ.)
4. Merenkova N.N. Extended abstract of candidate's of technical thesis, Novosibirsk, 1980, 22 p. (In Russ.)
5. Belevich S.V., Kletsko A.V. [i dr.] [Economic efficiency of the adjustment work on heat networks and internal heat consumption systems], Teploenergoeffektivnyye tekhnologii [Heat-Efficient Technologies], 2004, no. 1, pp. 45-48. (In Russ.)
6. Rafal'skaya T.A. [Problems of controlling thermal and hydraulic modes of heat carriers in heat supply systems under central regulation of heat load], Nauka i Mir [Nauka i Mir], 2015, vol. 2, no. 3 (19), pp. 78-81. (In Russ., abstract in Eng.)
7. http://journal.esco.co.ua/2005_1/art35.htm (accessed 19 July 2018).
8. Plyushchayev V.I., Burda Ye.M., Zenyutich Yu.Ye. [The system of remote monitoring and control of distributed objects of the heat supply system], Energoeffek-tivnost': Opyt, problemy, resheniya [Energy efficiency: Experience, problems, solutions], 2002, no 3, pp. 34-36. (In Russ.)
9. Potapenko A.N., Belousov A.V., Potapenko Ye.A. Materialy VI Vserossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii "Regional'nyye problemy energosberezheniya
i puti ikh resheniya" [Materials of the VI All-Russian Scientific and Technical Conference "Regional Problems energy saving and ways of their solution"], 29-30 October, 2002, Nizhniy Novgorod, 2002, pp. 45-47. (In Russ.)
10. Novitskiy N.N., Alekseyev A.V. Razrabotka i realizatsiya metodov rascheta tekhnologicheski dopustimykh gidravlicheskikh rezhimov truboprovodnykh sistem [Development and implementation of calculation methods for technologically acceptable hydraulic regimes of pipeline systems], Novosibirsk: Nauka, 2008, pp. 228-236. (In Russ.)
11. Nemtinov V.A., Terekhov S.M., Nemtinova Yu.V., Borisenko A.B., Egorov S.Ya. Materials 17TH International Multidisciplinary Scientific Geoconferencences [Materials 17TH International Multidisciplinary Scientific Geoconferencences], 29 June - 5 July, 2017, Albena, Bulgaria, 2017, pp. 1013-1020, doi:10.5593/sgem2017/21/S07.128. (In Eng.)
12. Terekhov S.M., Kornilov K.S., Nemtinov V.A. Materialy IV Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii "Virtual'noye modelirovaniye, prototipirovaniye i promyshlennyy dizayn" [Proceedings of the IV International Scientific and Practical Conference "Virtual Modeling, Prototyping and Industrial Design"], 15-17 November, 2017, Tambov, 2017, pp. 406-411. (In Russ., abstract in Eng.)
13. Mokrozub V.G., Malygin Ye.N., Karpushkin S.V. [Statement of the problem of developing mathematical and information support for the process of designing multi-assortment chemical production], Transactions of the Tambov State Technical University, 2017, vol. 23, no. 2, pp. 252-264, doi: 10.17277/vestnik.2017.02.pp.252-264. (In Russ., abstract in Eng.)
14. Mokrozub V.G., Nemtinov V.A., Yegorov S.Ya. [Information-logical models of technical objects and their representation in information systems], Informatsionnyye tekhnologii v proyektirovanii i proizvodstve [Information Technologies in Design and Production - Introduction], 2010, no. 3, pp. 68-73. (In Russ., abstract in Eng.)
15. Mokrozub V.G., Malygin Ye.N., Karpushkin S.V. [System analysis of decision-making processes in the development of technological equipment] Transactions of the Tambov State Technical University, 2017, vol. 23, no. 3, pp. 364-373, doi: 10.17277/vestnik.2017.03.pp.364-373. (In Russ., abstract in Eng.)
16. Krasnyanskiy M.N., Popov A.I., Obukhov A.D. [Mathematical modeling of the adaptive control system of vocational education], Transactions of the Tambov State Technical University, 2017, vol. 23, no. 2, pp. 196-208, doi: 10.17277/vestnik.2017.02. pp.196-208. (In Russ., abstract in Eng.)
Entwicklung eines Informationssystems zur Unterstützung der Entscheidungsfindung fürOptimierung von Wärmeversorgungssystemen
Zusammenfassung: In dieser Arbeit schlagen die Autoren einen umfassenden Ansatz zur Optimierung von Wärmeversorgungssystemen vor, indem sie ein Modul eines Geoinformationssystems entwickeln, das verschiedene Arten der angegebenen Wärmeversorgungssysteme vereinheitlicht und strukturiert. Bestehende Realitäten machen es notwendig, alle verfügbaren Informationen über das Wärmeversorgungssystem in einem Informationssystem zu sammeln, zu strukturieren und zu analysieren.
Als Softwareplattform für die Optimierung bei Projektierung und Funktionieren der Wärmeversorgungssysteme, der Probleme mit der Kompatibilität von Datenformaten wurde das Open Source QGIS Geoinformationssystem gewählt. Es sind die Entwicklungsstadien des Entscheidungshilfesystems der Unterstützung bei der Projektierung und Optimierung bestehender Wärmeversorgungssysteme beschrieben.
Das System ist als Modul für das Geoinformationssystem QGIS implementiert. Das Modul beinhaltet: die Objekterkennungsfunktion, die Realisierung des zur Ablaufverfolgung von Wärmenetzen mit minimalen Kosten implementierenden modifizierten Algorithmus, die vorläufige Einschätzung des Kostenanschlags eines Abschnitts des Wärmenetzes.
Élaboration d'un système d'information du soutien de la prise des décisions pour l'optimisation des systèmes d'alimentation en chaleur
Résumé: Dans cet article, les auteurs proposent une approche complexe pour l'optimisation des systèmes d'alimentation en chaleur par la voie de l'élaborationd'un module du système de géo-information qui combine et structure de différents types de données des systèmes d'alimentation en chaleur. Les réalités actuelles rendent nécessaire la collecte, la structuration et l'analyse de toutes les informations disponibles sur le système du chauffage dans un unique système d'information.
En tant que plate-forme logicielle pour l'optimisation lors de la conception et le fonctionnement des systèmes d'alimentation en chaleur, des problèmes avec la compatibilité des formats de données a été choisi le système de géo-information QGIS avec un code de source ouvert. Sont décrites les étapes de l'élaboration d'un système d'appui de la prise des décisions pour aider à concevoir et à optimiser les systèmes de chauffage existants. Le système est réalisé sous la forme d'un module pour le système de géo-information QGIS. Le module comprend les fonctions suivantes: la reconnaissance des objets, la réalisation de l'algorithme modifié de traçage des réseaux thermiques avec un coût minimum, la pré-estimation du coût de la zone du réseau thermique.
Авторы: Немтинов Владимир Алексеевич - доктор технических наук, профессор кафедры «Компьютерно-интегрированные системы в машиностроении»; Терехов Сергей Михайлович - аспирант кафедры «Компьютерно-интегрированные системы в машиностроении», ФГБОУ ВО «ТГТУ», г. Тамбов, Россия.
Рецензент: Карпушкин Сергей Викторович - доктор технических наук, профессор кафедры «Компьютерно-интегрированные системы в машиностроении», ФГБОУ ВО «ТГТУ», г. Тамбов, Россия.
