Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,440

МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБЪЕКТОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Иващук О.О. 1
1 НИУ «БелГУ»
В настоящие время основной проблемой в системах центрального водоснабжения является отсутствие автоматизированного мониторинга санитарно-технического состояния составляющих ее объектов. Целью исследования является оценка и прогнозирование качества составляющих элементов системы центрального водоснабжения на основе оригинального подхода: выявления причинно-следственных связей между параметрами качества водопроводных элементов и химическими, бактериологическими показателями качества питьевой воды. Предложена функциональная модель автоматизированной информационной системы мониторинга санитарно-технического состояния объектов центрального водоснабжения. Описаны методы и инструментальные средства, предлагаемые для оценки тех параметров качественного состояния воды, от которых зависит локализация поврежденных участков водопроводных труб вследствие коррозии.
мониторинг и оценка
центральное водоснабжение
функциональная модель
датчики экспресс-контроля
1. Белоусова А.П. Качество подземных вод: Современные подходы к оценке. – М.: Наука, 2001. – 339 с.
2. Руководство по контролю качества питьевой воды. – Изд. 2-е, т. 1, (рекомендации). Женева: Всемирная организация здравоохранения, 1995. – 257 с.
3. Усаковский В.М. Водоснабжение и водоотведение в сельском хозяйстве. – М.: Колос, 2002. – 328 с.
4. Фомин Г.С. Вода. Контроль химический, бактериологический и радиционной безопасности по международным стандартам // Энциклопедический справочник. – 3-е изд., перераб. и доп. (Госстандарт России. Международные стандарты – народному хозяйству России). – М.: Протектор, 2000. – 848 с.
5. Государственный контроль качества воды. – 2-е изд. В надзаг. ВНИИстандарт. – М.: ИПК «Изд-во стандартов», 2003. – 840 с.
6. Александров М.Т., Васильев Е.Н., Миланич А.И., Смирнов М.О. Способ определения и идентификации биологических микрообъектов и их нанокомпонентов и устройство для его осуществления // Патент на изобретение RUS 2406078 30.06.2008
7. Александров М.Т., Терехов А.С., Токарев В.В., Васильев Е.Н., Лазарев В.Н., Колыванова А.В. Лазерная конверсионная экспресс-диагностика и контроль качества воды // Чистая вода: проблемы и решения. – 2010. – № 2–3. – С. 65–76.
8. Мысякин А.Е. Королик В.В. Проблемы обеспечения качественного состава питьевой воды в зависимости от типа водопроводных труб и режимов водопользования // Здоровье населения и среда обитания. – 2010. – № 3. – С. 36–40.

Основными потребителями систем мониторинга санитарно-технического состояния объектов центрального водоснабжения, конечно, являются водопользователи и субъекты хозяйственной деятельности, на которые возложен контроль за соблюдением санитарно-технических нормативов системы централизованного водоснабжения. Оперативное представление информации и качественный прогноз по санитарно-техническому состоянию системы централизованного водоснабжения возможно только в случае существования системы оперативного обмена данными между аналитическими службами соответствующих систем мониторинга разного уровня. Контроль с применением современных информационных технологий и перспективных методов экспресс-анализа позволит значительно расширить зону автоматизированного экологического контроля в направлении сейчас неохваченным – это территории и объекты централизованного водоснабжения, что является актуальной задачей [1,2].

Задача усложняется необходимостью работы с большим числом параметров, множественных и неоднородных данных, необходимостью выявления причинно-следственных связей между различного типа параметрами, в том числе слабоструктурированными. Таким образом, актуально использование интегрированного подхода: разработки эффективных инструментальных средств (датчиков экспресс-контроля) и построения моделей, обеспечивающих оценку текущего состояния объектов водоснабжения и прогнозирования его изменения при изменении параметров качества воды.

Основной целью работы является создание информационно-аналитической системы контроля санитарно-технического состояния объектов централизованного водоснабжения и автоматизированного выявления, предупреждения и прогнозирования негативных изменений за счет распределенного контроля химических и бактериологических показателей воды (качества воды).

Для достижения данной цели решаются следующие задачи:

– провести исследование существующих в настоящее время подходов к организации сбора и обработки информации в системах мониторинга санитарно-эпидемиологической обстановки и разработка метода санитарно-технического контроля объектов централизованного водоснабжения (трубопроводов, запорной арматуры, фильтров) за счет распределенного контроля химических и бактериологических показателей воды (качества воды);

– разработать концептуальную модель автоматизированной обработки информации при мониторинге санитарно-технического состояния систем централизованного водоснабжения в реальном масштабе времени на основе применения автоматизированных экспресс-методов контроля показателей качества воды, данных ГИС и алгоритмов комплексной обработки данных контроля;

– разработать алгоритмы автоматизированного сбора и обработки данных, а также алгоритмы оперативной передачи пространственно-временных изменений параметров качества воды в центр обработки и прогнозирования санитарно-технического состояния системы централизованного водоснабжения и санитарно-эпидемиологической ситуации населенного пункта;

– разработать подсистему оперативного реагирования и прогноза, на основе которой происходит заблаговременное информирование органов местного управления и других субъектов о негативных изменениях санитарно-технического состояния системы централизованного водоснабжения и качества воды в ней и формирование экспертной оценки по принятию технических мер защиты и предупреждения негативных последствий;

На рис. 1 схематично представлена предлагаемая функциональная модель разрабатываемой системы, выполненная в виде диаграммы IDEFO (среда программы Process Modeler 7 [3,4]).

На данной функциональный модели входными данными, которые будут контролироваться в ходе выполнения экспериментальной части исследования, являются: параметры качества питьевой воды (химического и бактериологического состояния), параметры условий и времени эксплуатации объекта водоснабжения (водопроводные трубы). Данные параметры поступают в основной блок, в котором и производиться, соответственно оценка и прогнозирование санитарно-технического состояния систем центрального водоснабжения, с помощью выявления причина-следственных связей. Для выполнения качественного мониторинга и оценки требуются определенные ресурсы, с помощью которых и будет производиться набор статистики и обработка результатов. Данные ресурсы были разбиты на три составляющие: программное обеспечение (ПО), приборное оборудование, персонал.

Проведена декомпозиция основного бока (рис. 2).

ivas1.tif

Рис. 1. Функциональная модель предлагаемой информационной-аналитической системы мониторинга санитарно-технического состояния объектов центрального водоснабжения

ivas2.tif

Рис. 2. Декомпозиция функциональной модели информационной-аналитической системы мониторинга санитарно-технического состояния объектов центрального водоснабжения

– инструментальный мониторинг качества воды,

– модельная оценка и прогнозирование состояния труб.

Под инструментальным мониторингом качества воды подразумевается определение химического и бактериологического состава воды, которые будут определяться с помощью экспресс датчиков.

Модельная оценка и прогнозирование состояния труб осуществляется на основе выявленных причинно-следственных связей между параметрами качества воды и параметрами состояния труб.

В результаты функционирования данной системы определяются выходные параметры, которые описывают качественное состояние объектов центрального водоснабжения: уровень коррозии, степень локализации поврежденных участков, параметры технического состояния.

Функционирование системы рассматриваемого класса обеспечит возможность регулярного получения информации о качестве воды и техническом состоянии объектов централизованного водоснабжения, оценку и прогнозирование изменение качества данных объектов в зависимости от изменения качественного состояния воды. Это, в сою очередь, позволит повысить своевременность и точность обнаружения технических неисправностей на линии трубопровода, обнаружение неисправности на начальном этапе деструктивных процессов, что позволяет снизить затраты на реконструкцию элементов трубопровода.


Библиографическая ссылка

Иващук О.О. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБЪЕКТОВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ // Международный журнал экспериментального образования. – 2017. – № 1. – С. 57-59;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=11058 (дата обращения: 03.08.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074