Автоматизация передачи и обработки информации при оперативном управлении водозабором

Для преодоления недостатков в существующей системе управления и повышения эффективности использования водных ресурсов на орошение при минимальном ущербе рыбному хозяйству предлагается автоматизировать процессы сбора, передачи, хранения и обработки информации о состоянии и использовании водных ресурсов, о потребности в орошении водопотребителей, а также рыбохозяйственных данных проведением следующих мероприятий (рисунок 6.13):

1. Создание локальных сетей ЭВМ внутри всех вышеперечисленных ведомств и подразделений.

2. Организацию оперативного обмена данными между всеми подразделениями по телекоммуникационным каналам.

3. Автоматизацию управления насосными агрегатами водозабора.

В ведомствах всех уровней оперативного управления эксплуатационными режимами водозаборов предлагается создание локальных вычислительных сетей для внутреннего обмена информацией по ним, что позволит: повысить производительность труда работников ведомств, эффективность документооборота; автоматизировать процесс технологического проектирования; обеспечить информационными ресурсами руководителей предприятия; повысить эффективность управления подразделениями. Обмен данными в локальной сети осуществляется с помощью стандартного оборудования (сетевые адаптеры, коммутаторы, репитеры и т.п.) с применением сетевых протоколов, разработанных международным институтом инженеров по электронике и радиоэлектронике (Ethernet IEEE 802.3, Arcnet IEEE 802.4, Token Ring IEEE 802.5), а также протоколов IPX фирмы NOVELL, Iolanet и т.п.

Обмен оперативной информацией между РУОС и водозабором, рыбинспекцией и водозабором, рыбинспекциями и бассейновыми управлениями выполняется с применением хорошо зарекомендовавших себя модемных телекоммуникационных технологий.

Проектирование рациональной технологии обработки информации следует рассматривать как задачу принятия решений. Задача такого типа характеризуется наличием ряда целей и путей их достижения с различной эффективностью их реализации. Эффективность реализации различных вариантов технологии обработки и передачи данных должна быть количественно определена, т.е. выражена с помощью критерия эффективности.

Критерий оценки вариантов технологий можно определить величиной

,

где − показатель выигрыша от удовлетворения информационных потребностей пользователей;

− разовые затраты на разработку, отладку, внедрение технологии, закупку оборудования, обучение персонала;

− эксплуатационные затраты, связанные с работой по выбранной технологии;

− эксплуатационные затраты, связанные с работой по выбранной технологии;

− затраты, связанные с модификацией и адаптацией технологии обработки данных.

При разработке информационных технологий пользуются показателями их функциональной полноты , своевременности обработки информации , и показателем надёжности .

Показатель функциональной полноты информационных технологий рассчитывается как отношение объёмов автоматизированной обработки информации ( ) и обработки общего объёма информации ( )

.

Показатель своевременности обработки информации определяется числом значений показателей, разработанных в рамках информационной технологии в течение определённого времени (t) и числом показателей, полученных за пределами планового срока их представления (∆t)

.

Особое значение имеет показатель адаптивной надёжности, определяющий свойство информационной технологии реализовывать свои функции в пределах временных границ

,

где − время между отказами в обработке данных;

− среднее время восстановления работоспособности.

Основной проблемой передачи данных посредством телекоммуникационных технологий является проблема выбора и эксплуатации канала связи. В настоящее время применяется широкий спектр каналов: оптоволоконные, радио, индивидуальные кабельные линии, коммутируемые линии (телефонно-телеграфные линии связи). Выбор типа канала выполняется в зависимости от местоположения каждого звена управления, предполагаемых скоростей передачи данных, предполагаемого режима работы канала (ежедневно, еженедельно, ежемесячно и т.д.), стоимости организации канала и его эксплуатации и т.п. Наиболее реальным представляется вариант смешанного использования каналов: например, вышестоящие звенья управления передают информацию посредством существующих сетей (Internet), поскольку доступ к ним наиболее прост, а цепочки "РУОС" − "ВОДОЗАБОР" и "РЫБИНСПЕКЦИЯ" − "ВОДОЗАБОР" работают по специально организованной линии или по радиоканалу.

Для реализации любого из указанных вариантов используются стандартные модемы и сетевое программное обеспечение.

Чтобы управлять работой водозабора с помощью компьютера, необходимо использовать контроллеры управления насосными агрегатами (КУН) для преобразования команд, поступающих от ЭВМ НС, в электрические сигналы управления насосным агрегатом. По своей сути он будет частично заменять ныне существующую автоматику, построенную на реле, а также должен обеспечить обмен информацией (получение команд управления насосным агрегатом и выдача сигналов о его состоянии) с ЭВМ НС, установленной на водозаборе. ЭВМ НС при помощи модемной связи осуществляет обмен информацией с РУОС и рыбинспекцией. Из РУОС поступают:+ план забора воды, оперативные управляющие воздействия, ихтиологические данные по водозаборам бассейна, из рыбинспекции − сведения о скате молоди рыб. Используя эту информацию, а также ихтиологические данные, полученные непосредственно на водозаборе при наличии штатного ихтиолога, с помощью программного обеспечения на ЭВМ НС определяется оптимальный режим забора воды и посредством КУН происходит управление насосными агрегатами водозабора для реализации данного режима. Через модемную связь в РУОС и рыбинспекцию передаётся информация, содержащая ихтиологические данные и отчёты о работе водозабора.

Реализация данных предложений позволит исключить дублирование и искажение информации, улучшит оперативность планирования и управления забором воды на орошение и, тем самым, обеспечит рациональное использование водных ресурсов и снизит ущерб, наносимый водозабором рыбному хозяйству водоисточника.

Заключение

Рекомендуемый нами комплексный подход при определении основных проектных параметров и режимов работы водозабора с РЗУ предусматривает, что интересы водопотребителя и рыбного хозяйства рассматриваются совместно путём оптимизации забора воды в целом по водохозяйственной системе. Представленные исследования показывают, что в современных условиях оптимизация по рассматриваемому водохозяйственному комплексу должна органично отражать технические, экономические и экологические аспекты. Учёт рыбоохранного фактора ведёт к увеличению параметров комплекса, росту объёма и усложнению информации, включаемой в процесс принятия проектных и эксплуатационных решений.

Реализация системного подхода к изучению рассматриваемой проблемы позволила в качестве критерия оптимизации водоотбора из рыбохозяйственно значимых водоисточников принять интегральный эффект по водохозяйственному комплексу, где сопоставляются затраты, эффект от водопотребляющей отрасли и ущерб ихтиофауне и варьируются компоновочно-конструктивные параметры и режимы эксплуатации водозабора.

В современных рыночных условиях экономическая оценка инвестиционных проектов водозабора с РЗУ должна учитывать динамичность и стохастическую неустойчивость экономических показателей, а также специфику временной структуры затрат и отдачи от инвестиций, связанной с режимами эксплуатации водозабора и многолетним сроком получения эффекта от сохранённой молоди рыб.