Разработка и исследование алгоритмов расчета инженерных сетей для целей оперативного управления

• Автор: Кошелев, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 140 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ И

КОММУНАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ.

1.1 Анализ современного состояния промышленных и коммунальных

водопроводных сетей

1.2 Использование средств вычислительной техники и информационных

технологий в службах водоснабжения.

1.3 Применение ГИС для мониторинга параметров объектов

водопроводных сетей

1.4 Задачи оперативного управления водоснабжением промышленных и

коммунальных объектов
1.5 Обзор существующих систем управления водоснабжением.
1.6 Обзор методов расчета потокораспределения в инженерных сетях
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.
ГЛАВА 2. ОБЩАЯ СТРУКТУРА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ И
КОММУНАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ.
2.1 Структурная схема службы водоснабжения г. Мурома
2.2 Особенности систем производственного водоснабжения
2.3 Структурная схема службы водоснабжения Кулебакского
металлургического завода.
2.4 Задачи информатизации диспетчерского отдела службы водоснабжения
2.5 Задачи информатизации административнохозяйственных отделов
городской службы водоснабжения.
2.6 Общая структура системы управления городской службы водоснабжения.
2.7 Общая структура системы управления службы водоснабжения
промышленного предприятия
2.8 Аппаратные и программные средства реализации системы
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ
ВОДОСНАБЖЕНИЕМ
3.1 Вопросы использования математической модели водопроводной
сети для оперативного управления водоснабжением
3.2 Формирование математической модели водопроводной сети.
3.3 Эквивалентные преобразования сегментов водопроводной сети.
3.4 Разработка алгоритмов расчета параметров водопроводных сетей
для задач оперативного управления
3.4.1 Алгоритм расчета параметров водопроводной сети, основанный на эквивалентных преобразованиях элементов исходной модели
3.4.2 Алгоритм расчета значений параметров поля виртуальных датчиков водопроводной сети для целей оперативного управления.
3.4.3 Алгоритм локализации места аварии нештатной ситуации
ВЫВОДЫ НО ГЛАВЕ 3.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ
4.1 Построение тестовых моделей для исследования алгоритмов
расчета параметров водопроводных сетей
4.2 Исследование алгоритма расчета параметров потокораспределения, основанного на эквивалентных
преобразованиях элементов водопроводной сети
4.3 Исследование алгоритма расчета значений параметров
поля виртуальных датчиков водопроводной сети
4.4 Исследование алгоритма локализации места аварии
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.
ГЛАВА 5. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ
ВОДОСНАБЖЕНИЕМ.
5.1 Состав системы оперативного управления водоснабжением г. Мурома
5.2 Основные характеристики и возможности системы
5.3 Описание АРМ системы оперативного управления
5.4 Сравнение системы с существующими разработками
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Ф. и гл. Покровского P. A. МУП Водоканал г. Мурома за консультации. ГЛАВА 1. Функционирование современной службы водоснабжения любого города и крупного предприятия характеризуется рядом факторов, подробно описанных в [,,,,,,,,]. Водопроводная сеть является важнейшим стратегическим объектом жизнеобеспечения, нормальным функционированием которого определяется сама возможность существования любого крупного предприятия или города. Промышленные и коммунальные водопроводные сети представляют собой сложную многоуровневую инженерную систему, состоящую из большого числа объектов, каждый из которых требует постоянного контроля и обслуживания. Объекты водопроводных сетей, как правило, пространственно распределены на территории со значительной площадью, что затрудняет оперативный контроль их состояния. Большая часть эксплуатируемых в настоящее время водопроводных сетей проектировалась исходя из программы экономического развития и политики экстенсивного роста промышленности, характерных для нашей страны - лет назад. Изменение экономической ситуации и стратегии производства в настоящее время в значительной мере изменили критерии эффективности систем подачи и распределения воды. Недостаточное финансирование всех отраслей коммунального хозяйства и вспомогательных подразделений промышленных предприятий приводит к тому, что большая часть элементов эксплуатируемых водопроводных сетей требует замены и реконструкции. Следствием этого является увеличивающееся из года в год число аварий на объектах водоснабжения. Наряду с огромными потерями воды на многих производственных участках и городских районах возникает ее дефицит в часы максимального водопотребления, определяемых суточным режимом и особенностями техпроцессов. Это приводит к необходимости повышения давления на насосных станциях, что в свою очередь повышает нагрузку на объекты городских и промышленных водопроводных сетей []. Работа системы водоснабжения характеризуется высокими затратами электроэнергии на обеспечение круглосуточной транспортировки воды. Основными потребителями энергии являются насосы станций подъема. Причем расход электроэнергии ночью не сильно отличается от дневного, хотя водопотребле-ние значительно меньше []. Существующие промышленные и коммунальные системы водоснабжения практически не структурированы и в них отсутствуют необходимые средства контроля параметров и расходования воды, органы регулирования и управления режимами функционирования. Перечисленные факторы в полной мере отражают ситуацию, сложившуюся на ОАО «Кулебакский металлургический завод», ОАО «Селивановский машиностроительный завод», муниципальном унитарном предприятии «Муромский водоканал». Таким образом, современное состояние промышленных и коммунальных систем водоснабжения характеризуется низкими показателями эффективности работы оборудования, малой надежностью и высокими финансовыми затратами на поддержание нормального функционирования водопроводной сети. Указанные причины, а также резкое изменение цен на воду и электроэнергию в последние годы, требуют коренного пересмотра подходов к водопотреб-лению, контролю и распределению водных ресурсов. Информатизация любого объекта предполагает разработку системы, обеспечивающей выполнение следующих основных функций: сбор данных, их передачу, хранение, предварительную обработку, анализ и интерпретацию [5,,]. Основным подготовительным этапом разработки такой системы является анализ информации, используемой внутри объекта. Требуется определить все виды информационных потоков, используемых службой водоснабжения для обеспечения нормального функционирования водопроводной сети. Фактором, определяющим основное содержание информации, используемой на любом объекте, являются возложенные на него задачи и методы их решения. Задача службы водоснабжения состоит в подаче потребителям необходимого количества воды с помощью соответствующих технических средств. Исходя из этого, основной информацией являются данные о параметрах водо-распрсделения и состоянии объектов водопроводной сети.