Чернышев М.В. (студент группы УЖКХмд-22, ФГБОУ ВО «УлГТУ»)
руководитель Марченко А.В. (к. т. н., доцент ФГБОУ ВО «УлГТУ»)
15 мая 2018 года Указом Президента РФ №215 было создано профильное Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации, курирующее развитие национальной программы «Цифровая экономика» [1]. В эту программу включены пилотные муниципальные образования, где будут внедряться технологии Умного города, список которых уже более 30, среди них Ульяновск, Белгород, Великий Новгород, Дербент, Ижевск, Иркутск, Обнинск, Самара, Сочи, Томск, Челябинск, Якутск [2]. Это говорит о тенденции цифровизации городов и повышения внимания руководства Российской Федерации к возможности автоматизированного контроля, управления и оптимизации ресурсов за счет современных технологических решений [3]. На реализацию национальной программы «Цифровая экономика» в 2019-2024 годах будет вложено более 2 триллионов рублей, из них 1,08 триллиона - бюджетные средства.
В своем докладе [4] Н.А. Фомин рассмотрел основные проблемы управления интеллектуальными системами Умного города на примере эволюции внедрения интеллектуальных систем в муниципальных образованиях в рамках АПК «Безопасный город» и текущих национальных проектов «Цифровая экономика» и «Жилье и городская среда». Если говорить об инфраструктуре водоснабжения, то помимо оснащения цифровым оборудованием отечественного производства, необходимо производить своевременную замену самой инфраструктуры. Например, в своей научной работе [5] В.И. Данилов-Данильян директор Института водных проблем РАН, указывает на острую проблему состояния водного хозяйства России, которое является неотъемлемой составляющей обеспечения гарантий жизни и здоровья жителей России. Обследование, проведенное в середине 1990-х гг., показало, что более чем в половине городов России питьевая вода по содержанию индикаторного галоморфного соединения – хлороформа не соответствует гигиеническим требованиям. С тех пор ситуация практически не изменилась. Низкое качество доставляемой населению питьевой воды обусловлено не только загрязнением ее источников, но и нередко отсутствием водоохранных зон вокруг них, отсутствием или низким качеством оборудования на станциях водоподготовки, неудовлетворительным состоянием водопроводных сетей. Физический износ последних в настоящее время оценивается в 65–70% (более 334 тыс. км), в срочной замене (не ремонте) нуждаются не менее 34% (176 тыс. км), утечки из систем водоснабжения по официальным данным составляют 3,26 км3 в год. Отметим, что экспертные данные (на основе специальных обследований) о потерях воды в ЖКХ обычно не менее чем в два раза превышают официальные.
Эти исследования дают дополнительную информацию о существующих проблемах водного хозяйства России, которые необходимо учитывать при проектировании современных цифровых водоканалов как составляющей Умного города. Потребуется замена водопроводных сетей, внедрение автоматизированных систем управления водоснабжением и водоотведением, внедрение систем по учету потребления, потерь, внедрение технологий по повышению ресурса эксплуатируемых сетей, автоматизированного контроля, корректного и своевременного обслуживания сетей, стандартизированного оборудования и протоколов передачи данных. Стандартизация в области Умных городов является ключевым моментом. Только наличие стандартов даст возможность использования и взаимозаменяемости отдельных компонент [6].
Существующие тенденции цифровизации и автоматизации производств, предприятий безусловно оказывают положительное влияние на модернизацию систем водообеспечения, управления инфраструктурой водоснабжения. При этом перед внедряемыми технологиями стоит вызов - разрозненность информационных систем в водоканалах, отсутствие единых цифровых стандартов оборудования и протоколов передачи данных, потребность в отечественных разработках при внедрении Умных городов, повышенный износ водопроводных сетей и оборудования, повышенные требования к обеспечению цифровой безопасности, изменение облика нарушителя безопасности за счет доступности технических средств, в том числе беспилотных летательных аппаратов, потенциально имеющим возможность вывода из строя объекта жизнеобеспечения.
Цифровизация производственной деятельности позволит получить гибкость производства, то есть основная задача, это провести цифровую трансформацию –процесс перевода предприятия в «гибкое» состояние из текущего. Это выражается в переводе всех процессов в цифровой вид, от снятия показаний приборов учёта до выставления счетов потребителям в кротчайшие сроки с максимальной точностью и двухсторонней связью: поставщик – потребитель.
Программа производственного контроля качества воды
Перевод информации по деятельности предприятия в рамках производственного контроля качества воды в цифровой вид позволяет проводить работу в несколько этапов:
1) контроль и анализ показателей проб воды (источник, водоподготовка, распределительная сеть);
2) формирование предложений по принятию мер по отключениям;
3)автоматизация показателей качества воды по индикаторным показателям проб
4) увеличение продолжительности жизни населения как результат от внедрения автоматизации контроля качества воды.
Реализованные проекты модернизации объектов за счёт внедрения современных цифровых решений демонстрируют рост эффективности предприятия сразу же после внедрения по таким показателям как:
-сокращение потерь эксплуатационных расходов (за счёт проведения модернизации систем управления на водозаборах, управление насосными группами автоматическими системами с цифровым управлением и выводом параметров в диспетчерский пункт управления);
- повышение качества поставляемой воды и сокращение времени устранения аварий (за счёт установки систем обеззараживания воды на насосных станциях и систем позволяющих диагностировать возникновение аварии на участке водопровода, путём вывода сведений в диспетчерский пункт управления);
Эффективность от внедрения цифровизации
Сокращение числа жалоб от населения за счёт повышения качества водоснабжения; Повышение скорости ликвидации аварий; Сокращение потерь воды; Сокращение производственного персонала от внедрения автоматизированной системы сбора данных; Экономия денежных средств.
Так же в результате проведения цифровизации повышается клиентоориентированность предприятия, которое выражается в открытости информации по устранению тех или иных проблем, например устранение аварий, которое любой пользователь сможет увидеть на экране мобильного телефона, установив на него соответствующее приложение для.
Данное приложение с расширенным функционалом может использоваться для организации производственного процесса, например начальники подразделений на местах.
Приборы учёта
Установка приборов учёта с функцией передачи информации снятых параметров позволят:
- организовать тотальный учёт всех энергоресурсов и различных аналитических отчётов;
- производить мониторинг всех потерь в режиме реального времени;
- мониторинг и прогнозирование состояния оборудования предприятия.
Абонентский отдел
Цифровизация абонентского отдела должна в полном объёме обеспечивать полный контроль за реализацией услуг водоснабжения и водоотведения при работе с юридическими лицами, жильцами в частном секторе и физическими лицами в многоквартирных домах. Все указанные мероприятия выполняются совместно с другими отделами предприятия путём осуществления документооборота посредством специального программного комплекса.
Контроль автопарка
Система глобального позиционирования ГЛОНАСС позволяет в режиме реального времени отслеживать передвижение каждой единицы техники, контролировать рабочее время и расход топлива. Конечным эффектом данного мероприятия будет являться экономия по основным статьям расходов на содержание автомобильного парка и оперативность управление подвижным составом через диспетчерский пункт управления.
Основные задачи
Под основными задачами производственного процесса в условиях проведения цифровизации являются:
Оцифровка имеющегося потока данных, использующихся в процессе работы предприятия (инвентаризация оборудования, систем и др. с целью формирования планов на восстановление. Разработка схем отражающих все характеристики объектов водоснабжения и водоотведения. Регистрация, обработка и работа с обращениями, заявками для формирования перечня проблемных участков и их устранения. Организация документооборота на предприятии с помощью единого программного комплекса для улучшения взаимодействия)
Выстраивание автоматизированных систем управления технологических процессов (Организация централизованного контроля и управления технологическими процессами. Система приборного непрерывного мониторинга качества питьевой воды до и после водоподготовки. Система сбора и анализа данных для предотвращения возникновения аварий, выявлений превышенного энергопотребления.)
Система непрерывного мониторинга финансовых затрат в разбивке по каждому из управляемых объектов с целью контроля точки безубыточности, с последующей подготовкой материалов для обоснования тарифа и необходимости субсидий на ремонт/реконструкцию систем водоснабжения и водоотведения.
Разработка единой интерактивной карты коммуникаций каждого населённого пункта в сети интернет (организация двухсторонней связи с населением, публичная открытость деятельности предприятия. Организация разноуровневого доступа к информационной ссистеме в зависимости от допуска пользователя-население, руководители участков, руководство предприятия, диспетчерский пункт управления)
Организация работ единого диспетчерского пункта управления (Принятие решений по аварийным ситуациям, получение и обработка обращений, администрирование работы интерактивной карты по входящему и исходящему потоку)
Организация системы безопасности по защите объектов критической инфраструктуры (контроль доступа на объекты водоснабжения, организация наблюдения, системы охранной сигнализации)
План реализации
1.Комплекс инженерно – технических мероприятий
2.Комплекс организационных мероприятий
3.Комплекс мероприятий по внедрению необходимого программного обеспечения
4.Запуск системы
5.Обслуживание и эксплуатация
Список литературы:
1. Указ Президента РФ от 15.05.2018 № 215 (ред. от 14.09.2018) «О структуре федеральных органов исполнительной власти».
2. Список пилотных муниципальных образований, где будут внедряться технологии Умного города. https://gorodsreda.ru/umniy-gorod/rossiyskiy-opyt2/spisok-pilotnykh-munitsipalnykh-obrazovaniy-gdebudut-vnedryatsya-tekhnologii-umnogo-goroda/
3. Куприяновский В.П., Буланча С.А., Черных К.Ю., Намиот Д.Е., Добрынин А.П. Умные города как «столицы» цифровой экономики // International Journal of Open Information Technologies. 2016. No. 2
4. Фомин Н.А. Проблемы управления интеллектуальными системами умного города // Труды Российской научной конференции «Интеллектуальные системы в информационном противоборстве». Москва, 10-12 декабря 2018 г. РТУ МИРЭА, РЭУ им. Плеханова.
5. Данилов-Данильян В.И. Водное хозяйство России. https://www.cawaterinfo.net/review/pdf/russia_wm.pdf 4 XIII ВСЕРОССИЙСКОЕ СОВЕЩАНИЕ ПО ПРОБЛЕМАМ УПРАВЛЕНИЯ ВСПУ-2019 Москва 17-20 июня 2019 г.
6. Куприяновский В.П., Намиот Д.Е., Куприяновский П.В. Стандартизация Умных городов, Интернета Вещей и Больших Данных. Соображения по практическому использованию в России // International Journal of Open Information Technologies. 2016. No.,2.