ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЕ МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГТС МЕЛИОРАТИВНОГО ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА

Злодеев Ю.Г.
Научный сотрудник отдела природоохранных и информационных технологий, Федеральное государственное научное учреждение «Всероссийский научно – исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова», г. Москва

Аннотация

Цель исследований — изучение места и роли информационной технологии (ИТ) в составе технического мониторинга сооружений мелиоративного водохозяйственного комплекса отечественного АПК. Представлены результаты анализа действенности текущего управления ИT мониторинга и перспективных направлений совершенствования процедур автоматизации комплекса мероприятий превентивной диагностики надежности и безопасности сооружений гидромелиоративных систем, предложенных в составе НИР ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А. Н. Костякова». Исследования базируются на общенаучных методах: описания, сравнения, статистического анализа, системного подхода, экономико-математического моделирования и результатах работ автора по теме НИР.

Ключевые слова: информационные технологии, функциональная структура, мониторинг, гидротехническое сооружение, техническое состояние, мелиоративный водохозяйственный комплекс, ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А. Н. Костякова».

Возрастающая роль цифровизации отечественной экономики обусловила актуальность использования информационных технологий (ИТ) в управлении технологическими процессами производства [1.2]. В этой связи исследования специалистов ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А. Н. Костякова» по изучению действенности применения ИТ в системе диагностики технического состояния ГТС сферы мелиорации и определении приоритетных направлений их совершенствования в соответствии с требованиями социально –экономического развития АПК, основные результаты которых представлены ниже по тексту, являются весьма своевременными.

Гидротехнические сооружения (ГТС), реализующие хранение, водозабор и транспортировку водных ресурсов, а также сброс сточных вод, являются важным инструментарием организации системы водообеспечения и водопользования отечественного агропромышленного комплекса (АПК) [3]. От их технического состояния полностью зависят водоподача и водоотвод объектов АПК. По данным Российского регистра ГТС (РР ГТС), характеризующего уровень работоспособности сооружений, 12% комплексов ГТС, зарегистрированных Регистре, имеют неудовлетворительный и/или опасный уровень надежности [4].

Такое состояние объекта свидетельствует об отклонении от планируемых (проектных, нормативных) таких показателей его безопасности, как прочность конструкций сооружения, значения предельно допустимых критериев безопасности в работоспособном состояния ГТС и другие нарушения и дефекты, способствующие развитию аварийных ситуаций, потере надежности и устойчивости объекта эксплуатации и его основания, обеспечивающих снижение уровня технического состояния от частично неработоспособного к неработоспособному.

Контроль и учет проводится для определения эксплуатационной и эколого— экономической оценки состояния ГТС и степени воздействий на него природных и техногенных факторов с целью формирования на основании полученных данных, сведений и информации превентивных мероприятий, обеспечивающих условия для безопасной эксплуатации гидротехнических сооружений и предотвращения повреждений и аварий последних.

Принятие решения о целесообразности ремонта, реконструкции, нового строительства, продолжения эксплуатации, консервации и/или ликвидации ГТС мелиоративного водохозяйственного комплекса выполняется по результатам интегральной многофакторной оценки его технического состояния, что требует создания мульти уровневой системы автоматизированного ведения мониторинга.

Основу функциональной структуры мониторинга состояния ГТС составляют перманентные комплексные инструментальные и визуальные наблюдения за диагностическими показателями работоспособности функционирующих сооружений. Базу технического оснащения системы контроля и учета надежности и безопасности ГТС формируют: устройства для измерения (ИУ), контрольно-измерительная аппаратура (КИА), автоматизированные системы и системы информационно-диагностические для измерения, обработки и оценки оперативно наблюденной достоверной информации о функционировании и работоспособности сооружения (АС и ИДС соответственно) [5].

В функциональной структуре мониторинга объектов мелиоративного водохозяйственного комплекса важная роль принадлежит современным информационным технологиям (ИT), позволяющим на основе применения приборно — программных комплексов автоматизировать операции контроля, учета и оценки фактического и прогнозного состояния ГТС.
Задачи системы текущего управления ИT мониторинга технического состояния ГТС представлены на рисунке по материалам [6].

Цель внедрения ИT мониторинга технического состояния ГТС – обеспечить совершенствование системы превентивной диагностики надежности и безопасности сооружений, действенное применение которой и эволюция в нужном направлении, в свою очередь, стимулируется оперативным управлением эксплуатацией ГТС. Оперативное управление ИT осуществляется на базе планируемых мероприятий модернизации и обновления приборов и оборудования, программного комплекса, оптимизации функциональных возможностей ИT и количества обслуживающего персонала [7].

Для формирования действенной системы оперативного управления ИT необходимы: гарантированная возможность ее адаптации к качественно изменяющимся технологиям автоматизации мониторинга и учет различий в стадиях их внедрения [8]. Например, информационные технологии в стадии становления в сфере эксплуатации ГТС требуют постоянного внимания и контроля. «Продвинутым» в части применения технологиям необходимо обеспечение максимальной действенности их работы.

Работоспособность системы оперативного управления ИT определяется конкретными внешними и внутренними условиями организации и ведения мониторинга. К ним относятся: степень подготовленности персонала в сфере применения ИT; уровень пространственной распределенности объектов наблюдения и контроля; стабильность управленческого коллектива и квалификация лиц, принимающих управленческие решения по результатам работы ИТ; размер и структура объекта; взаимоотношения между различными производственными подразделениями службы эксплуатации.

Система оперативного управления ИT мониторинга технического состояния ГТС, зависящая от стратегических решений в сфере применения информационных технологий объекта мелиорации, получает реализацию в комплексе используемых ИТ-приложений службой эксплуатации последнего.

Текущее управление операционной деятельностью мониторинга ГТС стимулирует действенное применение ИT и эволюцию их в нужном направлении. Хотя структура постоянно применяемых приложений ИТ подвержена трансформациям, общие операционные расходы в краткосрочной перспективе сравнительно стабильны. Проблема текущего управления операционными затратами на использование ИТ заключается в рациональном распределении их во времени [9].

Отсутствие действенного управления эволюцией ИT может привести к неоправданным издержкам при чрезмерном использовании недостаточно действенных разработок для автоматизации производственных технологий, или, наоборот, сдерживать применение перспективных технологий, подрывая тем доверие к системе цифровизации управления технологическими процессами. Кроме того, для многих видов нового пользовательского спроса ИТ возникают затруднения в определении оценки эколого – экономической действенности их применения. Особенно часто в системе текущего управления ИT неправомочно определяются издержки на внедрение ИT и будущие результаты действенного применения последних [10].

Действенность использования ИT во многом обусловлена человеческим фактором. Применение новой технологии влечет трансформацию приложений и требований к навыкам пользователей, что встречает сопротивление последних. в силу. консерватизма сформировавшихся привычек, и отторжение «не удобных» новаций.

Вместе с тем цифровизация и автоматизация производства становится признанной необходимостью в прогнозах развития масштабных агропромышленных и машиностроительных корпораций мира. Согласно данным Future Market Insights мировой рынок интеллектуальных решений в агропроизводстве оценивался к концу 2016 года примерно в 10 млрд. долларов США. По отношению к 2015 году он увеличился на 5%, а к 2026 году выше указанной аналитической организацией прогнозируется его рост до 40 млрд. долларов США при среднегодовом темпе роста в ближайшие годы 11,2%. Это, наряду с результатами исследований в сфере мелиорации, свидетельствует, что переход к «умному» производству происходит медленно, но верно [11.12] .

Литература:

Устинов А.В. Технология спутникового геодезического мониторинга гидротехнических сооружений / А.В. Устинов //Гидротехническое строительство. – 2019. – № 1. – с. 39-43.
Юрченко И. Ф., Носов А. К. Нормативно-правовая база обеспечения безопасности гидротехнических сооружений//Научный журнал Российского НИИ Проблем мелиорации.
-2015. -№4(20). -С. 262-271.
Безопасность бесхозяйных гидротехнических сооружений/Г. Т. Балакай, И. Ф. Юрченко, Е. А. Лентяева, Г. Х. Ялалова. -Германия: LAP Lambert, 2016. -85 с.
Юрченко И.Ф. Планово-предупредительные мероприятия повышения надежности мелиоративных объектов.//Природообустройство. -2017 -№ 1. -С. 73-77.
Юрченко, И. Ф. О критериях и методах контроля безопасности гидротехнических сооружений мелиоративного водохозяйственного комплекса/И. Ф. Юрченко, А. К. Носов//Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: сб. науч. тр./ФГБНУ «РосНИИПМ». -Новочеркасск: РосНИИПМ, 2014. -Вып. 53. -С. 158-165.
Чудновский С.М. Эксплуатация и мониторинг систем и сооружений. Вологда: ВоГУ, 2016. — 147 с.
Научные основы создания и управления мелиоративными системами в России/Под ред. Л.В. Кирейчевой. М: «ФГБНУ ВНИИ агрохимии», 2017. 296 с.
Бандурин, М.А. Эколого-экономическая эффективность диагностики технического состояния водопроводящих сооружений оросительных систем/ М.А. Бандурин, И.Ф. Юрченко, В.А. Волосухин, В.В . Ванжа, Я.В. Волосухин//Экология и промышленность. — 2018. -Т. 22. -№ 7. — С. 66-71.
Юрченко И.Ф. Водосберегающая технология планирования технической эксплуатации мелиоративных систем//Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. -2016. -№ 5. -С. 76-88.
Юрченко И.Ф., Трунин В. В. Совершенствование оперативного управления водораспределением на межхозяйственных оросительных системах//Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2014. №53. С. 166-170.
Юрченко И.Ф., Трунин В. В. Методология создания информационной технологии оперативного управления водораспределением на межхозяйственных оросительных системах//Природообустройство. 2013. № 4. С. 10-14.
Yurchenko I.F. Automatization of water distribution control for irrigation. International Journal of Advanced and Applied Sciences. 2017. 4(2): Р. 72-77.