Статьи
22 Окт 2010
А.Р. Ексаев, генеральный директор, ИВЦ «Поток», г. Москва
Что такое электронная модель?
Компьютерное моделирование реальных процессов уже давно стало повседневной практикой во многих областях науки, техники, технологии и даже социологии. Имитационные и расчетно-аналитические модели используются как инструмент для принятия решений путем построения прогнозов поведения моделируемой системы при тех или иных условиях и способах воздействия на нее. Иначе говоря, компьютерная модель любого описываемого ею объекта предназначена для ответа на вопрос «Что будет, если…?»
Понятие электронного (компьютерного) моделирования в полной мере применимо к системам теплоснабжения городов. По объему данных и трудозатратам на создание модели системы теплоснабжения, главной компонентой в такой модели является «цифровое» представление трубопроводных сетей, по которым посредством теплоносителя (сетевой воды) осуществляется транспортировка целевого продукта – тепловой энергии.
Современные сети теплоснабжения являются столь сложными техническими объектами, что даже для расчета распределения потоков и давлений, без которого невозможны ни эксплуатация, ни проектирование теплосетей, требуются весьма серьезные описательные и математические средства, основанные на «базе знаний» отраслевой науки. Не говоря уже о более сложных задачах прогнозирования поведения системы при различных условиях и управляющих воздействиях для многокольцевой системы теплоснабжения «среднего» города, на которую работают одновременно несколько источников тепла. Таким образом, программный инструментарий для электронного моделирования тепловых сетей должен в первую очередь иметь мощный встроенный математический и алгоритмический аппарат предметной области, позволяющий описывать сети и рассчитывать режимы их работы таким образом, чтобы адекватно отвечать на вопросы типа «Что будет, если…?» (например: если остановится насосная станция, если ограничить отпуск тепла на источнике, если подключить новый микрорайон, если произойдет авария на некотором участке трубопровода, если определенным образом перекоммутировать секционирующие задвижки в тепловых камерах, и еще сотни подобных «если»).
Другая существенная особенность сетей теплоснабжения, как и любой составляющей инженерной инфраструктуры городов, состоит в том, что они являются территориально-распределенными объектами управления. Более того, каждый элемент транспортной системы трубопроводов и оборудования системы теплоснабжения имеет вполне определенную привязку к конкретной местности, начиная от расположения и адресов зданий, в которых находятся абоненты-потребители тепла, и заканчивая территориальной локализацией подземных сооружений – тепловых камер и трасс прокладки трубопроводов. Решать задачи моделирования без учета «географической» привязки сетей теплоснабжения к плану территории – если не вовсе бессмысленно, то, по крайней мере, очень нерационально, поскольку огромный спектр задач моделирования связан именно с долгосрочными или краткосрочными планами комплексного развития территорий.
Отсюда вывод – инструментарий для создания электронных моделей систем теплоснабжения должен иметь встроенные средства адекватного графического представления на плане местности (подобные инструменты для графического представления территориально-распределенных объектов, привязанных к местности, и решения задач пространственного моделирования, носят название «географические информационные системы» – ГИС). То есть, для визуализации электронных моделей систем теплоснабжения городов следует использовать принципы, положенные в основу ГИС-систем.
Таким образом, в понятие «электронная модель системы теплоснабжения» (рис.) входят следующие компоненты:
· программное обеспечение, позволяющее описать (паспортизировать) все технологические объекты, составляющие систему теплоснабжения, в их совокупности и взаимосвязи, и на основе этого описания решать весь спектр расчетно-аналитических задач, необходимых для многовариантного моделирования режимов работы всей системы теплоснабжения и ее отдельных элементов;
· средства создания и визуализации графического представления сетей теплоснабжения в привязке к плану территории, неразрывно связанные со средствами технологического описания объектов системы теплоснабжения и их связности;
· собственно данные, описывающие каждый в отдельности элементарный объект и всю совокупность объектов, составляющих систему теплоснабжения населенного пункта, – от источника тепла и вплоть до каждого потребителя, включая все трубопроводы и тепловые камеры, а также электронный план местности, к которому привязана модель системы теплоснабжения.
Если две первые компоненты электронных моделей реализуются, как правило, в комплексных программных продуктах или решениях, на которые распространяется понятие авторских прав на объекты интеллектуальной собственности (пользователям обычно предоставляются лишь лицензии на право использования программного обеспечения), то третья компонента – субъект правоотношений, регулируемых законодательными нормами в области имущественных прав. Иначе говоря, если инструментальные средства и программный аппарат модели всегда являются собственностью разработчика-автора программ, то данные, наполняющие модель, являются имуществом, изначально принадлежащим тому субъекту правоотношений, который эти данные породил (не преобразовал в «электронный» вид, а именно породил, т.е. речь идет о первоисточнике).
Что об этом в Законе «О теплоснабжении»?
Статья 23 Закона «О теплоснабжении» в совокупности с пунктом 15 статьи 2 этого же закона фиксируют понятие «схемы теплоснабжения», как документа, разработка и актуализация которого обязательна для поселений и городских округов при организации развития систем теплоснабжения. Пункт 7 статьи 23 отсылает нас к подзаконным актам (которые еще не приняты, но должны быть разработаны и приняты в ближайшее время), регламентирующим требования, предъявляемые к схемам теплоснабжения, порядку и правилам их разработки. При этом внимательное прочтение всех положений статьи 23 не оставляет никаких сомнений, что в регламентирующих документах будет прописано обязательное применение средств электронного моделирования, поскольку без этого нет никаких шансов удовлетворить требованиям, содержащимся в данной статье. Вывод: электронные модели систем теплоснабжения НАДО начинать создавать, Закон не оставляет выбора.
В пункте 3 статьи 29 (Глава 7 – «Заключительные положения») прямо прописано, что утверждение схем теплоснабжения поселений и городских округов должно быть осуществлено до 31 декабря 2011 г. В предположении, что обязательным элементом схемы теплоснабжения будет электронная модель, и с учетом того, что наполнение каждой модели огромным массивом данных требует очень существенных трудозатрат и времени (обычно не менее 1 года), делаем второй вывод: электронные модели там, где они еще не созданы хотя бы в основном, надо начинать создавать СРОЧНО.
И, наконец, Глава 5 «Обеспечение надежности теплоснабжения», статья 20, пункт 5: «Проверка готовности к отопительному периоду муниципальных образований осуществляется … с применением электронного моделирования аварийных ситуаций…». Просто и понятно – «с применением электронного моделирования». Напоминаем, что Закон о теплоснабжении уже вступил в силу, и если при подготовке к отопительному сезону 2010-2011 гг. еще можно формально сослаться на отсутствие соответствующих подзаконных актов, то в отопительный сезон 2011-2012 гг. без наличия электронной модели «проскочить» уже, по всей видимости, не удастся.
Что делать?
Если перечитать тот абзац этой статьи, где речь идет о компонентном составе модели, и наполняющие модель данные упоминаются как имущество, создаваемое по месту «рождения» этих данных, то становится понятно, что в корне вопроса о создании и использовании электронной модели системы теплоснабжения муниципального образования стоят предприятия, эксплуатирующие тепловые сети этого муниципального образования и (если есть) предприятия, поставляющие тепловую энергию до границы балансовой принадлежности муниципальных тепловых сетей. Потому что они и только они – «эксплуататоры сетей» – располагают наиболее достоверной и актуальной информацией о том объекте, который подлежит информационному описанию в электронной модели, а именно о тепловых сетях и характеристиках каждого конкретного их элемента, будь то участки трубопроводов, тепловые камеры с арматурой на трубопроводах, нагрузки потребителей и т.п.
С другой стороны, большинство задач, решаемых с помощью электронного моделирования системы теплоснабжения, имеют прямое и непосредственное отношение к процессу эксплуатации сетей, диспетчерскому и технологическому управлению. Судите сами: моделирование изменений гидравлического режима при переключениях и отключениях, формирование рекомендаций по локализации аварийных ситуаций и моделирование последствий выполнения этих рекомендаций, формирование перечней и сводок по отключаемым абонентам, расчет номинальных и фактических теплогидравлических режимов на зимний и летний периоды, оптимизация загрузки источников и насосных станций, наладочные расчеты сетей и абонентских вводов... – что это, как не задачи эксплуатации? Кроме того, на основе электронной модели можно и нужно решать задачи ведения разнообразных диспетчерских журналов: заявок, повреждений, работ, переключений, параметров режима и т.п., что добавляет аргументов в пользу применения электронных моделей в первую очередь непосредственно в эксплуатирующих предприятиях.
Вывод
Органам местного самоуправления и исполнительной власти на местах надо всячески стимулировать и побуждать теплосетевые предприятия внедрять в производство средства паспортизации и электронного моделирования тепловых сетей, максимально содействуя им при этом в части организационно-технической и материальной поддержки этого процесса.
Выгода такого подхода очевидна: теплоснабжающее предприятие получает адекватный инструмент для собственных производственных нужд, а местные администрации всегда имеют в наличии все необходимое для разработки схемы теплоснабжения как неотъемлемой части программы комплексного развития территории.
Источник: информационный бюллетень "Энергосовет", № 7 (12), 2010 г.
Начало активности (дата): 22.10.2010
