Новые технологии и средства

Q ) и максимальными значениями числа критических периодов с дефи-
цитами или избытками оросительной воды (
деф.
пТ
): 
%
75
ВП

Q
 при 


деф.
пТ
.
(38) 
Далее выявляются эксплуатационные подразделения на ОС, которые 
не обеспечивают своевременного решения задач планово-балансовых рас-
четов, их оперативной корректировки, составления графиков диспетчер-
ского управления в едином темпе с основным и сопряженными технологи-
ческими процессами. 
Для определения времени решения отдельной задачи может исполь-
зоваться формула: 


m
i
i
T
T
1
рз
=
,
(39) 
а при решении комплекса взаимосвязанных задач: 
кр
1
рз
T
T
n
k



,
(40) 
где 
T
рз
– требуемое (нормативное) время решения информационной задачи 
в соответствии с выбранным дискретом времени 
i
dt или требованиям 
к решению задач в общем комплексе;
T
i
– время преобразования информации на i -том этапе, определяемое 
режимом работы ОС, частотой поступления данных и длительностью цик-
лов обработки данных;
T
кр
– время прохождения критического пути при получении результа-
тов решения комплекса взаимосвязанных задач;
m  – количество этапов обработки информации. 
Выявление показателей несвоевременности решения задач по плано-
во-балансовым расчетам (
T
рз
< 
T
норм
) указывает на технологическую целе-
сообразность первоочередного применения средств сбора, передачи и ото-
бражения информации. В случае, если имеет место одновременное сочета-
ние минимальных значений коэффициента равномерности расходов 

---

161 
min
рв
К
Q

< 85 % и экстремальных значений показателя обеспеченности 
водой (
ВП
Q  < 5 %) целесообразно дополнительное применение средств ло-
кальной автоматизации технологических процессов. 
На уровне объектов ОС анализ технологической целесообразности 
применения КТС измерения и контроля проводится на основе перечня ре-
шаемых информационных задач с учетом технической оснащенности 
средствами автоматизации и механизации, степени влияния объектов 
на общесистемные технологические процессы и принятого уровня прибор-
ного и метрологического обеспечения ОС [59]. 
Необходимым условием обоснованности выбора средств измерений 
и контроля состояния ОС является экономическая эффективность приня-
тых технических решений. 
Экономическая эффективность определяется сопоставлением потен-
циальных экономических эффектов и ожидаемых единовременных затрат 
с нормативными величинами, устанавливаемыми заказчиком или инвесто-
ром, исходя из выполняемости неравенств. 
В единовременные затраты должны входить стоимость работ по час-
тичной или полной реконструкции строительной части водорегулирующих 
и водомерных сооружений, технологического оборудования на них, а так-
же прочих работ, связанных с подготовкой технологических объектов 
к применению средств измерения и контроля. 
Вариант с минимальными затратами оценивается по техническим 
показателям быстродействия, достоверности, загрузке, надежности и др. 
Если же данный вариант КТС имеет низкие технические показатели или 
не удовлетворяет определенным требованиям, то производится либо под-
бор иных типов средств, либо корректировка требований. 
Критерий «техническое совершенство КТС» включает много факто-
ров. Основные из них: 

---

162 
- соответствие параметров точности и быстродействия теоретически 
достижимым значениям соответствующих характеристик в реальных усло-
виях эксплуатации; 
- показатели надежности функционирования элементов КТС и всей 
информационной системы в целом; 
- метрологические характеристики средств измерения, обработки и 
передачи информации; 
- эргономические требования, в частности, по способам и форме пе-
редачи информации; 
- соответствие идеологической, элементной и конструктивной базы 
приборов современному уровню науки и техники с учетом перспектив их 
совершенствования; 
- характеристики совместимости КТС информационного обеспече-
ния со степенными системами управления процессами водопользования. 
Как правило, характеристики средств измерения и контроля опреде-
ляются на этапе формирования технических требований к СИО. При этом 
учитываются цели информационного обеспечения, особенности техноло-
гических процессов в ОС, совместимость средств измерения информаци-
онного назначения с соответствующими технологическими средствами 
контроля входящими в состав системы управления водопользованием и др. 
Наиболее сложным вопросом выбора средств измерения является ус-
тановление рациональных величин допустимых погрешностей измерения 
параметров в различных объектах ОС. Возникает необходимость решения 
оптимизационной задачи сопоставления требований к достоверности ин-
формации и экономических затрат на получение такой информации,
т.е. нахождение оптимума соотношения «стоимость-точность». 
На ОС к группе параметров с неопределенными требованиями к мет-
рологическим характеристикам средств измерения относятся гидравличе-
ские параметры. Проблема заключается в выборе рационального соотно-

---

163 
шения «особенности объекта измерения – метрологические характеристи-
ки средств измерения – допустимая погрешность измерения». 
Гидравлические параметры качественно неоднородны. Есть единич-
ные параметры «уровень», «актуальная скорость», непосредственно изме-
ряемые инструментальными методами. Есть комплексные параметры 
«средняя скорость потока», «расход воды», «объем воды», которые требу-
ют измерения ряда единичных параметров последующим преобразованием 
полученных результатов в величину искомого параметра. 
В реальных условиях эксплуатации ОС повышение точности изме-
рения или снижение погрешности измерения сопряжено с существенным 
увеличением стоимости таких мероприятий. Это связано с особенностями 
объектов измерения. Например, при измерении наиболее простого гидрав-
лического параметра «уровень воды» возникает необходимость гашения 
пульсации уровня, а при неустановившемся движении потока – учитывать 
динамические составляющие изменения параметра. В результате наиболее 
совершенные образцы средств измерений не могут в полной мере реализо-
вать свои высокие метрологические и технические возможности. Попытки 
их применения лишь приведут к увеличению стоимости СИО без повыше-
ния точности и достоверности получаемой информации. 
В условиях платного водопользования основной расчетной единицей 
является объем воды. Для определения текущих объемов забираемой, 
транспортируемой и выделяемой потребителям воды, требуется комплекс-
ное использование всех средств измерения гидравлических параметров. 
В настоящее время нет методики: решения оптимизационных задач выбора 
средств измерения по критерию «стоимость-точность». Ее разработка яв-
ляется одной из задач совершенствования информационного обеспечения 
водопользования. 
Эксплуатационная совместимость и надежность работы средств из-
мерения и контроля является основополагающей при создании СИО. Экс-
плуатационная совместимость заключается в обеспечении работоспособ-

---

164 
ности информационных средств измерений при совместном использовании 
с КТС управления и регулирования в определенных производственных ус-
ловиях, а также удобств обслуживания, ремонта и настройки. 
Прежде всего, должна обеспечиваться информационная совмести-
мость КТС со смежными подсистемами по содержанию, методу кодирова-
ния и форме представления получаемой и выдаваемой информации, а так-
же предусмотрена возможность внесения изменений и добавлений в ранее 
переданную информацию. Входные и выходные параметры приборов и 
средств измерений на объектах ОС должны обеспечивать взаимное сопря-
жение при построении систем централизованного контроля и управления 
водопользования на ОС в целом. 
Информационная совместимость внутри КТС заключается в обеспе-
чении согласованности сигналов связи по видам и номенклатуре, их ин-
формационным параметрам, уровням, пространственно-временным и ло-
гическим соотношениям, типу логики. Информационный КТС для ОС 
также должен обладать блочно-модульным принципом построения, заклю-
чающимся в том, что различные функционально сложные условия созда-
ются из ограниченного числа более простых стандартизованных блоков и 
модулей. При этом КТС должен обладать конструктивной совместимо-
стью, которая заключается в обеспечении согласованности конструктив-
ных параметров и механическом сопряжении технических средств.
Параметры надежности КТС измерения и контроля технологических 
процессов устанавливаются в соответствие с действующими нормативны-
ми документами. Применительно к ОС в основном регламентируются па-
раметры безотказности работы, ремонтопригодности и долговечности при-
боров и измерительного оборудования. 
Опыт эксплуатации ОС позволил установить минимальные требова-
ния к суммарной надежности приборов и средствам измерений, которая 
определяется наработкой на отказ, при доверительной вероятности 0,8 и 
периодичности опроса 1 раз в два часа [38, 102]. При этом наработка на от-

---

165 
каз комплекса приборов и средств, входящих в контур контроля на необ-
служиваемых объектах, должна быть не менее 10000 часов и на обслужи-
ваемых объектах – не менее 4000 часов.
Среднее время восстановления работоспособности приборов и обо-
рудования должно быть не более 8 часов, не считая времени нахождения 
в пути обслуживающего персонала. Время ремонта на месте не должно 
превышать 2 часа. Система контроля (измерения и сигнализации) должна 
сохранять работоспособность в условиях отсутствия или отключения элек-
троэнергии на объектах ОС. 
Обобщая изложенное можно сделать следующие выводы: 
- определяющими критериями выбора средств контроля состояния 
объектов ОС являются техническое совершенство и экономическая эффек-
тивность; 
- формирование технических требований к КТС информационного 
обеспечения должно проводиться с учетом аналогичных требований к КТС 
управления водопользованием. При этом необходимо обеспечивать мак-
симальную степень интеграции технических средств, математического и 
программного обеспечения; 
- необходимо проведение исследований по оптимизации величины 
соотношения «стоимость-точность» применительно к средствам измерения 
и контроля гидравлических параметров; 
- подлежат уточнению параметры надежности средств измерений и 
соответствующего оборудования информационных процессов.