Поделиться
Выпускники Факультета информационных технологий НГУ разработали систему мониторинга состояния водозаборных скважин
Выпускники Факультета информационных технологий (ФИТ) НГУ разработали систему мониторинга состояния водозаборных скважин — это программно-аппаратный комплекс, позволяющий в режиме реального времени отслеживать ключевые параметры их работы. Комплекс включает датчики, установленные на скважинах, серверную платформу для сбора и анализа данных, а также пользовательский интерфейс — веб-версию и мобильное приложение на Android. Разработка уже внедрена и используется сотрудниками ОАО «Сузунское ЖКХ» в Новосибирской области, где на скважинах система собирает данные об уровне воды и электропотреблении насосного оборудования. Об этом CNews сообщили представители НГУ.
Идея проекта появилась два года назад, когда на заседании технического совета в ГКУ НСО «Проектная дирекция МинЖКХиЭ НСО» была озвучена задача разработки комплексной системы мониторинга. Эту инициативу подхватил Алексей Фаге, выпускник ФИТ НГУ, кандидат технических наук. В течение следующего года он изучал требования потенциальных пользователей и технические решения для выполнения поставленных задач. Впоследствии к команде присоединились Александр Власов, выпускник ФИТ НГУ, кандидат технических наук, и Ефим Пашко, на тот момент студент третьего курса ФИТ НГУ. Алексей руководил проектом, а также разрабатывал программное обеспечение для аппаратной части проекта, отвечающей за регистрацию показаний датчиков на скважине. Ефим же, под руководством своего научного руководителя Александра Власова, занялся серверной частью и пользовательским интерфейсом, включая веб-версию и мобильное приложение. Разработка является дипломным проектом Ефима.
На российском рынке представлены различные системы мониторинга водозаборных скважин, однако обозреваемая система не имеет полных аналогов на открытом рынке. Существующие подходы можно условно разделить на два типа. Так, первый тип собирает данные о параметрах скважины и в автоматическом режиме отправляет их на удаленный сервер. Однако такие решения обычно являются частью более крупных, универсальных систем промышленной автоматизации. Например, это могут быть системы управления водозаборными скважинами с функцией распределения нагрузки. Эти комплексные системы, как правило, значительно дороже и часто требуют от заказчика самостоятельной организации и обслуживания серверной инфраструктуры. Другой подход представлен более простыми системами, где на скважину устанавливается датчик, который собирает данные на внутреннюю память. В этом случае для выгрузки и анализа данных требуется ручное вмешательство — оператору необходимо приходить на объект с ноутбуком, что крайне неудобно для удаленных скважин.
«Мы стремимся создать специализированную, но при этом максимально простую в обращении систему, которую можно охарактеризовать как "установил и забыл". Она спроектирована с прицелом на широкий круг потребителей, которым достаточно уметь обращаться со смартфоном. По сути, это обычный пользовательский сервис в современном понимании», — сказал Ефим Пашко.
Система мониторинга состоит из трех частей. Первая — та, которая установлена непосредственно на скважине. Это датчики и одноплатный компьютер, который собирает показания с датчиков и отправляет их на сервер. Вторая — это серверная часть, которая принимает, сохраняет и обрабатывает все данные, поступающие с датчиков. В дальнейшем в серверную часть будет включен и модуль анализа данных. Третья часть — это доступ к этим данным, которые осуществляется либо через компьютер (веб-браузер), либо через телефон (мобильное приложение).
Сейчас пилотный проект по внедрению данной системы реализуется с ОАО «Сузунское ЖКХ» в Новосибирской области. Разработчики собирают обратную связь от пользователей, чтобы дальше дорабатывать и совершенствовать систему. Так, с помощью датчиков отслеживается, соответствует ли динамический уровень воды в скважине (уровень воды в скважине во время работы насоса) паспортному, так как эксплуатация с низким уровнем может привести преждевременному выходу скважины из строя. Также система фиксирует проблемы с электроснабжением, например, перекос фаз — нарушение равномерного распределения напряжения между фазами, следствием чего может стать повреждение электрооборудования.
Таким образом, непрерывный мониторинг параметров скважины способствует более точной оценке состояния оборудования и водозабора в целом, что положительно сказывается на планировании технического обслуживания и эксплуатационной стратегии.
Актуальность разработки также обусловлена и новыми регуляторными требованиями. Так, в мае вышло новое постановление Правительства России, согласно которому юридические лица — владельцы скважин — должны следить за их состоянием, так как в случае эксплуатации скважин с уровнем воды ниже допустимых, это не только может привести к выходу из строя оборудования, но и неблагоприятно сказаться на состоянии водоносного горизонта и нанести вред окружающей среде. Система мониторинга позволяет фиксировать возникновение таких ситуаций и принимать меры к их устранению. Кроме того, наличие объективных данных, которые собирает система, снижает вероятность конфликтов между эксплуатирующими организациями и контролирующими инстанциями (например, Минприроды) — за счет повышения прозрачности и подотчетности действий.
Сейчас система собирает данные уровня воды и показатели электроэнергии (напряжение, ток, реактивную и активную мощность). Однако аппаратная часть достаточно универсальная, поэтому позволяет включить дополнительные датчики и расширить спектр собираемых данных, например, добавить такие параметры, как температура воды, расход воды на выходе из скважины, давление в магистрали и т.д. Также в дальнейших планах разработчиков расширять функционал системы, в частности автоматизировать составление отчетов и усовершенствовать модуль обработки данных, используя технологии искусственного интеллекта.
«Конечно, математический метод, который мы сейчас используем, позволяет достаточно глубоко анализировать данные, однако машинное обучение открывает новые горизонты. После окончания бакалавриата я буду поступать в магистратуру по направлению, связанному с машинным обучением, и буду дальше работать над данным проектом. Вполне возможно, что найду новую технологию, которую можно будет применить», — отметилЕфим Пашко.
Данное решение недавно представили министру жилищно-коммунального хозяйства и энергетики Новосибирской области. Система заинтересовала министра, который подтвердил актуальность ее внедрения. Сейчас ведется работа над технико-экономическим обоснованием для последующей презентации губернатору Новосибирской области.
Короткая ссылка
