Система для оптимизации инвестиционных потоков при ограниченном финансировании Российский патент 2020 года по МПК G06Q50/06 

Система относится к области водоотведения и/или водоснабжения для оптимизации инвестиционных потоков при модернизации (реконструкции) систем водоотведения и/или водоснабжения.

Известна «Система и способ оптимизации животноводческого производства» (см. патент №2399289 - Российская Федерация: МПК G06F 1/00 (2006.01), Опубликовано: 20.09.2010 Бюл. №26), включающая в себя подсистему имитатора, выполненную с возможностью приема множества входных параметров животных и генерирования прогнозируемой характеристики, при этом, по меньшей мере, одни из входных параметров животных обозначены как переменные входные параметры, и подсистему управления предприятием, выполненную с возможностью генерирования оптимизированного значения, по меньшей мере, для одного переменного входного параметра на основе, по меньшей мере, одного критерия оптимизации и состава корма для животного. Использование группы изобретений позволит повысить производительность животноводческого производства.

Недостатком известной системы является ограниченная область применения в связи с невозможностью оптимизации затрат на модернизацию объекта управления, так как указанная система и способ учитывают только входные и выходные параметры объекта управления (которые являются переменными) и не учитывают затраты на модернизацию и расходы на содержание объекта управления.

Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели служит система управления энергопотреблением при эксплуатации канализационных насосных станций (КНС), (см. патент на полезную модель №94291, Рос. Федерация: МПК F04B 51/00 (2006.01) / Кармазинов Ф.В., Кинебас А.К., Трухин Ю.А. и др.; опубл. 20.05.2010), включающая:

модуль перекачки воды, содержащий, по меньшей мере, два насоса с всасывающими и напорными трубопроводами,

модуль анализа диагностируемых параметров, содержащий блок сравнения подач, блок коррекции диагностируемого параметра по частоте вращения вала, блок коррекции диагностируемого параметра по диаметру рабочего колеса, блок анализа диагностируемых параметров, блок ввода эталонных диагностируемых параметров, при этом выход блока сравнения подач подключен к входу блока коррекции диагностируемого параметра по частоте вращения вала, вход блока коррекции диагностируемого параметра по диаметру рабочего колеса подключен к выходу блока коррекции диагностируемого параметра по частоте вращения вала, а выходы блоков коррекции диагностируемого параметра по диаметру рабочего колеса и ввода эталонных диагностируемых параметров - к входу блока анализа диагностируемых параметров;

модуль контрольно-измерительных приборов, содержащий, по меньшей мере, два датчика подачи насоса, по меньшей мере, два датчика давления, установленные соответственно на всасывающем и напорном трубопроводах, датчик частоты вращения вала насоса, измеритель потребляемой мощности, при этом все датчики и измеритель потребляемой мощности модуля контрольно-измерительных приборов выполнены мобильными и дополнительно снабжены устройствами записи данных и каналами связи, выходы устройств записи данных, по меньшей мере, двух датчиков давления, датчика частоты вращения вала насоса и измерителя потребляемой мощности при помощи каналов связи подключены к входу блока коррекции диагностируемого параметра по частоте вращения вала, а выходы устройств записи данных, по меньшей мере, двух датчиков подачи насоса - к входу блока сравнения подач,

модуль оптимизации энергопотребления, содержащий блок формирования гидравлических характеристик сетей, к входу которого при помощи каналов связи подключены выходы устройств записи данных, по меньшей мере, двух датчиков давления и выход блока сравнения подач, блок анализа энергопотребления, блок ввода диагностируемых параметров насосов-конкурентов, блок анализа энергопотребления насосов-конкурентов, при этом выходы блока анализа диагностируемых параметров и блока формирования гидравлических характеристик сетей подключены к входу блока анализа энергопотребления, выходы блока формирования гидравлических характеристик сетей и блока ввода диагностируемых параметров насосов-конкурентов подключены к входу блока анализа энергопотребления насосов-конкурентов.

Кроме того блок анализа энергопотребления, блок анализа энергопотребления насосов-конкурентов выполнены с возможностью определения суммарного энергопотребления, модуль перекачки воды снабжен приемным резервуаром с подводящим трубопроводом, модуль контрольно-измерительных приборов - датчиком интенсивности дождя с устройством записи данных и каналом связи, модуль оптимизации энергопотребления - блоком ввода объема приемного резервуара, блоком анализа водопритока, блоком ввода характеристик бассейна канализования, при этом всасывающие и напорные трубопроводы, по меньшей мере, двух насосов соединены с приемным резервуаром, выходы блока сравнения подач, блока ввода объема приемного резервуара, блока ввода характеристик бассейна канализования и устройства записи данных датчика интенсивности дождя при помощи канала связи подключены к входу блока анализа водопритока, а выход блока анализа водопритока подключен к входу блока анализа энергопотребления и к входу блока анализа энергопотребления насосов-конкурентов.

Для указанной системы характерна ограниченная область применения, т.к. она рассчитана на решение оптимизационной задачи только на одном элементе системы водоотведения - канализационной насосной станции (КНС), и направлена на снижение только одного вида затрат - оплаты за электропотребление. По этой причине с применением этой системы не представляется возможным решение задачи по оптимизации инвестиций на модернизацию других элементов систем водоотведения и/или водоотведения, поскольку:

1. В ней не учитываются:

затраты на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, такие как водоотводящие и водопроводные сети, очистные сооружения и выпуски сточных вод, очистные сооружения питьевой воды водозаборы;

затраты на ликвидацию аварий, количество которых зависит от интенсивности отказов оборудования элементов систем водоотведения и/или водоснабжения;

затраты на платежи за негативное воздействие на окружающую среду, зависящих от количества загрязнений, сбрасываемых объектом управления в водные объекты;

затраты на оплату электроэнергии, на очистку питьевых и сточных вод;

финансовые ограничения на модернизацию.

2. С ее применением возможно решить только задачу оптимального выбора насосов из перечня насосов-конкурентов в пределах одного элемента (КНС) объекта управления, а задачу обоснования оптимальной последовательности вовлечения элементов систем водоотведения и/или водоснабжения в инвестиционный процесс решить невозможно.

Задачей настоящего изобретения является расширение области применения известной системы.

Поставленная задача решена так, что в известной системе, включающей по меньшей мере, два объекта управления (на фиг. 1 не показаны), модуль анализа диагностируемых параметров, содержащий блок анализа диагностируемых параметров, блок ввода эталонных диагностируемых параметров, в соответствии с настоящим изобретением:

в качестве объектов управления принимают k систем водоотведения и/или водоснабжения, при этом k≥2, содержащие n элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, при этом n≥1„

блок анализа диагностируемых параметров выполнен с возможностью ввода фактических значений целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

блок ввода эталонных диагностируемых параметров выполнен с возможностью ввода плановых значений целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения.

Кроме того, система дополнительно снабжена:

модулем ввода характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, содержащим n блоков ввода характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выполненных с возможностью ввода в качестве характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения длины L_jr и диаметров D_jr r-ых участков сетей водоотведения или водоснабжения j-го элемента, расчетных расходов Q_{pacч j} очистных сооружений, расчетных расходов q_{paсч jr} насосных станций, категории приемника очищенных сточных вод Пр_{СВ j}, характеристики источника водоснабжения И_{ВС j}, стоимости одного ремонта C_jr r-ых участков сетей водоотведения и/или водоснабжения, j=1,2, …, n, r≥1,

модулем определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, содержащим блок определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при фактических значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выполненный с возможностью определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения до проведения мероприятий по модернизации по каждому из n элементов k систем водоотведения и/или водоснабжения по формуле

где - затраты на ликвидацию аварий до и после проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, i=1, 2, …, k,

- экологические выплаты до и после проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

- затраты электрической энергии на транспортировку и очистку сточных вод,

и блок определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при плановых значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выполненных с возможностью определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения после проведения мероприятий по модернизации по каждому из n элементов k систем водоотведения и/или водоснабжения по формуле

где - затраты на ликвидацию аварий до и после проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

- экологические выплаты до и после проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

- затраты электрической энергии на транспортировку и очистку сточных вод,

модулем определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выполненным с возможностью определения затрат на проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по сметной стоимости или по укрупненным показателям,

модулем определения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

модулем оптимизации инвестиционных затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выполненным с возможностью ражировки элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по значения коэффициента рентабельности,

модулем ввода фактических объемов финансирования,

модулем определения оптимальной выборки элементов систем водоотведения и/или водоснабжения подлежащих модернизации.

При этом,

выход модуля ввода характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения соединен с входом блока анализа диагностируемых параметров и с входом блока ввода эталонных диагностируемых параметров,

выход блока анализа диагностируемых параметров соединен с входом блока определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при фактических значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

выход блока ввода эталонных диагностируемых параметров соединен с входом блока определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при плановых значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

выход блока анализа диагностируемых параметров и выход блока ввода эталонных диагностируемых параметров элементов систем водоотведения и/или водоснабжения соединен с входом модуля определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

выход модуля определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения и выход модуля определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения соединены с входом модуля определения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

выход модуля определения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения соединен с входом модуля оптимизации инвестиционных затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

выход модуля оптимизации инвестиционных затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения и выход модуля ввода фактических объемов финансирования соединены с входом модуля определения оптимальной выборки элементов систем водоотведения и/или водоснабжения подлежащих модернизации.

Отличительными признаками заявляемой системы для оптимизации инвестиционных потоков являются:

1. Выбор в качестве объектов управления k систем водоотведения и/или водоснабжения, при этом k≥2, содержащие n элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, при этом n≥1,;

2. Выполнение блока анализа диагностируемых параметров с возможностью ввода фактических значений целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения;

3. Выполнение блока ввода эталонных диагностируемых параметров с возможностью ввода плановых значений целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения;

4. Дополнительное снабжение системы модулем ввода характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, содержащим n блоков ввода характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выполненных с возможностью ввода в качестве характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения длины L_jr и диаметров D_jr r-ых участков сетей водоотведения или водоснабжения j-го элемента, расчетных расходов Q_{расч j} очистных сооружений, расчетных расходов q_{pacч jr} насосных станций, категории приемника очищенных сточных вод Пр_{СВ j}, характеристики источника водоснабжения И_{ВС j}, стоимости одного ремонта C_jr r-ых участков сетей водоотведения и/или водоснабжения, j=1, 2, …, n, r≥1;

5. Дополнительное снабжение модулем определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения;

6. Включение в состав модуля определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения блока определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при фактических значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выполненного с возможностью определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения до проведения мероприятий по модернизации по каждому из n элементов k систем водоотведения и/или водоснабжения по формуле

где - затраты на ликвидацию аварий до и после проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, i=1, 2, …, k,

- экологические выплаты до и после проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

- затраты электрической энергии

7. Включение в состав модуля определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения блока определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при плановых значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения выполненного с возможностью определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения после проведения мероприятий по модернизации по каждому из n элементов k систем водоотведения и/или водоснабжения по формуле

где - затраты на ликвидацию аварий до и после проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

- экологические выплаты до и после проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

- затраты электрической энергии на транспортировку и очистку сточных вод,

8. Дополнительное снабжение модулем определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выполненным с возможностью определения затрат на проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по сметной стоимости или по укрупненным показателям;

9. Дополнительное снабжение модулем определения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения;

10. Дополнительное снабжение модулем оптимизации инвестиционных затрат по элементам систем водоотведения и/или водоснабжения, выполненным с возможностью ражировки элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по значения коэффициента рентабельности;

11. Дополнительное снабжение модулем ввода фактических объемов финансирования;

12. Дополнительное снабжение модулем определения оптимальной выборки элементов систем водоотведения и/или водоснабжения подлежащих модернизации;

13. Соединение выхода модуля ввода характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения с входом блока анализа диагностируемых параметров и с входом блока ввода эталонных диагностируемых параметров;

14. Соединение выхода блока анализа диагностируемых параметров с входом блока определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при фактических значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения;

15. Соединение выхода блока ввода эталонных диагностируемых параметров с входом блока определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при плановых значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения

16. Соединение выхода блока анализа диагностируемых параметров и выхода блока ввода эталонных диагностируемых параметров элементов систем водоотведения и/или водоснабжения с входом модуля определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения;

17. Соединение выхода модуля определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения и выхода модуля определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения с входом модуля определения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения;

18. Соединение выхода модуля определения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения с входом модуля оптимизации инвестиционных затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения;

19. Соединение выхода модуля оптимизации инвестиционных затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения и выхода модуля ввода фактических объемов финансирования с входом модуля определения оптимальной выборки элементов систем водоотведения и/или водоснабжения подлежащих модернизации.

По сведениям, имеющимся у авторов, отличительный признак №1 в технической литературе известен, а остальные - нет, что отвечает условию патентоспособности «новизна».

Совместное применение в заявляемом устройстве указанных отличительных признаков позволяет получить положительный эффект, который заключается в том, что расширяется область применения системы, т.к. она может быть применена для решения задач оптимизации инвестиционных потоков на модернизацию систем водоотведения и/или водоснабжения, в целом с учетом всех элементов систем. Это достигается благодаря наличию отличительных признаков №1-19, т.к.:

- за счет применения отличительных признаков №1, 4, 8, 16 появляется возможность учета затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, таких как водоотводящие и водопроводные сети, очистные сооружения и выпуски сточных вод, очистные сооружения питьевой воды, водозаборы;

- за счет применения отличительных признаков №1-7, 13, 14, 15 появляется возможность учета затрат на ликвидацию аварий, количество которых зависит от интенсивности отказов оборудования элементов систем водоотведения и/или водоснабжения;

- за счет применения отличительных признаков №1-7, 13, 14, 15 появляется возможность учета затрат на платежи за негативное воздействие на окружающую среду, зависящих от количества загрязнений, сбрасываемых объектом управления в водные объекты;

- за счет применения отличительных признаков №1-7, 13, 14, 15 появляется возможность учета затрат на оплату электроэнергии, на очистку питьевых и сточных вод;

- за счет применения отличительных признаков №1, 12, 19 появляется возможность учета финансовых ограничений на модернизацию;

- за счет применения отличительных признаков №9, 10, 11, 12, 17, 18, 19 появляется возможность определения обоснования оптимальной последовательности вовлечения элементов систем водоотведения и/или водоснабжения в инвестиционный процесс.

Предлагаемая авторами система отличается от прототипа конструктивно.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемой «Системы для оптимизации инвестиционных потоков ограниченном финансировании», на Фиг. 2. - пример сводной таблицы затрат, учтенных в предлагаемой системе, на Фиг. 3. - пример оптимальной последовательности модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, на Фиг. 4 - пример графика с результатами определения значений чистой приведенной стоимости, определяемой в модуле определения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации, для каждого элемента систем водоотведения и/или водоснабжения, с учетом объемов финансирования.

Система содержит (см. фиг. 1) модуль 1 ввода характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, содержащий n=4 блоков 2, 3, 4, 5 ввода характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выполненных с возможностью ввода в качестве характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения длины L_jr и диаметров D_jr r-ых участков сетей водоотведения или водоснабжения j-го элемента систем водоотведения и/или водоснабжения, расчетных расходов Q_{расч jr} очистных сооружений, расчетных расходов q_{paсч jr} насосных станций, категории приемника очищенных сточных вод Пр_{СВ j}, характеристики источника водоснабжения И_{ВС j}, стоимости одного ремонта C_jr r-ых участков сетей водоотведения и/или водоснабжения, j=1, 2, …, n, r≥1, в которые вводятся характеристики по n элементам систем водоотведения и/или водоснабжения, выход которого подключен по каналу связи 6 к входу модуля 7 анализа диагностируемых параметров, содержащим:

блок 8 анализа диагностируемых параметров, выход которого по каналу связи 9 подключен к входу блока 10 определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при фактических значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения и по каналу связи 11 к входу модуля 12 определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

блок 13 ввода эталонных диагностируемых параметров, выход которого по каналу связи 14 подключен к входу блока 15 определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при плановых значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения и по каналу связи 16 к входу модуля 12 определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения.

Блок 10 определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при фактических значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения и блок 15 определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при плановых значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения составляют модуль 17 определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения.

Выход модуля 12 определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по каналу связи 18 и выход модуля 17 определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по каналу связи 19 подключены к входу модуля 20 определения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения.

Выход модуля 20 определения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по каналу связи 21 подключен к входу модуля 22 оптимизации инвестиционных затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения.

Выход модуля 22 оптимизации инвестиционных затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по каналу связи 23 и выход модуля 24 ввода фактических объемов финансирования каналу связи 25 подключены к входу модуля 26 определения оптимальной выборки элементов систем водоотведения и/или водоснабжения подлежащих модернизации.

Настоящим изобретением допускаются различные варианты исполнения каналов связи 6, 9, 11, 14, 16, 18, 19, 21, 23, 25. Например, на магнитных носителях, по сетям Internet и т.п.

Предлагаемая Система для оптимизации инвестиционных потоков при ограниченном финансировании работает следующим образом.

В блоки 2, 3, 4, 5 ввода характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения модуля 1 ввода характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения вводятся следующие характеристики, например, в блок 2 вводятся характеристики систем водоотведения или водоснабжения, длины L_jr и диаметров D_jr r-ых участков сетей водоотведения или водоснабжения j-го элемента, в блок 3 вводятся характеристики систем водоотведения или водоснабжения расчетные расходы q_{расч jr} насосных станций систем водоотведения или водоснабжения, в блок 4 вводятся характеристики систем водоотведения или водоснабжения категория приемника очищенных сточных вод Пр_СВ, в блок 5 вводятся характеристики систем водоотведения или водоснабжения стоимость одного ремонта С_jr r-ых участка сетей водоотведения и/или водоснабжения.

Из выходов блоков 2, 3, 4, 5 ввода характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения модуля 1 ввода характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по каналу связи 6 к входу модуля 7 анализа диагностируемых параметров передаются характеристики элементов систем водоотведения и/или водоснабжения. Они одновременно передаются к входам блока 8 анализа диагностируемых параметров и блока 13 ввода эталонных диагностируемых параметров.

При этом, в блок 8 анализа диагностируемых параметров модуля 7 анализа диагностируемых параметров дополнительно вводятся фактические целевые показатели надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, а в блок 13 ввода эталонных диагностируемых параметров модуля 7 анализа диагностируемых параметров - плановые целевые показатели надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения. К фактическим и плановым целевым показателям надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения могут относиться:

- удельное количество аварий и засоров в расчете на протяженность канализационной сети в год 1/км;

- доля сточных вод, не подвергающихся очистке, в общем объеме сточных вод, сбрасываемых в централизованные общесплавные или бытовые системы водоотведения %;

- доля поверхностных сточных вод, не подвергающихся очистке, в общем объеме поверхностных сточных вод, принимаемых в централизованную ливневую систему водоотведения %;

- доля проб сточных вод, не соответствующих установленным нормативам допустимых сбросов, лимитам на сбросы, рассчитанная применительно к видам централизованных систем водоотведения раздельно для централизованной общесплавной (бытовой) и централизованной ливневой систем водоотведения (в процентах) %;

- доля поверхностных сточных вод, не подвергающихся очистке, в общем объеме поверхностных сточных вод, поступивших в раздельную дождевую систему водоотведения %;

- доля проб поверхностных сточных вод, не соответствующих установленным нормативам допустимых сбросов, лимитам на сбросы, рассчитанных для раздельной дождевой системы %;

- удельный расход электрической энергии, потребляемой в технологическом процессе очистки сточных вод, на единицу объема очищаемых сточных вод кВт-ч/м³;

- удельный расход электрической энергии, потребляемой в технологическом процессе транспортировки сточных вод, на единицу объема транспортируемых сточных вод кВт-ч/м³;

- удельный расход электрической энергии, потребляемой в технологическом процессе очистки поверхностных сточных вод, на единицу объема очищаемых поверхностных сточных вод кВт-ч/м³;

- удельный расход электрической энергии, потребляемой в технологическом процессе транспортировки поверхностных сточных вод, на единицу объема транспортируемых поверхностных сточных вод кВт-ч/м³;

- доля проб питьевой воды, подаваемой с источников водоснабжения, водопроводных станций или иных объектов централизованной системы водоснабжения в распределительную водопроводную сеть, не соответствующих установленным требованиям, в общем объеме проб, отобранных по результатам производственного контроля качества питьевой воды %;

- доля проб питьевой воды в распределительной водопроводной сети, не соответствующих установленным требованиям, в общем объеме проб, отобранных по результатам производственного контроля качества питьевой воды %;

- доля проб горячей воды в тепловой сети или в сети горячего водоснабжения, не соответствующих установленным требованиям по температуре, в общем объеме проб, отобранных по результатам производственного контроля качества горячей воды %;

- доля проб горячей воды в тепловой сети или в сети горячего водоснабжения, не соответствующих установленным требованиям (за исключением температуры), в общем объеме проб, отобранных по результатам производственного контроля качества горячей воды

- количество перерывов в подаче воды, зафиксированных в местах исполнения обязательств организацией, осуществляющей горячее водоснабжение, холодное водоснабжение, по подаче горячей воды, холодной воды, возникших в результате аварий, повреждений и иных технологических нарушений на объектах централизованной системы холодного водоснабжения, горячего водоснабжения, принадлежащих организации, осуществляющей горячее водоснабжение, холодное водоснабжение, в расчете на протяженность водопроводной сети в год 1/км;

- доля потерь воды в централизованных системах водоснабжения при транспортировке в общем объеме воды, поданной в водопроводную сеть %;

- удельное количество тепловой энергии, расходуемое на подогрев горячей воды (Гкал/куб.м) %;

- удельный расход электрической энергии, потребляемой в технологическом процессе подготовки питьевой воды, на единицу объема воды, отпускаемой в сеть кВт-ч/куб.м;

- удельный расход электрической энергии, потребляемой в технологическом процессе транспортировки питьевой воды, на единицу объема транспортируемой воды кВт-ч/куб.м.

Из выхода блока 8 анализа диагностируемых параметров модуля 7 анализа диагностируемых параметров по каналу связи 9 к входу блока 10 определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при фактических значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения модуля 17 определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения передаются характеристики и фактические целевые показатели надежности, качества, энергетической эффективности элемента систем водоотведения и/или водоснабжения.

Из выхода блока 13 ввода эталонных диагностируемых параметров модуля 7 анализа диагностируемых параметров по каналу связи 14 к входу блока 15 определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при плановых значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения модуля 17 определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения передаются характеристики и плановые целевые показатели надежности, качества, энергетической эффективности систем водоотведения элементов систем водоотведения и/или водоснабжения.

В блоке 10 определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при фактических значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения модуля 17 определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения производят определение эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения до проведения мероприятий по модернизации по каждому из n элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по формуле

В блоке 15 определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при плановых значениях целевых показателей надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения модуля 17 определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения производят определение эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения после проведения мероприятий по модернизации по каждому из n элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по формуле

где - затраты на ликвидацию аварий до и после проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, руб.

- экологические выплаты до и после проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, руб.

- затраты электрической энергии на транспортировку и очистку сточных вод, руб.

В качестве примера на фиг. 2 в колонках 2, 3 приведены результаты оценки затрат на эксплуатацию объекта управления в целом, а в колонках 5, 6, 8, 9, 11, 12, 14 и 15 на эксплуатацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения.

Из выхода модуля 17 определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по каналу связи 19 к входу модуля 20 определения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения передаются полученные значения эксплуатационных затрат до и после проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения.

Из выхода блока 8 анализа диагностируемых параметров модуля 7 анализа диагностируемых параметров, по каналу связи 11 к входу модуля 12 определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения передаются характеристики и фактические целевые показатели надежности, качества, энергетической эффективности элементов систем водоотведения и/или водоснабжения.

Из выхода блока 13 ввода эталонных диагностируемых параметров модуля 7 анализа диагностируемых параметров по каналу связи 16 к входу модуля 12 определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения передаются характеристики и плановые целевые показатели надежности, качества, энергетической эффективности систем водоотведения элементов систем водоотведения и/или водоснабжения.

В модуле 12 определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения производят определение объемов затрат I_ij на проведение мероприятий модернизации. Настоящим изобретением допускаются различные методики определения затрат, например, по сметной стоимости или по укрупненным показателям.

В качестве примера на фиг. 2 в колонках 4, 7 приведены результаты оценки стоимости мероприятий по модернизации объекта управления в целом, а в колонках 10, 13, 16 элементов систем водоотведения и/или водоснабжения.

Объемы затрат I_ij из выхода модуля 12 определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по каналу связи 18 передаются к входу модуля 20 определения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения.

В модуле 20 определения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения производят определение чистой приведенной стоимости (NPV) элемента систем водоотведения и/или водоснабжения по формуле

Следовательно

где Т - период оценки чистой приведенной стоимости;

k_I - коэффициент инфляции, при этом k_I=const;

k_d - коэффициент дисконтирования, при этом k_d=const;

t - год оценки от t=0 до t=Т.

В связи с тем что k_I=const и k_d=const одинаковы для всех рассматриваемых объектов, значение NPV_ij зависит от стоимости мероприятий модернизации и эксплуатационных затрат по каждому из n элементов k систем водоотведения и/или водоснабжения до и после модернизации, определяющим в выборе оптимальной последовательности модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения является коэффициент рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения Re

проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по каналу связи 21 к входу модуля 22 оптимизации инвестиционных затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения передаются значения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения.

В модуле 22 оптимизации инвестиционных затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения производят ранжировку значений коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения от меньшего к большему и каждому элементу систем водоотведения и/или водоснабжения присваивается порядковый номер в соответствии ранжировкой. Оценивая значения чистой приведенной стоимости элементов систем водоотведения и/или водоснабжения определяется очередность модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения. Результаты определения такой очередности приведены на фиг. 3. Где значения, находящиеся на пересечении соответствующего объекта управления и элемента систем водоотведения и/или водоснабжения, соответствуют порядковому номеру ранжированных значений коэффициента рентабельности в порядке возрастания.

Из выхода модуля 22 оптимизации инвестиционных затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по каналу связи 23 к входу модуля 26 определения оптимальной выборки элементов систем водоотведения и/или водоснабжения подлежащих модернизации передается оптимальная последовательность модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения. Одновременно с этим из модуля 24 ввода фактических объемов финансирования по каналу связи 25 в модуль определения оптимальной выборки элементов систем водоотведения и/или водоснабжения подлежащих модернизации передаются фактические объемы финансирования на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения подлежащих модернизации.

В модуле 26 оптимальной выборки элементов систем водоотведения и/или водоснабжения подлежащих модернизации, с учетом выделяемых объемов финансирования на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения осуществляется выборка элементов систем водоотведения и/или водоснабжения.

В выборку элементов систем водоотведения и/или водоснабжения подлежащих модернизации попадают элементы систем водоотведения и/или водоснабжения, удовлетворяющие условию

а элементы, удовлетворяющие условию

модернизации не подлежат. Проведение модернизации указанных элементов переносится на период следующего финансирования. При этом на следующем периоде финансирования необходимо проведение оптимизации инвестиционных потоков на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения в соответствии с настоящим изобретением.

Здесь F - фактические объемы финансирования элементов систем водоотведения и/или водоснабжения в планируемом периоде;

a - номер элемента систем водоотведения и/или водоснабжения, присвоенный в результате оптимизации инвестиционных затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения проведенных в модуле 22 оптимизации инвестиционных затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, см. фиг. 4;

I_a - инвестиционные затраты на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения a-го элемента систем водоотведения и/или водоснабжения;

g - общее количество элементов систем водоотведения и/или водоснабжения.

На фиг. 4 в качестве примера приведены результаты суммирования значений чистой приведенной стоимости для g элементов систем водоотведения и/или водоснабжения в зависимости от очередности их модернизации, при следующих объемах финансирования:

в первый год финансирования - 25 млн. руб.;

второй и третий год - 0 руб.;

четвертый год - 25 млн. руб.;

пятый и последующий года - 0 руб.

Для выбранного примера дефицит финансирования составляет 25 млн. руб.

На фиг. 4 приведены значения NPV для группы объектов:

линия 27 - модернизация всех объектов в первый год модернизации (неограниченное финансирование);

линия 28 - модернизация объектов систем водоотведения и/или водоснабжения (с ограниченным финансированием), модернизация элементов систем водоотведения и/или водоснабжения в результате выборки элементов систем водоотведения и/или водоснабжения с меньшим коэффициентом рентабельности из не модернизированных (с ограниченным финансированием);

линия 29 - модернизация объектов систем водоотведения и/или водоснабжения (с ограниченным финансированием), произвольный выбор элементов модернизации систем водоотведения и/или водоснабжения;

линия 30 - модернизация объектов систем водоотведения и/или водоснабжения (с ограниченным финансированием), модернизация элементов систем водоотведения и/или водоснабжения в результате выборки элементов систем водоотведения и/или водоснабжения с большим коэффициентом рентабельности из не модернизированных.

Таким образом для предлагаемой системы характерна «промышленная применимость».

Система относится к области водоотведения и/или водоснабжения для оптимизации инвестиционных потоков при модернизации (реконструкции) систем водоотведения и/или водоснабжения. Технический результат заключается в обеспечении оптимального выбора последовательности вовлечения элементов системы водоотвода и или водоснабжения с учетом фактических и эталонных значений показателей, получаемых в результате эксплуатации. Система включает модуль анализа диагностируемых параметров с возможностью ввода фактических значений, модуль определения эксплуатационных затрат и модуль определения оптимальной выборки. 4 ил.

Система для оптимизации инвестиционных потоков при ограниченном финансировании, содержащая по меньшей мере модуль анализа диагностируемых параметров, содержащий блок анализа диагностируемых параметров, блок ввода эталонных диагностируемых параметров, отличающаяся тем, что в качестве объектов принимают k систем водоотведения и/или водоснабжения, k≥2, содержащих n элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, n≥1, блок анализа диагностируемых параметров выполнен с возможностью ввода фактических значений целевых показателей надежности работы систем водоотведения и/или водоснабжения, показателей качества проб воды, показателей расхода электрической и тепловой энергии элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, блок ввода эталонных диагностируемых параметров выполнен с возможностью ввода плановых значений целевых показателей надежности работы систем водоотведения и/или водоснабжения, показателей качества проб воды, показателей расхода электрической и тепловой энергии элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, а система дополнительно снабжена модулем ввода характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, содержащим n блоков ввода характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выполненных с возможностью ввода в качестве характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения длины L_jr и диаметров D_jr r-х участков сетей водоотведения или водоснабжения j-го элемента, расчетных расходов Q_{pacч j} очистных сооружений, расчетных расходов q_{расч jr} насосных станций, категории приемника очищенных сточных вод , характеристики источника водоснабжения И_{ВС j}, стоимости одного ремонта С_jr r-х участков сетей водоотведения и/или водоснабжения, j=1, 2, …, n, r≥1, модулем определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, содержащим блок определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при фактических значениях целевых показателей надежности работы систем водоотведения и/или водоснабжения, показателей качества проб воды, показателей расхода электрической и тепловой энергии элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выполненный с возможностью определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения до проведения мероприятий по модернизации по каждому из n элементов k систем водоотведения и/или водоснабжения по формуле

где - затраты на ликвидацию аварий до проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, i=1, 2, …, k,

- экологические выплаты до проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

- затраты электрической энергии на транспортировку и очистку сточных вод до проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

и блок определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при плановых значениях целевых показателей надежности работы систем водоотведения и/или водоснабжения, показателей качества проб воды, показателей расхода электрической и тепловой энергии элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выполненных с возможностью определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения после проведения мероприятий по модернизации по каждому из n элементов k систем водоотведения и/или водоснабжения по формуле

где - затраты на ликвидацию аварий после проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

- экологические выплаты после проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения,

- затраты электрической энергии на транспортировку и очистку сточных вод после проведения модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, модулем определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выполненным с возможностью определения затрат на проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по сметной стоимости или по укрупненным показателям, модулем определения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, модулем оптимизации инвестиционных затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выполненным с возможностью ранжирования элементов систем водоотведения и/или водоснабжения по значениям коэффициента рентабельности, модулем ввода фактических объемов финансирования, модулем определения оптимальной выборки элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, подлежащих модернизации, при этом выход модуля ввода характеристик элементов систем водоотведения и/или водоснабжения соединен с входом блока анализа диагностируемых параметров и с входом блока ввода эталонных диагностируемых параметров, выход блока анализа диагностируемых параметров соединен с входом блока определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при фактических значениях целевых показателей надежности работы систем водоотведения и/или водоснабжения, показателей качества проб воды, показателей расхода электрической и тепловой энергии элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выход блока ввода эталонных диагностируемых параметров соединен с входом блока определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения при плановых значениях целевых показателей надежности работы систем водоотведения и/или водоснабжения, показателей качества проб воды, показателей расхода электрической и тепловой энергии элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выход блока анализа диагностируемых параметров и выход блока ввода эталонных диагностируемых параметров элементов систем водоотведения и/или водоснабжения соединены с входом модуля определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выход модуля определения эксплуатационных затрат элементов систем водоотведения и/или водоснабжения и выход модуля определения затрат на проведение мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения соединены с входом модуля определения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выход модуля определения коэффициента рентабельности проведения мероприятий по модернизации элементов систем водоотведения и/или водоснабжения соединен с входом модуля оптимизации инвестиционных затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, выход модуля оптимизации инвестиционных затрат на модернизацию элементов систем водоотведения и/или водоснабжения и выход модуля ввода фактических объемов финансирования соединены с входом модуля определения оптимальной выборки элементов систем водоотведения и/или водоснабжения, подлежащих модернизации.