23. Классификация систем управления (су)

По сте­пе­ни ав­то­ма­ти­за­ции про­цес­сов управ­ле­ния со­вре­мен­ные СУ мож­но раз­де­лить на три ти­па: ин­фор­ма­ци­он­но-управ­ляю­щие, ин­фор­ма­ци­он­но-советую­щие, ин­фор­ма­ци­он­ные.

Наи­бо­лее со­вер­шен­ной ор­га­ни­за­ци­он­ной фор­мой СУ ВХС яв­ля­ют­ся ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ные сис­те­мы управ­ле­ния (АСУБ) с при­ме­не­ни­ем ав­то­ма­ти­зированных средств фор­ми­ро­ва­ния и об­ра­бот­ки ин­фор­ма­ции и эко­но­ми­ко-ма­те­ма­ти­че­ских ме­то­дов для ре­гу­ляр­но­го ре­ше­ния ос­нов­ных за­дач управ­ле­ния вод­ны­ми ре­сур­са­ми.

АСУБ рас­смат­ри­ва­ют­ся как от­дель­ные час­ти еди­ной от­рас­ле­вой ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ной сис­те­мы управ­ле­ния, ко­то­рая в свою оче­редь, долж­на входить в Об­ще­го­су­дар­ст­вен­ную ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ную сис­те­му управ­ле­ния и взаи­мо­дей­ст­во­вать с ана­ло­гич­ны­ми сис­те­ма­ми смеж­ных от­рас­лей - ОА­СУ-сель­хоз, ОА­СУ-энер­гия, ОА­СУ-рыб­хоз, ОА­СУ-транс­порт, ОА­СУ-по­го­да, разра­бот­ка ко­то­рых пла­ни­ро­ва­лась од­но­вре­мен­но по еди­ным тех­но­ло­ги­че­ским прин­ци­пам с ис­поль­зо­ва­ни­ем со­вме­ст­ных тех­ни­че­ских средств.

Управ­ле­ние все­ми эле­мен­та­ми ВХС бас­сей­на воз­ла­га­ет­ся на цен­траль­ный ор­ган - служ­бу управ­ле­ния бассейном (СУБ), осу­ще­ст­в­ляю­щий все ос­нов­ные функ­ции управ­ле­ния, а так­же эксплуа­та­цию АСУБ.

С вне­дре­ни­ем бы­ст­ро­дей­ст­вую­щих ПЭВМ со зна­чи­тель­ным объ­е­мом памя­ти, мощ­ны­ми опе­ра­ци­он­ны­ми сис­те­ма­ми, раз­ви­ты­ми сис­те­ма­ми под­держ­ки ин­фор­ма­ци­он­ных тех­но­ло­гий, на­ли­чи­ем тех­ни­че­ских воз­мож­но­стей соз­да­ния ло­каль­ных и гло­баль­ных вы­чис­ли­тель­ных се­тей и, на­ко­нец, дос­туп­но­стью специа­ли­стам-не­про­грам­ми­стам, По­лу­чи­ли раз­ви­тие автоматизиро­ван­ные ин­фор­ма­ци­он­но-со­ве­тую­щие сис­те­мы (АИСС). По сво­ей су­ти, АИСС ста­ли эле­мен­том уже су­ще­ст­вую­щей организаци­он­ной струк­ту­ры сис­те­мы управ­ле­ния вод­ны­ми ре­сур­са­ми. Основой развития новых информационных технологий в управ­ле­нии ВХС стали со­вре­мен­ные тех­ни­че­ские средства (ПЭВМ, се­ти, мо­де­мы).

Авто­ма­ти­зи­ро­ван­ные ин­фор­ма­ци­он­ные сис­те­мы (АИС) в от­ли­чие от АСУ и АИСС, предна­зна­че­ны для накопле­ния, хра­не­ния, об­нов­ле­ния, по­иска, об­ра­бот­ки и вы­да­чи све­де­ний раз­лич­но­го ро­да по за­про­сам спе­циа­ли­стов-тех­но­ло­гов. Обыч­но АИС соз­да­ют­ся в ка­че­ст­ве пер­во­го эта­па АСУ и АИСС в со­ста­ве ин­фор­ма­ци­он­но­го обес­пе­че­ния как специа­ли­зи­ро­ван­ные сис­те­мы для об­ра­бот­ки ин­фор­ма­ции оп­ре­де­лен­ных клас­сов или для обес­пе­че­ния спе­циа­ли­стов ин­фор­ма­ци­ей по функ­цио­наль­но­му признаку (на­при­мер, раз­лич­ные ви­ды ав­то­ма­ти­зи­ро­ван­ных ра­бо­чих мест).

24. Принципы разработки систем управления вхс

Соз­да­ние СУ ВХС на об­щих под­хо­дах к со­ста­ву и со­дер­жа­нию ос­нов­ных эле­мен­тов, вы­те­каю­щих из пред­став­ле­ния ВХС как слож­ной сис­те­мы:

• един­ст­во об­щих и ча­ст­ных це­лей управ­ле­ния (прин­цип со­вмес­ти­мо­сти це­лей);

• рас­смот­ре­ние ВХС как еди­ной сис­те­мы со слож­ной струк­ту­рой и схемой управ­ле­ния (прин­цип системного под­хо­да);

• ие­рар­хич­ность сис­те­мы управ­ле­ния, за­клю­чаю­щая­ся в рас­пре­де­ле­нии функ­ций управления ВХС по взаи­мо­за­ви­си­мым ие­рар­хи­че­ским уров­ням;

• по­сте­пен­ность ав­то­ма­ти­за­ции за­дач управ­ле­ния ВХС (прин­цип очередности);

• един­ст­во ин­фор­ма­ци­он­ной ба­зы и ма­те­ма­ти­че­ско­го обес­пе­че­ния, заключаю­щее­ся в соз­да­нии еди­ной ин­фор­ма­ци­он­ной мо­де­ли объ­ек­та управления ис­поль­зуе­мой раз­лич­ны­ми за­да­ча­ми, а так­же еди­ной сис­те­мы алгорит­мов и про­грамм;

• со­вмес­ти­мость тех­ни­че­ских средств, ис­поль­зуе­мых в сис­те­ме управления;

• со­вмес­ти­мость с су­ще­ст­вую­щи­ми сис­те­ма­ми управ­ле­ния, функционирую­щи­ми в смеж­ных от­рас­лях, а так­же с сис­те­ма­ми управ­ле­ния верх­не­го и ниж­не­го уров­ней;

• эво­лю­ци­он­ность раз­ви­тия и от­кры­тость сис­те­мы, под­ра­зу­ме­ваю­щая посте­пен­ное рас­ши­ре­ние и со­вер­шен­ст­во­ва­ние сис­те­мы.

СУ ВХС со­стоит из функцио­наль­ной и вспо­мо­га­тель­ной час­тей. Функ­цио­наль­ная часть содержит комплек­сы за­дач:

• пер­спек­тив­но­го, те­ку­ще­го и опе­ра­тив­но­го пла­ни­ро­ва­ния и управ­ле­ния;

• про­гно­зи­ро­ва­ния;

• уче­та и ана­ли­за ис­поль­зо­ва­ния вод­ных ре­сур­сов при управ­ле­нии водохозяй­ст­вен­ны­ми сис­те­ма­ми.

Ком­плек­сы за­дач объ­е­ди­ня­ют­ся в от­дель­ные под­сис­те­мы по функциональ­но­му прин­ци­пу. В со­от­вет­ст­вии с функ­цио­наль­ной на­прав­лен­но­стью в СУ ВХС, це­ле­со­об­раз­но вы­де­лить сле­дую­щие под­сис­те­мы:

• про­гно­зи­ро­ва­ния со­стоя­ния и ис­поль­зо­ва­ния вод­ных ре­сур­сов;

• пер­спек­тив­но­го пла­ни­ро­ва­ния ком­плекс­но­го ис­поль­зо­ва­ния и ох­ра­ны вод­ных ре­сур­сов;

• те­ку­ще­го и опе­ра­тив­но­го пла­ни­ро­ва­ния;

• опе­ра­тив­но­го управ­ле­ния;

• уче­та, кон­тро­ля и ана­ли­за ис­поль­зо­ва­ния и ох­ра­ны вод­ных ре­сур­сов.

Со­став и со­дер­жа­ние функ­цио­наль­ных под­сис­тем име­ют свои особенности для ка­ж­дой во­до­хо­зяй­ст­вен­ной сис­те­мы и оп­ре­де­ля­ют­ся с уче­том специфики про­блем управ­ле­ния вод­ны­ми ре­сур­са­ми для ка­ж­до­го бас­сей­на и возможно­стей со­вер­шен­ст­во­ва­ния су­ще­ст­вую­щей сис­те­мы управ­ле­ния.

Вспо­мо­га­тель­ная часть сис­те­мы управ­ле­ния со­сто­ит из под­сис­тем органи­за­ци­он­но­го, ин­фор­ма­ци­он­но­го, ма­те­ма­ти­че­ско­го и про­грамм­но­го обеспечения. Ее ос­нов­ная функ­ция - под­держ­ка ре­ше­ния за­дач функ­цио­наль­ных подсис­тем и до­ве­де­ние по­лу­чен­ных ре­ше­ний до ис­пол­не­ния.

Ор­га­ни­за­ци­он­ное обес­пе­че­ние реа­ли­зу­ет мо­дель, при­ня­тую на ста­дии соз­да­ния сис­те­мы управ­ле­ния вод­ны­ми ре­сур­са­ми. Та­кая мо­дель за­кре­п­ля­ет струк­ту­ру, функ­ции и со­став раз­лич­ных ор­га­нов управ­ле­ния, схе­му их соподчи­нен­но­сти, функ­ции пер­со­на­ла и его взаи­мо­дей­ст­вие в про­цес­се ре­ше­ния функ­цио­наль­ных за­дач. В ка­че­ст­ве при­ме­ра на рис. 4 при­ве­де­на организацион­ная мо­дель сис­те­мы управ­ле­ния вод­ны­ми ре­сур­са­ми на уров­не водохозяйствен­ной сис­те­мы бас­сей­на ре­ки, где в ка­че­ст­ве ос­нов­но­го субъ­ек­та управ­ле­ния вы­сту­па­ет бас­сей­но­вое во­до­хо­зяй­ст­вен­ное управ­ле­ние (объ­е­ди­не­ние) (БВУ, БВО), свя­зан­ное по вер­ти­ка­ли с вы­ше­стоя­щим (Агентством по вод­но­му хозяйст­ву) и ни­же­стоя­щи­ми (от­де­лы управ­ле­ния вод­ны­ми ре­сур­са­ми) субъ­ек­та­ми управ­ле­ния.

Ос­нов­ная функ­ция, вы­пол­няе­мая БВУ в про­цес­се управ­ле­ния вод­ны­ми ре­сур­са­ми, за­клю­ча­ет­ся в реа­ли­за­ции об­ще­бас­сей­но­во­го прин­ци­па управ­ле­ния на ос­но­ве ко­ор­ди­на­ции во­до­хо­зяй­ст­вен­ной дея­тель­но­сти смеж­ных и нижераспо­ло­жен­ных в ие­рар­хи­че­ской струк­ту­ре ор­га­нов управ­ле­ния. В ситуации, при ко­то­рой функ­ции го­су­дар­ст­вен­но­го управ­ле­ния вод­ны­ми ре­сур­са­ми в од­ном бас­сей­не ре­ки од­но­вре­мен­но вы­пол­ня­ют­ся не­сколь­ки­ми БВУ ( т.е. на одном и том же ие­рар­хи­че­ском уров­не) роль ко­ор­ди­на­то­ра реа­ли­зу­ет­ся ли­бо одним из БВУ (на­при­мер в бас­сей­не р. Дон та­кие функ­ции воз­ло­же­ны на Дон­ское БВУ), ли­бо не­по­сред­ст­вен­но Росводресурсами (на­при­мер для бас­сей­на р. Волга).

Ос­но­вой для реа­ли­за­ции функ­ций ко­ор­ди­на­ции яв­ля­ют­ся Бас­сей­но­вые соглаше­ния, за­клю­чае­мые ме­ж­ду субъ­ек­та­ми фе­де­ра­ции на тер­ри­то­рии бас­сей­на и ре­гу­ли­рую­щие от­но­ше­ния ме­ж­ду ни­ми по по­во­ду ис­поль­зо­ва­ния вод­ных ресур­сов. Бас­сей­но­вые со­гла­ше­ния, в дан­ном слу­чае, вы­пол­ня­ют роль пра­во­вой ос­но­вы при реа­ли­за­ции бас­сей­но­во­го прин­ци­па управ­ле­ния вод­ны­ми ресурсами, а так­же обеспечивают раз­ре­ше­ние воз­ни­каю­щих про­ти­во­ре­чий ме­ж­ду водо­поль­зо­ва­те­ля­ми. К ка­те­го­рии пра­во­вых до­ку­мен­тов, ре­гу­ли­рую­щих ус­ло­вия транс­гра­нич­но­го во­до­поль­зо­ва­ния на ме­ж­ду­на­род­ных вод­ных объ­ек­тах, мож­но так­же от­не­сти Со­гла­ше­ния ме­ж­ду пра­ви­тель­ст­ва­ми Рос­сии и со­пре­дель­ных госу­дарств по во­про­сам со­вме­ст­но­го ис­поль­зо­ва­ния вод­ных объ­ек­тов. Та­кие согла­ше­ния под­пи­сы­ва­ют­ся на уров­не упол­но­мо­чен­ных пра­ви­тельств, а реализация и кон­троль за их ис­пол­не­ни­ем воз­ла­га­ют­ся на спе­ци­аль­ную ко­мис­сию, созда­вае­мую при ос­нов­ном БВУ.

• Министерства, ведомства, межгосударственные комиссии, согласу-ющие управляющие решения

• Отрасли - водопользователи

• Министерства и ведомства, обеспечивающие подготовку агрегированной информации о прогнозном и текущем состоянии водохозяйственной системы

Агентство по водному хозяйству Российской Федерации (Росводресурсы)

• БВУ (объединения), контролирующие части бассейна

• Территориальные организации и ведомства, согласующие управляющие решения в бассейне

• Организации - участники водохозяйственного комплекса

Б

• Территориальные (бассейновые) органы, обеспечивающие подготовку детальной прогнозной и текущей информации о состоянии водохозяйственной системы

ассейновые

водохозяйственные

у правления

(БВУ)

С убфедеральные (областные, краевые, республиканские) отделы управления водными ресурсами

. . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . .

В одохозяйственная система бассейна реки

Рисунок 4 - Организационная структура системы управления водными ресурсами бассейна реки

Реа­ли­за­ция БВУ функ­ций управ­ле­ния вод­ны­ми ре­сур­са­ми в бас­сей­не пред­по­ла­га­ет со­гла­со­ва­ние управ­лен­че­ских ре­ше­ний с ор­га­ни­за­ция­ми, осущест­в­ляю­щи­ми кон­троль­ные функ­ции (тер­ри­то­ри­аль­ные под­раз­де­ле­ния Ми­н-природы), а так­же с ор­га­ни­за­ция­ми, в ве­де­нии ко­то­рых на­хо­дят­ся раз­лич­ные гид­ро­тех­ни­че­ские со­ору­же­ния (во­до­хра­ни­ли­ща, гид­ро­уз­лы, ка­на­лы и т.д.).

Ис­ход­ная ин­фор­ма­ция для под­го­тов­ки управ­ляю­щих ре­ше­ний по­сту­па­ет в БВУ или их тер­ри­то­ри­аль­ные под­раз­де­ле­ния (территориальные отделы, управ­ле­ния экс­плуа­та­ции во­до­хра­ни­лищ) от тер­ри­то­ри­аль­ных управ­ле­ний гидро­ме­тео­служ­бы (про­гноз сто­ка, те­ку­щее со­стоя­ние вод­ных объ­ек­тов, ка­че­ст­во вод), во­до­поль­зо­ва­те­лей (за­яв­ки на ис­поль­зо­ва­ние вод­ных ре­сур­сов), а так­же от на­уч­но-ис­сле­до­ва­тель­ских, про­ект­ных ин­сти­ту­тов и экс­плуа­та­ци­он­ных орга­ни­за­ций (ре­ко­мен­да­ции, ме­то­ди­ки, дан­ные об­сле­до­ва­ний и т.д.).

Ис­ход­ная ин­фор­ма­ция "рас­па­рал­ле­ли­ва­ет­ся" и по­сту­па­ет на тот уро­вень ие­рар­хии, на ко­то­ром осу­ще­ст­в­ля­ет­ся не­по­сред­ст­вен­ная под­го­тов­ка управляющих ре­ше­ний. Та­кое раз­де­ле­ние ин­фор­ма­ци­он­ных по­то­ков по­зво­ля­ет суще­ст­вен­но умень­шить объ­ем ин­фор­ма­ции, цир­ку­ли­рую­щей на ка­ж­дом уров­не ие­рар­хии сис­те­мы управ­ле­ния, т.к. на верх­ний уро­вень пе­ре­да­ет­ся толь­ко агреги­ро­ван­ная ин­фор­ма­ция, не­об­хо­ди­мая для при­ня­тия или ана­ли­за ре­ше­ний, отно­ся­щих­ся к ком­пе­тен­ции это­го уров­ня. Та­ким об­ра­зом, про­ис­хо­дит разделение про­цес­са под­го­тов­ки и при­ня­тия ре­ше­ний в сис­те­ме управ­ле­ния с их обязатель­ной ко­ор­ди­на­ци­ей на ка­ж­дом вы­ше­рас­по­ло­жен­ном уров­не.

Не­об­хо­ди­мость та­ко­го рас­пре­де­ле­ния функ­ций управ­ле­ния ме­ж­ду различ­ны­ми уров­ня­ми ие­рар­хии в ре­аль­ной сис­те­ме управ­ле­ния вод­ны­ми ресурсами свя­за­на с на­ли­чи­ем боль­шо­го чис­ла объ­ек­тов управ­ле­ния, рассредоточенных по зна­чи­тель­ной тер­ри­то­рии бас­сей­на, слож­ностью про­це­дур под­го­тов­ки управ­ляю­щих ре­ше­ний, тре­бую­щих пе­ре­ра­бот­ки боль­шо­го объ­е­ма информации и не­ред­ко - при­ня­тия опе­ра­тив­ных ре­ше­ний, мно­го­об­ра­зи­ем информацион­ных по­то­ков. Управ­ле­ние наи­бо­лее слож­ны­ми объ­ек­та­ми, на­хо­дя­щи­ми­ся "в зо­не" со­от­вет­ст­вую­ще­го тер­ри­то­ри­аль­но­го ор­га­на управ­ле­ния, час­то осуществля­ет­ся на верх­них уров­нях сис­те­мы управ­ле­ния (БВУ, Рос­­водресурсы). Та­кое "де­ле­ги­ро­ва­ние" функ­ций с ниж­них уров­ней на верх­ние свя­за­но обычно с исклю­чи­тель­ной слож­но­стью про­це­ду­ры управ­ле­ния, от­вет­ст­вен­но­стью принимае­мых ре­ше­ний и зна­чи­тель­ны­ми ущер­ба­ми от при­ня­тия оши­боч­ных решений.