2. Источники и состав исходных данных

Эмпирической основой исследования являются архивные данные о производственно-хозяйственной деятельности системы ПУ «Кронштадт», входящей в состав Юго-Западного Водоканала ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». Данные отражают состояния системы за последовательные временные интервалы и характеризуют функционирование её технологических, эксплуатационных и организационных сегментов.

Исходные данные представлены в формате «система в данных», при котором каждому месяцу наблюдений соответствует одно состояние системы, а каждому показателю — значение конкретной характеристики системы или её окружения в данный период. Совокупность таких состояний образует эмпирическую основу для последующего реконструктивного анализа аварийности.

Состав исходных данных включает показатели технологических процессов водоснабжения и водоотведения, эксплуатационные и производственные характеристики, показатели качества воды и сточных вод, а также параметры, отражающие организационные и ресурсные аспекты функционирования системы. Дополнительно учитываются показатели окружения, прежде всего метеорологические характеристики, рассматриваемые как внешние факторы, влияющие на устойчивость работы коммунальных сетей.

Анализ состава данных показывает, что эмпирическое описание системы характеризуется значительной размерностью и неоднородностью: система описывается несколькими сотнями показателей, для части из которых характерно наличие пропусков значений. Пропуски распределены неравномерно по показателям и сегментам системы, что является типичной особенностью реальных производственных данных коммунальных предприятий.

В рамках методологии физики открытых систем наличие пропусков и различная степень представительности показателей не рассматриваются как препятствие для анализа. Неполнота эмпирического описания учитывается на этапе формирования эмпирического и статистического портретов системы и используется для выявления малоинформативных показателей и сокращения избыточности исходного описания без потери существенного системного содержания.

Состав системы и её окружения, а также наличие исходных данных по отдельным сегментам и внешним факторам представлены в таблице 2.

Количественные характеристики состава показателей и пропусков значений для системы ПУ «Кронштадт» приведены в таблице 3.

3. Подготовка эмпирического описания системы

Для проведения реконструктивного анализа аварийности исходные данные о функционировании системы ПУ «Кронштадт» подлежат предварительной обработке и структурированию. Цель данного этапа состоит в формировании представительного эмпирического описания системы, обеспечивающего выявление системных связей, построение моделей знания и последующую реконструкцию актуальных состояний.

Подготовка эмпирического описания осуществляется поэтапно и включает переход от исходных данных к оформленному эмпирическому контексту. На начальном этапе формируется представление системы в формате «система в данных», при котором показатели, измеренные на различных шкалах, приводятся к количественному виду. При необходимости вводятся производные показатели, повышающие информативность эмпирического описания.

Далее формируется эмпирический портрет системы, в рамках которого анализируется изменчивость показателей, распределение пропусков значений и степень представительности данных. Это позволяет выявить показатели с постоянными или слабо изменяющимися значениями, а также показатели с аномальными выбросами, не отражающими устойчивые свойства системы.

С целью устранения избыточности исходного описания проводится статистическая фильтрация данных, по результатам которой формируется статистический портрет системы. Заключительным этапом является структурная фильтрация, основанная на анализе системы в формате «система в отношениях», позволяющая сократить число несущественных связей и сформировать структурный портрет системы, пригодный для построения моделей знания.

Результатом выполнения указанных этапов является оформленный эмпирический контекст системы ПУ «Кронштадт», обладающий достаточной представительности и структурной завершённостью для дальнейшего анализа. Последовательность этапов подготовки эмпирического описания и характеристика их результатов представлены в таблице 4.

Сформированный эмпирический контекст служит исходной основой для выделения целевых показателей аварийности, анализа вовлечённых показателей и построения моделей собственных качеств системы, что обеспечивает переход к реконструктивному анализу актуальных состояний аварийности коммунальных сетей.