БИБЛИОТЕКА «ТЕПЛОПУНКТА»

Д. Л. Анисимов
О концептуальной модели организации учёта тепловой энергии

(Ранее опубликовано:
Коммерческий учёт энергоносителей. Материалы XI Международной научно-практической конференции /
Под ред. В. И. Лачкова — СПб.: Политехника, 2000. С.66)

Результаты анализа материалов [1,2] позволяют утверждать, что большинство авторов сводит сегодня проблемы организации учёта тепловой энергии к вопросам метрологии. С тех же позиций критикуется и существующая нормативная база учёта. Мы, однако, хотели бы рассмотреть названные проблемы с другой, более общей, точки зрения.

Представляется очевидным, что задачи учёта тепловой энергии не замыкаются только лишь на её измерении. В связи с этим возникает вопрос: а не стоит ли прежде, чем спорить об уравнениях измерений, обсудить и утвердить некую общую концепцию или, если угодно, базовую концептуальную модель организации учёта (КМ ОУ)?

Здесь мы проводим аналогию с Эталонной моделью Взаимосвязи открытых систем — концепцией OSI ISO [3], введение которой позволило специалистам, реализующим различные уровни информационных систем, действовать независимо и в достаточно узких направлениях, получая при этом взаимосовместимые и взаимодополняющие результаты.

Что до концепции организации учёта тепловой энергии (здесь и далее речь идет о российской концепции), то сказать по её поводу нужно следующее. С мнением [4], что она существует, можно согласиться, на наш взгляд, лишь постольку, поскольку в основе любой человеческой деятельности всегда и обязательно лежит хоть какая-либо концепция. Другой вопрос, сформулирована она или её нужно «угадывать», достаёт ли ей внутренней целостности или же она настолько противоречива, что самый факт её существования может быть поставлен под сомнение [5]. Очевидно, что современная концепция учёта растворена во вся и всеми раскритикованных Правилах [6], но выкристаллизовывать её оттуда — занятие неблагодарное. Тем не менее, именно из Правил (см. уравнение (3.1) в [6]) мы выносим представление о том, что учёт не замыкается на измерениях, и что два его аспекта — измерительный и процедурный, т.е., отражающий собственно задачи учёта, следует рассматривать отдельно. Впрочем, сами Правила явно не разделяют, а неявно — смешивают два этих аспекта, что и ведёт, на наш взгляд, к непродуктивным спорам Госстандарта и Госэнергонадзора, в которых представители первого критикуют Правила за некорректность в отношении измерений [5], а представители второго нападают на уравнения МИ  2412 [7] как на неприемлемые для учёта [4].

На самом же деле, анализируя цели, задачи, специфику и практический опыт организации учёта тепловой энергии, можно придти к выводу, что разделение проблем измерений и процедурных вопросов учёта позволяет избежать подобных споров с «подменой предмета». Вводя, таким образом, в нашу КМ ОУ два отдельных уровня — измерительный и процедурный, мы имеем в виду следующее.

1. На измерительном уровне решаются вопросы «чистых» измерений, т.е. вводится терминология, обосновываются приемлемые для тех или иных случаев уравнения, алгоритмы, разрабатываются методики оценки погрешностей. Способ практической реализации данных уравнений и алгоритмов здесь не важен, также не имеет значения и цель дальнейшего использования результатов измерений. Другими словами, на измерительном уровне создается систематизированный фонд уравнений и алгоритмов измерения тепловой энергии и теплоносителя в различных схемах измерения — фонд моделей теплосчётчиков как средств измерений, — для каждого из которых предлагается методика оценки погрешностей.
2. Процедурный уровень связан со способами использования результатов измерений в интересах учёта. Здесь классифицируются схемы теплоснабжения, каждой из них ставится в соответствие одна или несколько возможных схем измерения (см. выше) с соответствующими алгоритмами, т.е. модель (модели) теплосчетчика. Далее вводятся алгоритмы учёта как алгоритмы обработки результатов измерений «в интересах учёта». Именно они определяют, за что именно платит потребитель, а также обеспечивают корректность его расчётов с энергоснабжающей организацией при использовании любой приемлемой для данной схемы теплоснабжения модели теплосчётчика.
   Кроме того, именно на процедурном уровне описываются способы и алгоритмы накопления (архивирования) результатов реализации алгоритмов измерений и / или алгоритмов учёта, т.е. вводятся модели регистраторов параметров теплопотребления.

Очевидно, что если учёт тепловой энергии и теплоносителя не заверщается на измерениях, то не завершается он и на формировании архива результатов реализации алгоритмов учёта. Если отождествлять модель теплосчётчика (регистратора) с неким реальным («железным») прибором, то для него должен быть обеспечен интерфейс с процессами более высокого уровня, в т.ч. и с процессом восприятия показаний прибора человеком. С другой стороны, если рассматривать модель теплосчетчика абстрактно, т.е. как совокупность алгоритмов, что мы здесь и имеем в виду, то как между, например, теплосчётчиком и регистратором, так и между несколькими [элементарными] теплосчётчиками, взаимосвязанно участвующими в некотором общем процессе, должен располагаться дополнительный уровень, на котором определяются форматы и правила информационного взаимодействия названных выше «локальных» алгоритмов. Итак, вводя этот уровень в состав КМ ОУ, мы полагаем, что

3. На информационном уровне решаются вопросы взаимодействия локальных алгоритмов измерений и учёта (моделей теплосчетчиков и регистраторов) в целях «глобализации» учёта. Другими словами, здесь из информационных моделей счётчиков и/или регистраторов выстраивается информационная модель структуры учёта.

Проще всего представить для иллюстрации сказанного «неабстрактную» систему, где данные нескольких приборов учёта выводятся на ПК диспетчера. Здесь информационный уровень должен обеспечить не только передачу данных приборов, но и открытость этих данных для программы ПК, и способы взаимодействия рабочих алгоритмов приборов с алгоритмами обработки их результатов диспетчером. Если же абстрагироваться от практического опыта приборного учёта, то можно представить и систему, где результаты выполнения реализуемых её отдельными функциональными элементами алгоритмов вида

(1):        A_i = f (P_1i, P_2i, ..., P_mi)

используются (в т.ч. и в реальном времени) другим элементом для реализации оконечного алгоритма

(2):        A = f (A₁, A₂, ..., A_n).

Чтобы это было возможным, информационный уровень должен описывать и правила структуризации, и правила идентификации данных в системе, процедурные и временные характеристики взаимодействия.

Заметим, что современные НД и их существующие проекты касаются в информационном аспекте лишь типа связного интерфейса прибора учёта (теплосчётчика), а также состава технических средств (ПК, принтер), которые могут быть через этот интерфейс подключены. Очевидно, что происходит это вследствие отсутствия абстрактной КМ ОУ, оперирующей лишь алгоритмами и функциями, а не конкретными физическими устройствами и приборами.

Естественно, что модель или система, представленная отдельными, но взаимосвязанными и взаимодействующими «подмоделями», открыта, в принципе, для эволюционного развития, которое возможно путем введения новых алгоритмов, как поддерживающих существующие, так и реализующих принципиально новые функции. К последним могут относиться, например, функции управления теплопотреблением, т.к. «чистый» учёт дает лишь пассивную экономию денежных средств потребителя, и то лишь до тех пор, пока поставщик энергии не обеспечит требуемых параметров теплоснабжения. Таким образом, в составе КМ ОУ появляется эволюционный уровень, являющийся, по нашему мнению, наиболее абстрактным и неочевидным из всех.

4. На эволюционном уровне закладываются принципы эволюционного развития систем учёта, т.е. классифицируются существующие и возможные функции данных систем и реализующие их алгоритмы, выдвигаются требования к структурированию функций внутри системы. При этом открытость системы, равно как и открытость каждого её элемента, обеспечивается на информационном уровне.

Итак, предложенная нами КМ ОУ включает в себя четыре уровня: измерительный; процедурный; информационный; эволюционный. Заметим, что по сути данные уровни не являются чем-то новым или надуманным, их введение лишь систематизирует все то, что до настоящего времени смешивалось в теплосчётчиках, которые и измеряют, и регистрируют, и даже порою управляют исполнительными механизмами. Результат такого смешивания выразился в том, что приборы различных производителей реализуют сходные функции по-разному, что способно поставить в тупик и тех, кто их сертифицирует, и тех, кто их эксплуатирует. Полагаем, что тот подход к организации учёта, который основан на описанной выше концептуальной модели, способен обеспечить однородность и взаимную совместимость выпускаемых различными предприятиями теплосчётчиков, тепловычислителей, регистраторов, контроллеров (адаптеров) и пр., но прежде позволит упорядочить и ускорить работы по созданию строгой и всеобъемлющей нормативной базы учёта, потребность в которой становится сегодня все более и более острой. Именно упорядочить и ускорить, т.к. в настоящее время в данном вопросе имеется огромный задел. Так мы считаем, что измерительный уровень КМ ОУ уже проработан [5,7], а процедурный — во многом намечен [1,2,6]. К сожалению, задачи информационного и, тем более, эволюционного уровней еще не всеми и не до конца осознаны, в связи с чем автор просит рассматривать данную публикацию как приглашение к открытому обсуждению соответствующих вопросов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Коммерческий учёт энергоносителей. Материалы IX Международной научно-практической конференции, Санкт-Петербург, апрель 1999 г.
2. Коммерческий учёт энергоносителей. Материалы X Международной научно-практической конференции, Санкт-Петербург, ноябрь 1999 г.
3. МОС 7498. Системы обработки информации. Взаимосвязь открытых систем. Базовая эталонная модель
4. В. Н. Рябинкин. Проблемы обеспечения приборного измерения тепловой энергии и теплоносителя. Коммерческий учёт теплоносителей (материалы IX Международной научно-практической конференции) / сост. В. И. Лачков — СПб.: Политехника, 1999
5. А. И. Лисенков. К вопросу о проблемах нормативного обеспечения измерений тепловой энергии и теплоносителя. Коммерческий учёт теплоносителей (материалы X Международной научно-практической конференции) / сост. В. И. Лачков — СПб.: Политехника, 1999
6. Правила учёта тепловой энергии и теплоносителя / П-683. Главгосэнергонадзор, М.: Изд-во МЭИ, 1995
7. Рекомендация МИ 2412-97. ГСИ. Водяные системы теплоснабжения. Уравнения измерения тепловой энергии и количества теплоносителя. М., ВНИИМС, 1997

К списку статей