Digital models of control and management of risk-free functioning of a reclamation complex | Цифровые модели контроля и управления безрискового функционирования мелиоративного комплекса

English. The work purpose is development the concept of creating a digital copy of the infrastructure of the reclamation complex (RC) and a management model, with reference to predicting failure risks and the assistance of functioning management in case of incidents or emergency situations. The exclusion of emergency situations during RC operation is possible by introducing continuous monitoring of the condition of all systems using modern technologies. The relevance of developing the concept of creating a digital copy of RC infrastructure and a management model is substantiated, in view of the failure risk prediction and the help of operation management in case of incidents or emergency situations. An analysis of conceptual models has shown that the most informative and feasible would be a digital image five-dimensional model of an object with the inclusion of seamless data integration for process autonomous management. Seamless integration technology allows managing the process, reducing the time gap between expected and current operating conditions at the physical level. It is proposed to present the information RC module as 3 blocks: a project construction block, a working condition maintaining block, and an operation block. A key indicator of digital image formedness is the data scaling to identify limitations and problems in each period of RC life cycle, highlighting the optimization function. A decision was made on the expediency of off lining the notification system including autocontrol components. As an example, a check algorithm of RC component element, sluice gate is presented. A typical digital twin model algorithm with a seamless integration module was formed for forecasting and detecting anomalies as failure risks, security violations, real time incidences or emergency situations of functioning individual RC elements throughout the entire service life of the systems.

Russian. Цель исследований - разработка концепции создания цифровой копии инфраструктуры мелиоративного комплекса (МК) и модели управления с учетом прогнозирования рисков отказов и помощи управления функционирования в случае возникновения нештатных или аварийных ситуаций. Исключение возникновения нештатных ситуаций при работе МК возможно путем внедрения непрерывного контроля состояния всех систем с использованием современных технологий. Обоснована актуальность разработки концепции создания цифровой копии инфраструктуры МК и модели управления с учетом прогнозирования рисков отказов и помощи управления функционирования в случае возникновения нештатных или аварийных ситуаций. Анализ концептуальных моделей показал, что наиболее информативной и реализуемой следует принимать пятимерную модель цифрового образа объекта с включением бесшовной интеграции данных для автономного управления процессами. Технология бесшовной интеграции позволяет управлять процессом, сокращая время разрыва между ожидаемыми и текущими условиями эксплуатации на физическом уровне. Предлагается информационный модуль МК представить в виде 3 блоков: блок строительства объекта, блок поддержания работоспособного состояния, блок эксплуатации. Ключевым показателем сформированности цифрового образа принято масштабирование данных по определению ограничений и проблем в каждом периоде жизненного цикла МК с выделением функции оптимизации. Принято решение о целесообразности перевода системы оповещения в автономный режим с включением компонентов автоматического регулирования. В качестве примера представлен алгоритм контроля функционирования компонентного элемента МК, щитового затвора. Сформирован алгоритм типовой модели цифрового двойника с модулем бесшовной интеграции прогнозирования и выявления аномалии в форме рисков отказов, нарушения безопасности, возникновения нештатных или аварийных ситуаций функционирования отдельных элементов МК в режиме реального времени на всем сроке службы систем.