XVIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2026

Надежное функционирование систем водоснабжения является одним из ключевых условий устойчивого развития городских территорий. Значительный физический износ трубопроводов, высокая аварийность и ограниченные финансовые ресурсы предприятий водоснабжения усложняют процесс планирования ремонтных работ и повышают риск возникновения чрезвычайных ситуаций. Традиционные методы планирования, основанные на анализе аварийности и нормативных сроков эксплуатации, во многом опираются на субъективные оценки и разрозненные данные, что снижает эффективность принимаемых решений [1].

В условиях цифровизации жилищно-коммунального хозяйства актуальной задачей становится внедрение систем поддержки принятия решений, позволяющих автоматизировать анализ эксплуатационных данных, повысить обоснованность планирования ремонтов и снизить аварийность сетей. Для формализованного описания такой системы целесообразно использовать архитектурный подход, основанный на едином языке представления архитектуры предприятия — ArchiMate.

Нотация ArchiMate, позволяющая связать цели, бизнес-процессы и информационные технологии в единую архитектурную модель.

Рисунок 1 – Диаграмма ArchiMate мотивационного слоя архитектуры планирования предупредительных ремонтов сетей водоснабжения

На рисунке 1 представлена диаграмма ArchiMate мотивационного слоя архитектуры планирования предупредительных ремонтов сетей водоснабжения.

На диаграмме в качестве заинтересованных сторон представлены «Предприятие водоснабжения», «Потребители» и «Органы государственного контроля». Их интересы определяют ключевые направления развития системы и формируют требования к надежности и качеству предоставляемых услуг.

Основными драйверами архитектуры являются «Надежность водоснабжения», «Снижение аварийности», «Оптимизация затрат» и «Цифровизация процессов управления». Указанные драйверы отражают как эксплуатационные, так и экономические аспекты функционирования системы водоснабжения и оказывают непосредственное влияние на необходимость изменения существующих подходов к планированию ремонтных работ.

В результате анализа драйверов формируется обобщенная оценка «Проблемы планирования предупредительных ремонтов», которая включает частные оценки «Высокая аварийность сетей», «Субъективность планирования ремонтов» и «Разрозненность источников данных». Наличие данных проблем указывает на ограниченность существующих методов управления и недостаточную эффективность ручного анализа эксплуатационной информации.

Выявленные оценки определяют цели архитектуры: «Повышение надежности сетей», «Объективизация планирования ремонтов», «Сокращение аварийных ситуаций» и «Переход к превентивному управлению». Достижение данных целей направлено на повышение устойчивости системы водоснабжения и снижение рисков возникновения аварийных ситуаций.

Реализация поставленных целей приводит к достижению итоговых результатов архитектуры — «Создание системы поддержки принятия решений» и «Повышение качества управления инфраструктурой». Указанные результаты обеспечивают согласование интересов всех заинтересованных сторон и создают основу для внедрения цифровых технологий в процессы планирования и управления ремонтными работами.

Модель архитектуры «Как есть» отражает обработку заявок на ремонт, на основе чего в дальнейшем планируются предупредительные ремонты. Последующий анализ аварийности и определение приоритетности ремонтных работ выполняются вручную, что приводит к высокой трудоемкости, субъективности решений и увеличению временных затрат. Отсутствие автоматизированных аналитических инструментов снижает эффективность планирования и не позволяет учитывать прогнозируемое техническое состояние сетей. Отсутствие единой аналитической платформы и автоматизированных инструментов прогнозирования снижает эффективность планирования и не позволяет в полной мере учитывать фактическое техническое состояние сетей.

Рисунок 2 – Модель архитектуры «Как есть» обработки заявок на планирование предупредительных ремонтов сетей водоснабжения

Целевая архитектура «Как будет» предполагает внедрение системы поддержки принятия решений, интегрированной с существующей ИТ-инфраструктурой предприятия. В данной модели бизнес-сервис планирования предупредительных ремонтов реализуется прикладным компонентом системы поддержки принятия решений, который берет на себя функции анализа данных, визуализации и формирования рекомендаций [2].

Система автоматически обрабатывает данные об аварийности, технических параметрах сетей и их пространственном расположении, выполняет кластеризацию аварийных участков и формирует тепловые карты. На основе результатов анализа система предлагает обоснованные приоритеты ремонтных работ, снижая нагрузку на специалистов и минимизируя влияние субъективного фактора.

Рисунок 3 – Модель архитектуры «Как будет» планирования предупредительных ремонтов сетей водоснабжения на основе системы поддержки принятия решения

В бизнес-слое архитектуры представлен бизнес-актор «Сотрудник производственного отдела», который использует бизнес-сервис «Планирование предупредительных ремонтов». В отличие от текущего состояния, ключевые функции анализа и формирования решений в целевой архитектуре передаются информационной системе, что снижает нагрузку на персонал и уменьшает влияние субъективного фактора.

В прикладном слое архитектуры центральным элементом является «Система поддержки принятия решений», реализующая бизнес-сервис планирования ремонтов. Система предоставляет прикладные сервисы «Анализ аварийности», «Кластеризация аварий», «Визуализация тепловых карт» и «Формирование рекомендаций», которые обеспечивают комплексную обработку эксплуатационных данных и поддержку принятия управленческих решений.

Для выполнения аналитических функций система использует данные об авариях и технические параметры сетей. В результате обработки формируются результаты анализа, которые представляются пользователю в наглядной форме и используются для обоснования приоритетов ремонтных работ. Таким образом обеспечивается переход от анализа отдельных показателей к комплексной оценке технического состояния сетей водоснабжения.

Технологический слой архитектуры представлен сервером обработки данных и корпоративной сетью, обеспечивающими функционирование прикладных компонентов и доступ пользователей к системе. Использование централизованной вычислительной инфраструктуры позволяет обрабатывать значительные объемы данных, поддерживать устойчивую работу системы и обеспечивать масштабируемость решения.

В целом, целевая архитектура демонстрирует переход от ручного и фрагментарного анализа к централизованной системе поддержки принятия решений, обеспечивающей автоматизацию процессов анализа, повышение точности планирования предупредительных ремонтов и формирование превентивного подхода к управлению сетями водоснабжения.

Внедрение системы поддержки принятия решения в архитектуру планирования предупредительных ремонтов сетей водоснабжения позволит существенно сократить время обработки данных, повысить точность планирования ремонтов и перейти от реагирования на аварии к их предотвращению.

Представленное архитектурное описание актуальности системы поддержки принятия решений при планировании предупредительных ремонтов сетей водоснабжения демонстрирует возможности применения нотации ArchiMate для формализации и анализа сложных социотехнических систем. Использование архитектурного подхода позволяет обеспечить согласованность целей, бизнес-процессов и информационных технологий, а также наглядно представить переход от текущего состояния к целевому.

Список используемых источников

1. Примин О. Г.Планирование восстановления водопроводных сетей // CyberLeninka. – 2024 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/planirovanie-vosstanovleniya-truboprovodov (дата обращения: 15.07.2024).

2. Ляпунов В. М., Кузнецов А. С. Информационные системы поддержки принятия решений в управлении коммунальной инфраструктурой // Информационные технологии. – 2022. – № 6. – С. 45–52.