лезньго эффекта) элементов системы. Особенность .задач теории массового обслуживания - случайный характер изучаемых явлений: длительность обслуживания и интервалов между поступающими требованиями. Ряд моделей, построенных на основе применения аппарата теории массового обслуживания, описан в соответствующих разделах настоящей книги.

Для примера рассмотрим структуру сложной многофункциональной системы водоснабжения, в которую входят водоисточник, водопнтатель, система распределения, система управления водоподачи и водоразборные устройства для отбора и подачи воды иа противопожарные нужды. Работа системы противопожарного водоснабжения характеризуется случайными процессами, связанными с переходами этой системы из одного состояния в другие; подача заданного расхода воды при тушении пожара в течение определенного времени, а затем восстановление израсходованного запаса воды и приведение системы в состояние готовности и ожидания перед очередным включением. Работу системы водоснабжения при тун1ении 1южара характеризуют следующие показатели: потребность в воде (расход); продолжительность отбора воды; частота отбора; одновременное число отборов пг\ неравномерность частоты отборов и характера водопотребления. Система водоснабжения состоит из больпюго числа элементов, каждый 113 которых (водопроводные сети, водоприемные сооружения, станции очистки воды, насосные станции и др.) может быть как расчетным элементом, так и сложной системой. Панрн.мср, если рассматривать систему противопожарного водоснабжения с точки зрения интенсивности нодачн воды для тушения пожаров, пропуск-нон способности водонитателей и расиределителыюй системы, а также оптимального регулирования водоподачи и распределения воды при возникновении пожара, то элементами системы будут ьо.тоисточннк, водопнтатель, а также системы распределения воды и управления ее подачей. В этом случае сложную систему рассматривают с точки зрения качества обеспечения нодачн Воды на противопожарные нужды. Здесь возникают вопросы предварительного создания необходимых запасов воды в водоисточнике, обеспечивающем нормальную работу водопитателя и системы распределения воды, а также проблемы, связанные с нормальным и свое-

[фемснным управлением большим числом взаимосвязанных и взаимодействующих элементов системы.

Число комбппаций состояний, в которых может находиться рассматриваемый расчетный элемент, характеризует переход системы из рабочих состояний в состояние отказа. Для расчета системы, состоящей пз п элементов, необходимо рассмотреть п{п-1) возможных связей между ее элементами. ]сн1енне задачи для системы с большим числом элементов очень громоздко. В связи с этим важно сократить число рассматриваемых элементов до минимума, объединяя ряд элементов в по.тсистему. Расчленение системы на элементы явля ется первоочередной задачей при построении расчетной модели лля формального оннсання системы.

Поведение и свойства сложных систем оценивают количсственны.ми показателями, которые получают экс-[1ернментально (если это возможно) или расчетом. Каждый показатель зависит от процесса функциониро-кгпт и дает представление об одном из свойств системы. Обычно ,тля этой цели используют комплексный показатель качества функционирования, который представляет собой количественную оценку степени пригод-постп системы к выполнению поставленной перед нею задачи. Показатель эффективности представляет собой отпогнсние чпслениого значения показателя качества функционирования к приведенным затратам на строительство, эксплуатацию системы. Такой показатель позволяет согласовать разнородные цели и стимулирует оптимальное использование ассигнований на систему противопожарного водоснабжения. Комплексный показатель эффективности Ф выражают в виде функциональной зависимости

где а - -параметры i-rt) :)лсмонта cmctcmi.i; - 11арамоТ[) / тон составляю-ЩсП xapaKTepircTHKH внешне» среды; V/ - параметр /-го элемента прине •icm......\ затрат.

Значения показателей эффектпв1юсти - это действительные числа, поэтому множество процессов функционирования, заключенных внутри некоторого интервала, можно представить в виде отображения множества действительных чисел. Показатель эффективности (в

пределах изменения значений этого показателя) выражается функционалом от ироцесса функцпопиропапия.

Показатель качества функционирования многофункциональной системы водоснабжения зачастую представляют в виде общего количества воды в сутки, параметром распределения ее между потребителями по часам суток. В результате устанавливают, сможет ли система обеспечить потребителей водой в течение установленного срока. Нормы проектирования водоснабжения при этом рекомендуют простой прием, в основу которого положены требования «нодачи полного расчетного расхода на тушение пожара» при «наибольшем часовом расходе воды на другие иужды». Подобный прием ири всей кажун1сйся очевидности иснользовання вероятностного репгения задачи принят волевым порядком. Этот этап расчета является очень важным, поскольку именно здесь решается вопрос о качестве функционирования и экономичности системы. Таким образом, для суждения о качестве функционирования важ но знать слагаемые показателя качества функционирования проектируемой системы водоснабжения и учитывать влияние случайных факторов на процесс отбора воды.

Характеристика качества функционирования системы противопожарного водоснабжения

Качество фупкционироиапия системы противопожарного водоснабжепня оценивают количествеппой харак-терист1п<ой, охватывающей наиболее важные свойства системы в конкретной зкснлуатационной ситуации. Число слагаемых, определяюниьх эту характеристику, зависит от имеющейся информации при разработке новой системы водоснабжения, сложности компоновки структуры и уровня соверншнства оборудования, используемого в водопроводных сооружениях. Характеристика для оценки качества фупкциопировапня системы должна как можно полнее отражать свойства назначения системы, надежности ее работы, технологичности сооружения и т. п. Каждое из указанных свойств может обт.сднпять несколько различных свойств качества системы. Например, показатель назначения системы противопожарного водоснабжения характеризует одно из

важнейших ее свойств - удовлетворять потребителя водой требуемого качества, в определенных количествах и по строго регламентированному режиму подачи. Такая характеристика может выражаться, например, вероятностью обеспечения требуемого качества воды, про-и?водитс:1ьиостью водонитателя (м/с), иродолжитель-иостью включения нодачи заданного количества воды для ту1нения полчара (с), объемом запаса воды для пожаротушения (м). При анализе эффективности системы часто используют безразмерные единицы. Показатель надежности водоснабжения характеризуется безотказностью, ремонтнопригодностью, сохраняемостью и долговечностью. Эти свойства характеризуют надежность, от которой зависит выполнение возложенных на систему задач, а следовательно, общая оценка характеристики качества функционирования.

Показатель назначения характеризует технологические свойства системы и определяет ее основные функции, для которых она предназначена, отражает область и условия примепепия. Единичный показатель назначения характеризует свойства системы, структурную схему и устройство системы водоснабжения.

Параметры, характеризуюигне показатель назначения мпогофуикциопальноп системы коммунального водоснабжения для пожарных целей, приведены ниже:

отпоиюние расчетного расхода воды, потребляемой для пожарных целей, к суммарному расчетному расходу воды на хозяйственные, питьевые, производственные и другие нужды;

продолжительность водообеспечения расчетного расхода воды для работы иожарной техники;

возможная водоотдача системы на пожарные нуж-ль1 при срел1гесуточиом уровне водообеспечения других потребителей;

возможная нродолжительпость водообеспечения расчетного расхода воды для работы пожарной техники при срсднесуточ1И)м уровне водообеспечения других потребителей.

Каждый параметр характеризует совокупность нескольких простых свойств, причем каждый параметр может иметь различные единицы измерения и по свое-У вносить вклад в оценку комплексного показателя назначения системы. Для наглядности оценки таких

Свойств можно пользоваться средневзйешенИЫМ Показателем Ко, определяемым по формуле

д(? Л,-- ггараметр. ха)актсрл:!уоц11й i-c спойстпо системы; а,---коэффициент весомости 1-10 параметра. пыражаемьи) в долях e;innimbi. причем п

/ I

Классификационным показателем оценивают принадлежность рассматриваемой системы водоснабжения но заранее определенной классификационной группировке. На основании этого показателя выбирают аналог или базовый вариант технического решения системы.

Функциональный показатель (технической эффективности) оценивает полезный эффект, создаваемый системой в результате ее эксплуатации. Этот пока-затс;1Ь характеризуется вероятностью выполнения поставленных перед системой противопожарного водоснабжения задач (например, вероятностью водообеспечения потребителя), размером сокращения ущербов от пожаров в результате повышения уровня надежностп во.чообеспечения при модернизации системы нротивопо-жарно1() водоснабжения и др. Чаще всего полезный эффект объединяет ряд слагаемых, которые определяют технические параметры системы противопожарного водоснабжения, входящих в обобщенный показатель Ко-Показатель Ко, вычисляемый методами средневзвешенного (арифметического, геометрического, гармонического и т. п.), чаще всего выражают в условных единицах, не имеющих физического содержания. Это обусловлено необходимостью соизмерения разных по физическому характеру параметров. При технико-экономическом анализе значения параметров Ki удобно представлять в виде индексов, которые численно определяют отноше-ппе разнородных параметров

л:,=*,*-,,-„

где ftjg - численные значения параметров 1-го свойства разрабатываемой системы и системы, принятой за базу для сравнения; выражается в различных единицах (например, мч; пож/сут н т. п.).

Количественная характеристика значимости данного параметра среди других параметров, входящих в показатель.

Показатель надежности системы противопожарного водоснабжения характеризует свойства системы выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных показателей в заданных пределах. Надежность работы системы противопожарного водоснабжения, водопроводных сооружений н оборудования отражает комплексное свойство системы, охватывающее безотказность, долговечность, ремоитно-пригодность и сохраняемость.

Безотказность оценивается показателем Р(1р) - вероятностью безотказной работы за расчетное время,

Вероятность безотказной работы Р(/)) позволяет определить свойство системы непрерывно сохранять работоспособность в течение установленного времени. Этот показатель устанавливают на основании обработки статистических данных по результатам эксплуатации илн лабораторным нснытаниям.

Показатель среднего срока службы до списания определяет долговечность системы н характеризует свойство ее сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при заданном регламенте технического обслуживания и ремонтов.

Значение среднего срока службы принимают но результатам обработки статистических данных с мест эксплуатации. При отсутствии данных значение показателя определяют согласно техническому заданию или по техническим условиям на аналогичное по техническому уровню оборудования,

Р с м о и т н о и р и г о д и о с т ь - свойство, характеризующее возможность восста{10влення системы водоснабжения в состояние готов1юсти за данный интервал времени путем профилактики или устранения отказов. Ре-монтнопригодность оценивают продолжительностью или трудоемкостью технического обслуживания н устранения отказов.

Показатель ремонт н о п р и г о ,ч и о с т и представляет собой среднюю оперативную продолжительность (трудоемкость) планового (непланового) текущего ремонта и определяет математическое ожидание оперативной продолжительности планового (непланового) текущего ремонта системы за определенный период эксплуатации.

При проектировании системы необходимо учитывать