Szakértő rendszer kifejlesztése vízi közmű objektumok állapot értékelésére és a rekonstrukciós stratégia meghatározására

Átírás

1 Szakértő rendszer kifejlesztése vízi közmű objektumok állapot értékelésére és a rekonstrukciós stratégia meghatározására Feladatmeghatározás és Munkaterv 1. Célkitűzés A közműhálózatok várható élettartama, a tervszerű felújítás és/vagy rekonstrukció hatékony megvalósítása évtizedek óta foglalkoztatja a kiterjedt ellátórendszerekkel rendelkező, és műszakilag, társadalmilag megfelelően fejlett országok szakembereit. A kutatások és a kapcsolódó fejlesztések az utóbbi évtizedben Európában is felgyorsultak. Különböző módszerek kidolgozása, modellek és szoftverek fejlesztése folyik, azonban ezek automatikus átvétele és alkalmazása a probléma empirikus jellege és a helyi adottságok meghatározó szerepe miatt nem lehetséges. Különösen így van ez hazánkban, ahol a vízi közmű hálózatok létesítésének sajátságos körülményei, a vezetékhálózatok karbantartásának hiányosságai, a felújítások elmaradása, a sajátságos talaj- és talajvíz viszonyok, környezeti hatások, mára sok helyen a vezetékek elöregedését, tönkremenetelét okozzák. Célkitűzésünk, hogy jelen projekt megvalósítása keretében ez elmúlt években elmaradt rekonstrukció előkészítési munkálatokat részben pótolva összegyűjtsük és egységes szempontrendszerrel elemezzük az elmúlt évek hálózatüzemeltetési hibaadatait; összegyűjtsük a különböző csőanyagokkal, csőrendszerekkel kapcsolatos általános véleményeket, aminek alapján lehetővé válik az alkalmazás egységes műszaki és gazdasági szempontrendszerének kialakítása; részletes anyagvizsgálatokkal határozzuk meg az egyes hazánkban gyakran alkalmazott csőrendszerek, csőanyagok minőségi jellemzőit és ezek időbeli változását; módszertant dolgozzunk ki a hálózat és környezete viszonyának értékelésére, a figyelembe veendő paraméterekre és hatásuk elemzésére; állapotértékelési módszert dolgozzunk ki az alkalmazott vezeték típusok várható élettartamának meghatározására; hidraulikai rendszervizsgálattal kombinált kockázat elemzésre támaszkodó, műszakilag és gazdaságilag egyaránt hatékony módszereket dolgozzunk ki a víz- és csatornahálózatok rekonstrukciójának tervezésére; a kialakított módszertanra és algoritmusokra alapozva térinformatikai rendszerekkel integrálható szoftvereket fejlesszünk ki víz- és csatornahálózatok állapotértékelésére és a rekonstrukciós stratégia meghatározására. A projekt keretében támaszkodni kívánunk az EU által támogatott CARE-W és CARE-S projektekre. Erre annál is inkább nagy az esély, mivel ezek közül a CARE-S projektben tanszékünk közvetlenül is részt vesz. 1.

2 A vázolt K+F feladatok megoldására hálózatot kívánunk létrehozni. A hálózatban együttműködő intézmények a BME szakterületi Tanszékei, a projekthez csatlakozó vízi közmű üzemeltető szervezetek. Ez utóbbiak szerepe a munkában meghatározó lesz, hiszen a Náluk felhalmozott üzemeltetési, hibaelhárítási adatok, tapasztalatok nélkülözhetetlenek a kutatás szempontjából. A projekt tervezett átfutási ideje 3 év. 2.

3 2. Elvégzendő feladatok 2.1. Hibastatisztika előállítása A cél egységes szemléletű hibastatisztikai metodika bevezetése a közreműködő üzemeltető szervezeteknél. Ennek lépései: Vizsgálandó objektumok körének lehatárolása Szolgáltatás: ivóvíz ellátás, csatorna szolgáltatás Áramlási viszonyok: nyomás alatti, vákuum, nyílt felszínű (gravitációs) Objektum típusok és állapotértékelés szempontjából jellemző tulajdonságaik meghatározása. Objektum típusonként, a lehetséges hiba jelenségek összegyűjtése és csoportosítása A hibajelenségek lehetséges kiváltó okainak összegyűjtése és rendszerezése. A hibajelenségek és a környezet kölcsönhatása következtében fellépő károk számbavétele. Módszertan: Szakirodalmi áttekintés, módszertani tanulmány készítése Kezdés... : Azonnal. Átfutási idő: 2 hónap. Az elkészült és a résztvevőkkel egyeztetett metodika alapján megkezdődik minden közreműködő szervezetnél - saját erőforrások felhasználásával - a hibastatisztika létrehozása és/vagy megújítása. Ennek lépései: Víz és csatornahálózati objektum kataszter létrehozása azon résztvevőknél, ahol nincs Műszaki információs rendszer, vagy digitális, objektumokra bontott hálózat nyilvántartás. (Azon közreműködők számára, ahol nincs térinformatikai szoftver a Tanszék szoftvert, oktatást és konzultatív segítséget biztosít.) Objektum típus - Hiba típus - Hiba ok Kár típus adat struktúra létrehozása Meghibásodások rögzítése, migrálása, azonosítása a definiált struktúrának megfelelően. (A migrálást, illetve az adatrögzítéshez szükséges szoftvert a Tanszék biztosítja.) Azonos tulajdonságokkal rendelkező objektum csoportok létrehozása, a csoportok meghibásodásainak statisztikai elemzése Az országosan, egységesen gyűjtött statisztikai adatok alapján az egyes csoportok viselkedésének elemzése. Módszertan: Struktúrált digitális térképek készítése. Hibaadatok rögzítésre grafikus felhasználói felület programozása. Hibaadatok rögzítése adatbázisba. Kezdés... : A hibastatisztikai metodika meghatározását követően. Átfutási idő: 14 hónap. 3.

4 2.2. Környezeti hatások számbavétele és elemzése A vezetékhálózatokat érintő környezet: Közterületek burkolatai, és azok állapota Utak terhelése Épületek, építmények, műtárgyak és vezetékek kapcsolata Közművezetékek kölcsönhatásai Talaj szerkezet, talaj kémiai jellemzői Talajvíz szintváltozásai és minősége Talajelektromos viszonyok, kóboráramok Hőhatások (melegvíz, talajhőmérséklet) Mindezek lehetséges hatásainak elemzése, valamint javaslat a figyelembe veendő paraméterekre. Ezt követően a környezeti objektumok azonosítása, az állapotértékelés szempontjából jellemző tulajdonságok meghatározása. Módszertan: Szakirodalmi áttekintés, módszertani tanulmány készítése Kezdés... : Azonnal. Átfutási idő: 2 hónap. A figyelembe veendő környezeti jellemzők ismeretében a környezetei objektumok nyilvántartásának létrehozása. Környezeti jellemzők strukturálása Hatásmátrix előállítása Módszertan: Struktúrált digitális térképek készítése. Környezeti adatok rögzítésére grafikus felhasználói felület programozása. Környezeti adatok rögzítése adatbázisba. Kezdés... : A módaszertan kidolgozását követően. Átfutási idő: 6 hónap Meghibásodásokhoz kapcsolódó esettanulmányok Az egyes vízműveknél bekövetkezett jelentős meghibásodásokhoz kapcsolódó már elkészült tanulmányok, szakértői jelentések áttekintése A vizsgálatok metodikájára vonatkozó következtetések levonása és javaslatok kidolgozása a metodika egységesítésére. A munka közben esetlegesen bekövetkező néhány jelentősnek mondható meghibásodás elemzésének elkészítése. Módszertan: Szakirodalmi áttekintés, módszertani tanulmány készítése, helyszíni vizsgálatok Kezdés... : Azonnal. Átfutási idő: 4 hónap. 4.

5 2.4. Csőanyagok vizsgálatai KPE nyomócsövek kötéstechnikáinak összehasonlító vizsgálata (kb. 30 minta) KM PVC, KG PVC és KPE csövek várható élettartamára vonatkozó anyagvizsgálatok, működő hálózatokból származó minták alapján. (kb. 45 minta) KM PVC nyomócsövek teherbírásának és a teherbírás időbeni változásának vizsgálata (kb. 30 minta) Azbeszt kioldódás AC csőanyagból, feltételek, körülmények tisztázása. Rekonstrukciós lehetőségek számbavétele. Öntöttvas (GÖV is!) és acél csövek korróziós érzékenysége, környezeti hatások tisztázása Üvegszálas poliészter csövek alkalmazási feltételei, teherbírás és annak időbeli változása Módszertan: Szakirodalmi áttekintés, laboratóriumi vizsgálatok Kezdés... : Azonnal. Átfutási idő: 12 hónap 2.5. Állapotértékelési módszer kidolgozása A vizsgált objektumokra állapotértékelési módszert kívánunk kidolgozni, amelynek alapja az előzőekben elvégzett vizsgálatok, adatgyűjtés eredményei. Módszertan: Szakirodalmi áttekintés, módszertani tanulmány készítése Kezdés... : Hibastatisztika és környezeti hatások figyelembevétele módszertanának meghatározását követően. Átfutási idő: 6 hónap Rendszervizsgálat és kockázat elemzés módszerének kidolgozása Az állapotértékelést követően az ellátási és károkozási kockázatokat együttesen figyelembe vevő számítási módszert kívánunk kidolgozni, az optimális rekonstrukciós stratégia kidolgozására. Módszertan: Szakirodalmi áttekintés, módszertani tanulmány készítése Kezdés... : Az állapotértékelés módszertanának meghatározását követően. Átfutási idő: 6 hónap Szoftver fejlesztés A módszerek kidolgozása után egy alkalmazói szoftverben kívánjuk megjeleníteni a kutatás végeredményét, melyet a projektben résztvevőknek rendelkezésre bocsátunk. Módszertan: Programfejlesztés, rendszertev, programozás Kezdés... : Rendszervizsgálat és kockázat elemzés módszerének kidolgozását követően. Átfutási idő: 6 hónap. 5.

6 3. A projekt működése Projektirányítás: BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék Tanszékvezető: Somlyódy László egy. tanár, akadémikus Koordinátor: Dr.Darabos Péter egy. adjunktus Projekt Bizottság: Elnök: Koordinátor Tagok: Közreműködő konzorciumi tag, üzemeltető szervezetek egy-egy képviselője. 1. Békés megyei Vízművek Rt. 2. Bük és Térsége Vízmű Kft. 3. Dél-zalai VCS Rt. 4. Dombóvár és Környéke VCS Kft. 5. DRV Rt. 6. ÉDV Rt. 7. ÉTV Kft. 8. FCSM Rt. 9. Fővárosi Csatornázási Művek Rt. 10. Heves Megyei Vízmű Rt. 11. Kaposvári Vízművek Kft. 12. MIVÍZ Rt. 13. Nyírségvíz Rt. 14. Pannon-Víz Rt. 15. Pécsi Vízmű Rt. 16. SZÁKOM Kft. 17. Szegedi Vízmű Rt. 18. Tenkesvíz Kft. 19. VASIVÍZ Rt. 20. VCS Koncessziós Rt. Szolnok 21. ZALAVÍZ Rt. 22. Zempléni Vízmű Kft. Kommunikációs infrastruktúra biztosítása: Magyar Vízi Közmű Szövetség A feladatok meghatározásához szükséges munkatervet a koordinátor terjeszti elő. A feladatok meghatározása tekintetében a projekt bizottság dönt. A Projekt Bizottság működésének módját és feltételeit a Konzorciumi szerződés határozza meg. A projekt szakmai munkájában meghívottként olyan szervezet, illetve annak képviselője is részt vehet, amely nem támogatója a projektnek. A projekt szakmai munkájába történő meghívásról, és annak feltételeiről a Projekt Bizottság dönt. 6.

7 7.

8 2.sz. melléklet Kutatás-fejlesztési szerződés ÜTEMTERV Feladat 1.év 2.év 3.év Ráfordítás [mn] Projekt irányítás, szervezés Hibastatisztika módszertanának kialakítása Objektumkataszter létrehozásához szükséges szoftver elkészítése Hibastatisztika létrehozása Környezeti hatások kutatása Környezeti objektumok létrehozásához szoftver fejlesztés Környezeti objektumok létrehozása Meghibásodásokhoz kapcsolódó esettanulmányok áttekintése Csőanyag vizsgálatok Állapotértékelési módszer kidolgozása Rendszervizsgálat és kockázat elemzés módszerének kidolgozása Szoftver fejlesztés Szoftver dokumentációk készítése Felhasználók oktatása, kiképzése Szakértő rendszer üzembehelyezése a felhasználó telephelyén Mérnöknap Mérnöknap összesen