В настоящей работе предлагается применение для расчета социальной нормы электропотребления ЖКХ техноценологического метода, получившего распространение в промышленности. В связи с дальнейшим развитием и совершенствованием рыночных отношений в энергетике для г. Красноярска, как и для всей страны в целом, стала актуальной проблема расчета для жителей города социальной нормы электропотребления. Ранее введенная норма в 75 кВт·ч вызывает большие нарекания как у жителей, так и у специалистов по электроснабжению из-за отсутствия обоснованной методики ее получения.
Известно, что в 1877 г. при исследовании свойств отдельных особей и совокупностей живых организмов Клаус Фердинанд Мебиус ввел понятие «биоценоз». Биоценоз - совокупность живых организмов, обитающих на определенном участке, где условия внешней среды определяют его видовой состав. Законы развития живой природы, включающей отдельные особи, и техники, состоящей из отдельных элементов, имеют много общего. Поэтому представляется возможным описывать системы на основе ценологических понятий. Устойчивость систем искусственного происхождения обусловлена действием законов энергетического и информационного отборов по аналогии с живыми системами, где действует закон естественного отбора.
Термин «техноценоз» и ценологический подход к исследованию сложных технических систем предложены Б.И. Кудриным, где техноценоз определяется как сообщество всех изделий, включающее все популяции, ограниченное в пространстве и времени. Куд -рин Б.И. предложил использовать модель H-распре-деления для математического описания видового и рангового распределения техноценозов. Теория предполагает существование идеального распределения элементов ценоза [1].
Объясним существование идеальной технической системы с точки зрения гармонии. В технике существует понятие «Золотое сечение» - деление отрезка на две части, при котором длина отрезка так относится к большей части, как большая часть относится к меньшей. Это определение предложено Леонардо да Винчи в XV веке. Будем считать, что гармония и идеальное распределение ценоза как системы, выполняющей свое функциональное назначение, подчиняются «Золотому сечению», а понятие «Золотое сечение» неразрывно связано с числами Фибоначчи.
В 1202 г. была написана книга под названием «Liber abacci». Автором этой книги был итальянский купец и математик Леонардо (предположительно 1180-1240 г.г.) из Пизы, известен по прозвищу - Фибоначчи. Часть этого трактата составляла задача про кроликов. Решая эту задачу, Фибоначчи получил последовательность чисел, где последующее число равно сумме двух предыдущих чисел: 0; 1; 1; 2; 3; 5; 8; 13; 21; 34 и т.д. Отношение последующего члена ряда к предыдущему с ростом последовательности стремится к коэффициенту золотого сечения Ф =1,618 [2].
Если возьмем числовой ряд, состоящий из чисел 1,0; 0,62; 0,38; 0,24; 0,15; 0,09 и т.д. (что очень напоминает шкалу мощностей трансформаторов) с ко-эффицентом 1,618 («Золотое сечение») и аппроксимируем этот ряд, то получим гиперболическую кривую (рис.1), которая описывается следующей формулой [3]:
где β = 1,63 - ранговый коэффициент.
Рис. 1. Гиперболическая кривая
Техноценологический подход позволяет более эффективно решать ключевые вопросы, встречающиеся при решении повседневных и перспективных проблем существования и развития жилищно-коммунального хозяйства на основании пропорций золотого сечения.
Весь жилищный фонд города разбит на секторы:
а) благоустроенное жилье с электроплитами;
б) благоустроенное жилье с газовыми плитами;
в) неблагоустроенное жилье без электроплит;
г) частные отдельно стоящие дома.
Каждый сектор разбит на подсектора: 1, 2, 3, 4, 5 жильцов в квартире. В качестве способа определения объемов электропотребления использованы данные ОАО «Красноярскэнергосбыт» за трехлетний период . Для каждого подсектора созданы математические модели электропотребления, определен характер статистического распределения и рассчитаны основные параметры. Устойчивый характер данных ранговых распределений позволяет сделать вывод о принципиальной возможности расчета норм для ЖКХ.
Рис. 2. Гистограмма электропотребления квартир с электроплитами и 1 проживающим
Для распределений такого вида в странах с рыночной экономикой принято рассчитывать социальные параметры исходя не из средних величин, а по величине медианы. На основе проведенных расчетов для квартир с электроплитами получены результаты, представленные на рис. 3.
Рис. 3. На следующем этапе получены средневзвешенные значения электропотребления по каждому из секторов на основе данных по потреблению отдельных абонентов
где N - количество человек, прописанных в квартире; ki - весовой коэффициент i-ой группы; WУДi - удельное электропотребление на 1 человека в месяц для i-ой группы, определяемое по формуле:
где m - число квартир i-ой группы; Wj - месячное электропотребление j-ой квартиры.
Таблица 1. Расчет норм для благоустроенных квартир с электроплитами
|
Прописано, человек |
Весовой коэффициент k |
Удельное потребление, кВт·ч/ на чел в месяц |
||
|
2002 г. |
2003 г. |
2004 г. |
||
|
1 |
0,204 |
158,333 |
153,917 |
161,833 |
|
2 |
0,230 |
109,208 |
103,958 |
110,458 |
|
3 |
0,236 |
88,861 |
86,111 |
88,333 |
|
4 |
0,179 |
72,969 |
76,021 |
75,000 |
|
5 |
0,146 |
61,667 |
62,933 |
64,817 |
|
6 |
0,005 |
43,545 |
45,351 |
45,076 |
|
Средневзвешенное электропотребление, кВт·ч/ на чел в месяц |
100,683 |
98,664 |
102,391 |
|
|
Среднее арифметическое за 3 года, кВт·ч/ на чел в месяц |
100,579 |
|||
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Кудрин Б.И. Введение в технетику. 2-е изд. переработ. и доп. Томск: Изд-во Томск. гос. ун - та, 1993. 552 с.
- Коробко В.И., Коробко Г.Н. Золотая пропорция и человек. М. Изд - во междунар. ассоциации строит. вузов: 2002.-394 с.
- Южанников А.Ю. Золотое сечение, числа Фибоначчи и ценологические параметры электропотребления промышленного предприятия. Вестн. Ассоц. Выпуск КГТУ. Вып 12 / Под ред. А.А.Михеева. Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2005. С.165-169.