↓Skip to main content

ARMStrong: отчет по выбросам

·6 mins
projects armstrong dev report
Table of Contents

Рассказываю, как ARMStrong расчитывает выбросы через вентсистему и строит из них отчёты.

Контроль, контроль и еще раз контроль! Смотрим, какое количество активных газов мы выбрасываем, оцениваем их вес и формируем отчеты.

Введение #

На атомных, хим и металлургических предприятиях всегда требуется контроль за уровнем выхода активных веществ, которое сбрасывает предприятие. Эти уровни устанавливаются нормативными актами и не должны быть превышены.

На различных предприятиях отчетность ведётся по-разному, мы же разберем случай, когда есть оперативный контроллирующий персонал, который должен заносить запись об контроллируемой обстановке в оперативный журнал каждые n часов, в начале смены или же посуточно.

Для этих целей был разработан небольшой модуль для клиента ARMStrong, который и будет формировать отчетность по выбрасываемым газам, средней активности на МЭД-точках контроля и \(I_{131}\)-участке.

Рассчитываем выбросы #

Для справки: каждая точка представляет собой объект из истории измерений, который имеет три свойства: Id, SystemEventValuem и EventDateTime.
public class History
{
    public int Id { get; }
    public double SystemEventValue { get; }
    public DateTime EventDateTime { get; }
}

Что бы вычислить, сколько Бк было выброшено, нам нужно знать значение на момент начала расчёта, продолжительность выброса и значение на момент окончания расчёта. Значение на момент начала и окончания расчёта мы принимаем за \(N_1\) и \(N_2\) соответственно.

За продолжительность выброса мы возьмем \(\Delta T\), которая является просто разницей по времени между второй и первой точкой.

Таким образом для вычисления выброса нам требуется две точки и выброс будет расчитываться как:

\(S = \dfrac{N_1 + N_2}{2} \Delta T\)

Среднее по этим точкам мы берем по причине, что не представляется возможным предугадать, в какой момент времени между двумя соседними точками начался рост или спад. Минимальное время регистрации можно устанавливать в 2.5 секунды, но ввиду особенности блоков детектирования типа БДГБ-02П и подобных сокращать окно практически бессмысленно, это не приводит к увеличению точность.

Далее, чтобы вычислить суммарный расход, нужно просто просуммировать все результаты и умножить на расход по вентсистеме точки контроля.

Расход хранится в формате \(\dfrac{м^3}{час}\), поэтому требуется привести его к \(\dfrac{м^3}{сек}\), для этого просто разделим его на 3600.

Учитывая вышесказанное мы можем вывести формулу расчета выбросов и применить её в коде клиента:

\(S*{sum} = (\sum{\dfrac{N_1 + N_2}{2} \Delta T}) C*{sec} \), где:

  • \(S_{sum}\) – суммарный выброс по точке контроля, \(Бк\);
  • \(\dfrac{N_1 + N_2}{2}\) – среднее значение по двум точкам, \(\dfrac{Бк}{м^3}\)
  • \(\Delta T\) – длительность выброса \(T_2 - T_1\), \(сек.\);
  • \(C*{sec}\) – расход газа через вентсистему точки контроля \(\dfrac{C*{hour}}{3600}\), \(\dfrac{м^3}{сек}\).

Метод для расчета выбросов будет следующим:

public double GetSystemBlowout(List<History> histories, Channel channel)
{
    double summaryBlowout, rawBlowoutSumm = 0;

    for (int i = 0; i < histories.Count - 1; i++)
    {
        DateTime firstPointDateTime = histories[i].EventDate;
        DateTime secondPointDateTime = histories[i + 1].EventDate;
        double deltaT = secondPointDateTime
                            .Substract(firstPointDateTime)
                            .TotalSeconds;

        double firstPointValue = histories[i].SystemEventValue;
        double secondPointValue = histories[i + 1].SystemEventValue;
        dobule averageValue = (firstPointValue + secondPointValue) / 2;

        rawBlowoutSumm += averageValue * deltaT;
    }

    double consumprion = channel.ChannelConsumption / 3600;
    summaryBlowout = rawBlowoutSumm * consumption;

    return summaryBlowout;
}

Группируем выбросы по категориям #

На данный момент группы были захардкодены, и выглядит это следующим образом:

private void SetBlowoutReportCategory()
{
    int V1id = 275, V2id = 276, V3id = 277, V4id = 278, V4_id = 279, V5id = 280, V6id = 281, V7id = 282;

    int[] categoryI = new int[] { V1id, V7id };
    int[] categoryII = new int[] { V2id, V3id, V4_id, V5id };
    int[] categoryIII = new int[] { V6id };

    if (categoryI.Contains(Channel.Id))
    {
        BlowoutReportCategory = (int)BlowoutCategory.I;
    }
    else if (categoryII.Contains(Channel.Id))
    {
        BlowoutReportCategory = (int)BlowoutCategory.II;
    }
    else if (categoryIII.Contains(Channel.Id))
    {
        BlowoutReportCategory = (int)BlowoutCategory.III;
    }
}

Изначально немного неверно были спроектированы модели, мы отталкивались от существующей базы данных и в будущем будем это исправлять, ну а пока говнокодим хардкодим и проверяем как работает.

В коде выше мы просто отсортировали каналы по категориям. ID-каналов мы указали руками, какой в какую категорию должен отправляться, это тоже неверное, так делать нельзя но нам льзя.

Теперь можно посчитать суммарную активность по категориям:

private void StartReport()
{
    int V1 = 275, V2 = 276, V3 = 277, V4 = 278, V4_ = 279, V5 = 280, V6 = 281, V7 = 282;

    int[] blowoutGroup = new int[] { V1, V2, V3, V4, V4_, V5, V6, V7 };

    //...

    var I = new Channel()
    {
        ChannelName = "Категория I",
        SystemEventValue = BlowoutReport
                            .Where(x => x.BlowoutReportCategory == 1)
                            .Sum(x => x.BlowoutSystemValue),
        NotSystemEventValue = BlowoutReport
                                .Where(x => x.BlowoutReportCategory == 1)
                                .Sum(x => x.BlowoutNotSystemValue)
    };
    var II = new Channel()
    {
        ChannelName = "Категория II",
        SystemEventValue = BlowoutReport
                            .Where(x => x.BlowoutReportCategory == 2)
                            .Sum(x => x.BlowoutSystemValue),
        NotSystemEventValue = BlowoutReport
                                .Where(x => x.BlowoutReportCategory == 2)
                                .Sum(x => x.BlowoutNotSystemValue)
    };
    var III = new Channel()
    {
        ChannelName = "Категория III",
        SystemEventValue = BlowoutReport
                            .Where(x => x.BlowoutReportCategory == 3)
                            .Sum(x => x.BlowoutSystemValue),
        NotSystemEventValue = BlowoutReport
                                .Where(x => x.BlowoutReportCategory == 3)
                                .Sum(x => x.BlowoutNotSystemValue)
    };
    var summ = new Channel()
    {
        ChannelName = "Суммарная",
        SystemEventValue = I.SystemEventValue + II.SystemEventValue + III.SystemEventValue,
        NotSystemEventValue = I.NotSystemEventValue + II.NotSystemEventValue + III.NotSystemEventValue,
    };

    CategoryBlowoutBindingCollection = ReportsCollectionSingleton.GetInstance().CategoryCollection;
    CategoryBlowoutBindingCollection.Clear();

    CategoryBlowoutBindingCollection.Add(I);
    CategoryBlowoutBindingCollection.Add(II);
    CategoryBlowoutBindingCollection.Add(III);
    CategoryBlowoutBindingCollection.Add(summ);
}

Тут все просто, суммируем по группе и все: \(S_{cat} = \sum N\)

Да, это некрасиво и очень неудобно, но для того, что бы проверить, как это работает — сойдет. В будущем ID-каналов и группы будут вынесены во внешний файл настроек.

Из пояснений стоит сказать, что мы немного схитрили и используем объект канала, что бы вывести расчеты по группам в таблицу отчётов. Это в нашем случае удобно, что бы не плодить новые сущности, но нарушает концепцию и заводит в заблуждение других разработчиков. В будущем, возможно, над этим стоит поразмыслить.

Рассчитываем среднее по МЭД и йодному участку #

Мы на финишной прямой! Осталось совсем немного — посчитать среднее по точкам контроля, которые следят за МЭД, т.е. за мощностью эквивалентной дозы и посчитать среднее по йодному участку.

Приступим!

Среднее считаеть будем просто: \(S_{avg} = \dfrac{N_1 + N_2 + N_n}{n}\)

Для удобства сделаем человеко-читаемые нотации категорий и типов блоков:

enum DeviceType : int { EquivalenDoseRate = 1, GasVolumetricActivity, AerosolVolumetricActivity, Impulses };
enum Category : int { SpecialControl = 1, Blowout, Aerosol, Impulses };

Наполняем объект отчёта:

public Report(int id, DateTime startDateTime)
{
    //...

    switch (Channel.DeviceType)
    {
        case (int)DeviceType.EquivalenDoseRate:
            ReportCategory = (int)Category.SpecialControl;
            AverageNotSystemValue = UnitConverter.Convert(type: (int)DeviceType.EquivalenDoseRate,
                                                          value: AverageSystemValue);
            break;
        case (int)DeviceType.AerosolVolumetricActivity:
            ReportCategory = (int)Category.Aerosol;
            AverageNotSystemValue = UnitConverter.Convert(type: (int)DeviceType.AerosolVolumetricActivity,
                                                          value: AverageSystemValue);
            break;
        default:
            AverageNotSystemValue = AverageSystemValue;
            break;
    }

    //...
}

Сам метод, который считает среднее, просто обычные LINQ-запросы:

private double GetAverageSystemValue() =>
            ReportHistories.Any() ? ReportHistories.Average(avg => avg.SystemEventValue) : 0;

Отображаем пользователю отчёт #

Код view-страниц показывать не буду, потому что там просто размечены таблицы и все. Там нет ничего сложного или непонятного:

  • Берем объект отчёта
  • Выводим в таблицу только то, что хотим видеть из него

Мы рассчитали выбросы, посчитали МЭД и йод, теперь настало время показать пользователю то, что мы насчитали.

Отображать отчёты будем в виде таблиц с эспандером, которым будут закрыты все лишние таблицы, что бы не отвлекали.

Пользователю будет предложен выбор интервала, за который он хочет получить отчет:

Селектор даты

Далее будет собран и отображен сам отчёт:

Отчёт

В планах #

  • Добавить файл настроек, в котором можно будет перечислять группы и параметры, по которым будет происходить сборка отчетов;
  • Добавить возможность вывода отчёта в файл и/или отправка отчёта по почте.

Благодарности серому волшебнику #

Если текст был полезен и ты не можешь усмирить желание быть благодарным, то можешь купить мне чашечку кофе:

Воспользоваться моей реферальной ссылкой на DigitalOcean:

Или же закинуть монету в мой кошелёк (USDT и TRX кошельки одинаковые, да, это не ошибка):

Tether (TRC-20, USDT):

TYvFYUV3h5HwqfyTxskGQK7nDbUHTcwPn2

Tron (TRX):

TYvFYUV3h5HwqfyTxskGQK7nDbUHTcwPn2

Monero (XMR):

4AbxbT9vrNQTUDCQEPwVLYZq2zTEYzNr9ZzTLaq9YcwVfdxwkWjZ6FsewuXVDXPk7x2rE6FZACmLePPgJEcY4rm1GSHkwTZ
↑