В новом исследовании, опубликованном в январе 2025 года в журнале Smart Cities (Q1, Швейцария), издаваемом MDPI, группа ученых из Гомельского государственного технического университета им. П.О. Сухого, Московского политехнического университета и Томского политехнического университета представила инновационный подход к пространственной кластеризации городских систем водоснабжения. Статья под названием «Geospatial Clustering iоn Smart City Resource Management: An Initial Step in the Optimisation of Complex Technical Supply Systems», включенная в специальный выпуск Digital Innovation and Transformation for Smart Cities, представляет собой важный шаг в оптимизации сложных технических систем водоснабжения в условиях быстро развивающейся инфраструктуры.

Под руководством доцента кафедры «Электроснабжение» Гомельского государственного технического университета А.А. Капанского была разработана и предложена комплексная методология, направленная на эффективное разделение зон обслуживания водоснабжения с учетом кластеров водопотребления и географического расположения крупнейших потребителей. Эта методика, апробированная на примере города Гомеля, включает не только теоретические модели, но и практические рекомендации по оптимальному размещению устройств мониторинга гидравлических параметров водопроводной сети. Для тестирования и валидации предложенного подхода был организован экспериментальный анализ на реальных объектах городской инфраструктуры, что позволило учесть особенности функционирования водоснабжающей системы в условиях динамично изменяющейся городской среды. Разработанная методика закладывает основы для создания цифровых гидравлических моделей, что дает возможность не только оптимизировать, но и точно прогнозировать работу водоснабжающих систем в условиях реальной динамики водопотребления. Такие модели служат важным инструментом для мониторинга текущих параметров системы и оперативного реагирования на изменения в режиме эксплуатации, что повышает эффективность управления водными ресурсами и минимизирует риск аварийных ситуаций.

Важную роль в исследовании проекта сыграли специалисты Московского политехнического университета. Ученые сосредоточились на решении задач, связанных с организацией технической поддержки исследования, обработкой больших массивов данных и проведением анализа метрик качества кластеризации. Выполнено детальное изучение пространственного расположения объектов водоснабжения и объемов водопотребления и исследованы полученные границы кластеров. Кроме того, специалисты Московского политеха предложили структуру унификации данных, получаемых из различных источников, что позволило подготовить информационную основу для визуализации и анализа географических особенностей распределения водопотребления. Эта часть работы стала важным элементом для создания апробации предложенной Гомельскими учеными методологии, обеспечивающей точность и оперативность анализа параметров городской системы водоснабжения в реальном времени.

Томские ученые активно работали над задачами анализа согласованности результатов кластеризации с фактической территориальной организацией системы водоснабжения, что обеспечило точность и валидность выделенных зон. Кроме того, их усилия были направлены на интерпретацию данных мониторинга, позволяя выявить ключевые зависимости и взаимосвязи между водопотреблением, территориальными кластерами и гидравлическими параметрами системы. Эти результаты не только усилили методологическую основу исследования, но и заложили фундамент для дальнейшего совершенствования и разработки моделей гидравлических режимов и их адаптации под реальные условия городской инфраструктуры с получением данных в реальном времени.