For large cities with developing infrastructures, optimising water supply systems
plays a crucial role. However, without a clear understanding of the network structure
and water consumption patterns, addressing these challenges becomes significantly more
complex. This paper proposes a methodology for geospatial data analysis aimed at solving
two key tasks. The first is the delineation of service zones for infrastructure objects to
enhance system manageability. The second involves the development of an approach for
the optimal placement of devices to collect and transmit hydraulic network parameters,
ensuring their alignment with both water supply sources and serviced areas. The study
focuses on data from the water supply network of a city with a population exceeding
half a million people, where hierarchical clustering using Ward’s method was applied to
analyse territorial distribution. Four territorial clusters were identified, each characterised
by unique attributes reflecting consumer concentration and water consumption volumes.
The cluster boundaries were compared with the existing service scheme of the system,
confirming their alignment with real infrastructure. The quality of clustering was further
evaluated using the silhouette coefficient, which validated the high accuracy and reliability
of the chosen approach. The paper demonstrates the effectiveness of cluster boundary
visualisation for assessing the uniform distribution of pressure sensors within the urban
water supply network. The results of the study show that integrating geographic data
with water consumption information not only facilitates effective infrastructure planning
and resource allocation but also lays the foundation for the digitalization of the hydraulic
network, a critical component of sustainable development in modern smart cities.

В статье рассматривается влияние климатических факторов на энерго- и водопотребление городской системы водоснабжения. Цель исследования – выявить взаимосвязи между температурой наружного воздуха, осадками и нагрузкой на систему водоснабжения для обоснования факторов, необходимых для создания сезонных моделей водопотребления и повышения энергоэффективности водозаборов. Задача научной работы заключалась в проверке выдвинутой гипотезы, согласно которой повышение температуры воздуха приводит к увеличению водопотребления и, как следствие, к росту энергозатрат на работу насосных станций и систем водоочистки. Одновременно предполагалось, что атмосферные осадки будут оказывать противоположное влияние, снижая водопотребление в периоды интенсивных дождей. В работе использован корреляционный анализ для оценки силы и направления связей между температурой воздуха, осадками и параметрами энерго- и водопотребления. Для количественной оценки влияния климатических факторов был применен регрессионный анализ. Метод скользящего среднего использован для сглаживания данных и уменьшения разброса случайных колебаний. Также применялись методы фильтрации и отсечения данных, которые позволили разделить их по температурным порогам и провести отдельные исследования для различных диапазонов. Полученные результаты демонстрируют, что рост энергопотребления тесно связан с увеличением спроса на воду, который возрастает с каждым градусом наружного воздуха. Это объясняется ожидаемым ростом водопотребления на поливы и бытовые нужды в теплые периоды. Температурный фактор выше 25 °C определял 15,8 % водопотребления, что также совпадало с ростом этого вклада и в электропотребление системы (15,6 %). Однако при анализе данных в области отрицательных температур явной связи между температурой и потребностью в воде не наблюдалось. Вместе с тем была выявлена корреляция между температурой и расходом электроэнергии, что связано с дополнительными затратами на поддержание системы водоснабжения в условиях холодного климата. Сделаны выводы о необходимости дальнейшего исследования дополнительных переменных, таких как типы дней недели (рабочие, выходные, праздничные), сезоны года, а также другие социально-экономические факторы, влияющие на водопотребление и энергозатраты. Комплексные результаты работы могут быть использованы для планирования работы водоканалов, управления энергоресурсами и разработки стратегий повышения энергоэффективности в системах водоснабжения.

The article considers the influence of climatic factors on energy and water consumption of the urban water supply system. The purpose of the study is to identify the relationships between outdoor air temperature, precipitation and load on the water supply system to substantiate the factors necessary for creating seasonal models of water consumption and increаsing the energy efficiency of water intakes. The objective of the scientific work was to test the hypothesis, according to which an increase in air temperature leads to an increase in water consumption and, as a consequence, to an increase in energy costs for the operation of pumping stations and water treatment systems. At the same time, it was assumed that precipitation would have the opposite effect, reducing water consumption during periods of intense rainfall. The work used correlation analysis to assess the strength and direction of the relationships between air temperature, precipitation and energy and water consumption parameters. Regression analysis was used to quantitatively assess the impact of climatic factors. The moving average method was used to smooth the data and reduce the spread of random fluctuations. Data filtering and cutting methods were also used, which made it possible to divide them by temperature thresholds and conduct separate studies for different ranges. The obtained results demonstrate that the growth of energy consumption is closely related to the increase in water demand, which increases with each degree of outside air temperature. This is explained by the expected increase in water consumption for irrigation and household needs during warm periods. Above 25 °C, the temperature factor determined 15.8 % of water consumption, which also coincided with the growth of this contribution to the electricity consumption of the system (15.6 %). However, when analyzing data in the area of negative temperatures, no obvious relationship was observed between temperature and water demand. At the same time, a correlation was found between temperature and electricity consumption, which is associated with additional costs for maintaining the water supply system in cold climates. Conclusions are made about the need for further study of additional variables, such as types of weekdays (working days, weekends, holidays), seasons of the year, as well as other socio-economic factors affecting water consumption and energy costs. The comprehensive results of the work can be used for planning the work of water utilities, managing energy resources and developing strategies to improve energy efficiency in water supply systems.

The article analyses the known expressions that describe the field dependence of the inception time of electrical trees in polymer insulation. It also highlights the need to modify these expressions to correctly determine the threshold parameters of tree initiation. We used the methods of catastrophe theory to develop the equation that describes the dependence of the tree inception time in polymer dielectrics on the value of the maximum local electric field strength. The parameters of this equation for epoxy and polyethylene insulation are determined. A good agreement has been established between the literature experimental data and the field dependencies of the inception time of trees constructed according to the proposed equation. The geometric properties of the fold catastrophe function, which characterizes the regularities of the change in the time of initiation of electrical trees in polyethylene insulation, are considered.

Проанализированы известные выражения для описания полевой зависимости времени зарождения электрических дендритов в полимерной изоляции и отмечена необходимость модификации этих выражений для возможности корректного определения пороговых параметров дендритообразования. В рамках представлений теории катастроф получено уравнение зависимости времени зарождения дендритов в полимерных диэлектриках от величины максимальной локальной напряжённости электрического поля. Определены параметры данного уравнения для эпоксидной и полиэтиленовой изоляции. Установлено хорошее согласие между литературными экспериментальными данными и полевыми зависимостями времени зарождения дендритов, построенными по предложенному уравнению. Рассмотрены геометрические свойства функции катастрофы складки, характеризующей закономерности изменения времени образования электрических дендритов в полиэтиленовой изоляции.

Рассмотрены основные проблемы преподавания общетехнических дисциплин и математики в частности при подготовке инженерных кадров.

The main problems of teaching general technical disciplines and mathematics in particular in the training of engineers are considered.