Задачи, решаемые ГИС для инженерных сетей с применением сетевой модели

Задачи, решаемые ГИС с применением сетевой модели, можно обобщить в следующие категории:

• Получение математической модели графа из географических данных для дальнейшего анализа с использованием теории графов;
• Расчёт кратчайших путей между вершинами сети; поиск ближайшей вершины из группы заданных; Определение области доступности для некоторой вершины – нахождение всех вершин в заданном радиусе;
• Нахождение циклов в графе сети;
• Нахождение изолированных вершин сети - проверка связности, основанная на поиске пути между двумя узлами графа. Если такой путь найден, то узлы являются членами одной подсети, иначе – узел изолирован;
• Поиск элементов в определённом направлении – граф может быть ориентированным;
• Анализ сети при изменении одного из её элементов, добавлении новых элементов.

5. Требования, предъявляемые ГИС для инженерных трубопроводных сетей (тепло-, газо-, водоснабжение и водоотведение)

1. Внутренняя структура и схемы узлов:

Ряд типов узлов инженерной сети имеет достаточно сложную внутреннюю структуру, которая должна быть согласована как со структурой сети в целом, так и ее графическим изображением. Внутренняя структура узлов обычно не отображается на основной схеме сети, но изображение задвижек и их состояния на этой схеме крайне желательно.

Для большинства узлов сети, изображаемых основной схеме, например, точками, существует принципиальные схемы, показывающие внутреннюю структуру узлов. Их изображения очень удобно просматривать в отдельных окнах на фоне основной схемы. Создание базы данных таких схем узлов, - а их может быть десятки тысяч, - есть отдельная большая задача, близкая к задачам САПР. Хотя создание библиотеки растровых изображений схем узлов кажется эффектным решением этой задачи, в действительности это - плохое решение, поскольку на этих схемах отображается оборудование узлов, которое подлежит дальнейшей паспортизации. То есть, элементы схем (примитивы), соответствующие этому оборудованию, должны иметь идентификационные коды и менять графические свойства в зависимости от значений ряда полей в базе данных, иными словами - быть динамическими. Поэтому рисунки узлов должны создаваться специализированным векторным графическим редактором, который параллельно с вводом изображения схемы узла автоматически формирует спецификацию оборудования.

2. Паспортизация инженерных сетей:

Под паспортизацией сети понимается сбор, ввод в базу данных и непрерывная актуализация многочисленных справочных сведений, которые характеризуют объекты инженерной сети. Все объекты сети можно разделить на 4 вида: узлы, участки, оборудование узлов (редко - участков), потребители.

Понятно, что паспортизация инженерной сети осуществляется для получения разнообразных отчетов о параметрах сети, например - для получения суммарных длин сети с разбивкой по диаметрам и материалам труб. Все вопросы такого рода решаются с помощью того или иного генератора отчетов на базе SQL-запросов. Но в ряде случаев оказываются актуальными пространственные запросы типа: "найти все колодцы с гидрантами, находящимися от указанного здания на расстоянии не больше заданного". Часто бывает необходимо определить длину сети или суммарную нагрузку тепловых потребителей в районе, заданном графической областью-полигоном. Следовательно, геоинформационная система должна иметь средства создания подобных запросов, причем выполняться эти запросы должны за разумное время.

3. Переключения и выдача рекомендаций по локализации аварий:

Для тепловых, водопроводных и, частично, газовых сетей переключения являются одним из основных вопросов эксплуатации сетей. Характер переключений (изменений состояния оборудования сети) существенно зависит от вида оборудования, на которых эти переключения делаются. С геоинформационными технологиями связан наиболее массовый вид переключений - переключения запорной арматуры (задвижек). Существует 3 основных цели выполнения переключений: локализация аварийных участков, проведение работ по профилактике и реконструкции сети, изменение режима сети. Для достижения указанных целей компьютерная система (если, конечно, она реализована не в качестве дополнительной обузы персоналу, а "пользы для"), безусловно, должна "уметь" решать следующие задачи:

1) отслеживание текущего положения запорной арматуры;
2) ведение архива переключений;
3) автоматическое нахождение и визуализация зоны отключения;
4) выдача рекомендаций по локализации аварийных участков;
5) автоматическое составление сложных групповых переключений (бланков переключений).

Следует отметить, что самым удобным способом визуализации результата произведенных переключений является топологическая раскраска графа схемы инженерной сети, то есть узлы и участки инженерной сети красятся, например, в зеленый цвет, если они принадлежат рабочим компонентам, и в красный цвет, если они отключены. Желательно также выделять граничные узлы, разные рабочие компоненты, тупиковые участки (участки, принадлежащие рабочим компонентам, по которым отсутствует движение объекта транспортировки - алгоритм нахождения тупиков требует отдельного обсуждения), и т. п. Отсюда следует вывод, что графические атрибуты изображения инженерной сети определяются значениями многих полей в базе данных.

ГИС сетей теплоснабжения

Геоинформационная система сетей теплоснабжения представляет собой единую комплексную информационную модель, представляющую данные об имущественных объектах предприятия и визуализирующая в режиме одного окна данные баз данных предприятия.

Возможности ГИС на предприятии теплоснабжения:

• Сократить время поиска архивной документации благодаря электронному архиву, привязанному к сети в ГИС. С данным программным продуктом не потребуется тратить много времени, физически копаясь в бумажных оригиналах папок в поисках нужной бумажки.
• Управлять затратами структурных подразделений предприятия.
• Объединить усилия структурных подразделений предприятия для достижения поставленных целей в рамках единого интерфейса.
• Моментально формировать любой стандартизированный отчет по нажатию кнопки в ГИС;
• Моментально формировать стандартизированный отчет по нажатию кнопки в ГИС.
• Оперативно принимать решения благодаря информации по сетям на одном экране.
• Проектировать/фиксировать изменения в сети теплоснабжения, находясь на объекте. Работать в полевых условиях через мобильные устройства.
• За секунду искать и делать выборку среди потребителей, трубопроводов, арматуры и других объектах сети теплоснабжения.

Этапы внедрения ГИС Теплоснабжения:

1. Создание электронного архива инженерной документации.

2. Наполнение ГИС данными. Создание картографического материала.

3. Создание цифровой модели сетей теплоснабжения.

4. Внедрение программ для работы ГИС.

5. Объединение информационных данных предприятия в единую платформу.

Преимущества ГИС-платформы теплоснабжения:

o Предоставляет доступ к информации об объектах теплоснабжения из единого окна ГИС. Архив, расчеты, отчетность о потребителях. Данные телеметрии, диспетчеризация, паспортизация.

o Сокращает время формирования отчетов с нескольких дней до нескольких минут. Автоматически выгружает данные по заданным параметрам.

o Формирует карты, в том числе и находясь на объекте (обходчики вносят и получают данные моментально с помощью мобильных устройств и интернета)

o Моделирует аварийную ситуацию и находит способ локализации аварии (поиск ближайшего запорного устройства, выявление отключенных потребителей).

Дополнительные возможности ГИС теплоснабжения:

o Внедрение телеметрии и телемеханики: отображение состояния объектов на карте наряду с сетями повышает наглядность, сокращает время управленческих решений. Но главный плюс - отображение данных телеметрических приборов в одном пользовательском интерфейсе. ГИС выступает в роли интеграционной шины для внешних источников данных, представляя на выходе единообразные данные.

o Полный контроль над учетными данными: данные об эксплуатируемых объектах сосредоточены в информационных базах предприятия. При использовании ГИС как агрегатора информации, пользователю доступно полное описание каждого объекта теплоснабжения непосредственно через карту. Эти данные полезны для анализа с целью выявления нарушений и отклонений в работе объектов предприятия.