Задачи конкретного развития и проектирования инженерных сетей.

Здесь требуется проведение специальных расчетов, моделирующих процессы в сетях или в связи с ними. Эти расчеты могут быть гидродинамическими, тепловыми, прочностными, электрическими и т.д. Сложность их варьируется от простейшей арифметики до решения чрезвычайно сложных физических задач. При проведении специальных расчетов для инженерных сетей, помимо использования конкретных качественных и количественных характеристик объектов сети и их состояния, знания физической модели протекающих процессов, определенных внешних граничных условий, используется знание конкретной геометрической конфигурации сети, то есть анализируется сеть как граф.

Задачи инвентаризации объектов распределенной производственной и вспомогательной инфраструктуры предприятий инженерных сетей, ведение технической документации.

Поддерживать в актуальном состоянии и оперативно использовать графическую документацию по инженерным сетям в бумажном виде сегодня уже нереально, поэтому решение этих задач предполагает ведение и использование информационной базы по расположенным в пространстве объектам. Эта база должна содержать связанные графический и не графический компоненты и пространственный, и описательный (атрибутивный) компоненты. В качестве атрибутов графических объектов могут выступать не только их характеристики, но и их детальные чертежи, схемы.

2.5. Задачи организации и анализа обслуживания клиентов и расчетов с ними за предоставляемые ресурсы (электроэнергию, воду, газ...).

При решении этих задач необходимо вести базу данных с информацией об обслуживаемых клиентах (название организации, адрес и т.п.). Поскольку объем информации огромен, и работать непосредственно с таблицами данных неудобно, требуется отображение обслуживаемых объектов в сети на топооснове с возможностью получения информации о них.

 

Задачи оперативного диспетчерского управления в нормальном режиме эксплуатации.

При решении этих задач требуется возможность графического отображения состояния объектов сети (запорная арматура, выключатели) по данным телеметрии, отображения получаемых телеметрией с удаленных датчиков числовых характеристик состояния объектов (температура и давление в трубопроводе, падение напряжения на участке сети) и процессов, происходящих в сети. Соответственно, традиционные пульты диспетчерских с сигнальными лампочками заменяются экранами компьютеров.

Задачи оперативного реагирования на аварии и чрезвычайные ситуации, в том числе, внешние по отношению к данной конкретной инженерной сети.

Решение этих задач предполагает расчеты, связанные с моделированием распространения загрязнений в природных средах (например, при разрыве газопровода или аварии очистных сооружении на канализационной сети). В общем случае это расчеты на регулярных сетках - растре (цифровой модели рельефа и др.).

Задачи обеспечения профилактических и аварийных ремонтных работ и мониторинга состояния сетей и предотвращения аварийных ситуаций.

При решении этих задач необходимо графическое отображение инженерной сети с возможностью получения информации о состоянии любого ее объекта, даты проведения последних профилактических и ремонтных работ на нем и т.п. Кроме того, необходимо заносить в базу данных и проводить анализ информации, связанной с аварийными ремонтными работами, поступающей от обслуживаемых клиентов.

Средства AM/FM ГИС

Для обеспечения работ с графическим отображением сетей инженерных коммуникаций используются системы AM/FM (AutomaticMapping/FacilitiesManagement - Автоматизированное картографирование/Управление эксплуатацией оборудования). Но поскольку задачи проектирования и эксплуатации сетей коммуникаций связаны не только с графическим отображением схемы сети на экране монитора, системы интегрируются с геоинформационными технологиями. В настоящее время AM/FM - это самостоятельные приложения, созданные с использованием ГИС.

Нужно выделить очень удобный инструмент ArcFM, созданный компанией ESRI совместно с фирмой MinerandMiner. ArcFM является основанным на ARC/INFO приложением, которое специально разработано как полное решение для инженерных коммуникаций. Пакет ArcFM обеспечивает мощные возможности управления и редактирования данных по оборудованию и инфраструктуре коммуникаций и землепользованию, включая основное редактирование, моделирование и управление для всей системы предприятия.

Отраслевым лидером в классе продуктов AM/FM можно назвать систему FRAMME, разработанную фирмой Intergraph. Система предназначена для предприятий эксплуатации инженерных коммуникаций (водоснабжение, канализация, теплоснабжение, газоснабжение, энергоснабжение, телекоммуникации). Целью внедрения FRAMME является создание распределенной информационной системы, которая обеспечит обработку больших объемов графических и алфавитно-цифровых данных об оборудовании предприятия с одновременным доступом к этой информации пользователей компьютерной сети предприятия.

Хочется также обратить внимание на то, что на родных просторах уже "выросли", вполне сформировались и очень неплохо себя зарекомендовали несколько по-настоящему сильных коллективов-разработчиков ГИС и ГИС-приложений, в том числе систем AM/FM, причем по многим показателям их разработки превосходят западные аналоги. Например, для компаний, эксплуатирующих инженерные коммуникации, фирмой ИВЦ Поток была разработана специализированная информационно-графическая система "CityCom", которая по областям применения разбита на отдельные подсистемы: CityComИГС является основой для создания автоматизированных рабочих мест центральных и районных диспетчерских служб, службы режимов, производственно-технических отделов, для решения многих проблем проектирования сетей; ИГС "ТеплоГраф", "ГидроГраф", "ГазГраф", "ElGraph" - для паспортизации, расчетов режимов и диспетчеризации соответственно тепловых, водопроводных и канализационных, газовых и электрокабельных сетей; ИГС "AnHeat", "AnWater" - для анализа и оптимизации режимов соответственно систем теплоснабжения и водоснабжения на основе архивов измеряемых параметров и прогноза теплопотребления, водопотребления города; ИГС "HydroCalc" - для гидравлического расчета водопроводной сети с графическим представлением расчетной схемы.

Стоит отметить и интересную разработку киевской фирмы "ГеоКАД" - ГАЗКАД. Система реализована на базе AutoCAD MAP и предназначена для газовых сетей города.

 

 

Экономическая выгода

Экономическая целесообразность создания городской ГИС для инженерных коммуникаций вытекает из задач, которые могут быть решены при внедрения геоинформационных технологий в сфере инженерных сетей.

В таблице представлены расчеты, проведенные специалистами ГИС Ассоциации, на опыте г. Рязани.

Общий экономический эффект от внедрения системы составляет около 6,5-7 млн. рублей / год.

При этом следует иметь в виду следующее:

•решению об организации городской "ГИС-инженерные сети" должно предшествовать проведение анализа ситуации с обязательным выездом на место специалистов, имеющих определенный опыт работы в этой области. При этом издержки составят примерно 50-100 тыс. рублей;

•необходимы местные организационные мероприятия и воля администрации с выработкой определенных местных законодательных актов и документов. При этом рекомендуется опять же обратиться за помощью к специалистам, которые этот путь уже прошли, чтобы "не наломать дров" и не дискредитировать идею. По нашим данным, это обойдется в 250-300 тыс. рублей, с учетом постоянного сопровождения;

•необходим также определенный набор оргтехники, компьютеров и программных продуктов для создания единого информационного поля со всеми заинтересованными организациями города. Сегодня это будет стоить (цифры приблизительные): для администрации $30000, для эксплуатирующих организаций $8500, для пользователей $4500-5000;

•кадры решают все. Необходимо постоянное повышение профессионального уровня персонала.

№ п/п	Задачи	Проведенные мероприятия	Практический результат	Оценка, руб. Всего	Оценка, руб. В год
	Выявление потребностей, планирование, прогноз в области инженерного развития города.	Оцифрованные схемы магистральных инженерных сетей с нанесением атрибутивной информации.	Сокращение расходов города на развитие инженерной инфраструктуры, в микрорайоне "Дашково-Песочня".	9 млн.	1,8 млн.
	Выполнение проектных работ.	Оцифрованные схемы магистральных инженерных сетей. Оцифрованные инженерные сети в масштабе 1:500.	Сокращение расходов города в области проектирования по городским зонам перспективного строительства до 2020 года. Сокращение расходов на выполнение топографических работ.	1 млн.	0,2 млн.
	Инвентаризация земель, занимаемых инженерными сетями и сооружениями.	Оцифрованные схемы магистральных инженерных сетей.	Получение доходов. Договор на аренду земель, занимаемых воздушными сетями энерго- и теплоснабжения, принадлежащими АОЗТ "Рязаньэнерго".		0,75 млн.
	Организация обслуживания клиентов.	Оцифрованные схемы магистральных инженерных сетей. Оцифрованные инженерные сети в масштабе 1:500. Организован обмен данными с эксплуатирующими организациями в едином информационном поле.	Получение доходов. Система выдачи клиенту комплексных технических условий по инженерным сетям на объекты строительства.		0,5 млн.
	Оперативное реагирование на аварии, обеспечение профилактических и ремонтных работ, обеспечение взаимодействия с другими инженерными сетями.	Оцифрованные инженерные сети в масштабе 1:500. Организован обмен данными с эксплуатирующими организациями в едином информационном поле. Регистрация проектной и исполнительной документации по инженерным сетям.	Сокращение расходов, связанных с определением точного расположения подземных коммуникаций. Ведение дежурных планов инженерных сетей		1,0 млн.
	Обеспечение взаимодействия с другими территориальными органами управления (н-р, земельным кадастром, органами охраны окружающей среды, управлением порядка).	Организация работ с указанными службами по общей технологии в едином информационном поле.	Сокращение расходов на создание ГИС смежных подсистем.		0,5 млн.
	Мониторинг состояния сетей, анализ и предотвращение аварийных ситуаций.	Оцифрованные магистральные внутриквартальные сети. Организация работ по регистрации и квалификации разрытий с нанесением их на топооснову и последующим анализом.	Выявление неблагоприятных зон, с точки зрения размещения на них инженерных коммуникаций. Сокращение расходов на содержание коммуникаций.	30% от стоимости всех ремонтных работ, выполняемых на инженерных сетях в г. Рязани	1,5 - 2,0 млн.

 

Таким образом, проведенный анализ показывает, что внедрение ГИС-технологий и создание ГИС-систем в области инженерных коммуникаций является не только прогрессивной и социально важной задачей, но и экономически выгодным и прибыльным в рамках города мероприятием, что в перспективе создает возможность по привлечению инвестиций на реализацию проектов.

Примеры реализации ГИС инженерных систем