Размещено на http://www.allbest.ru/

ГИАС «Теплосеть» - инструмент диспетчерско-технологического и производственно-технического управления предприятием на основе применения геоинформационных технологий

И.Ю. Никольский, ведущий инженер службы автоматизации,

ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга», г. Санкт-Петербург

История создания ГИАС «Теплосеть»

На момент создания в 1993 г. предприятия «Тепловая сеть» в качестве подразделения ОАО «Ленэнерго», входящего в систему РАО «ЕЭС России», были подготовлены планы со схемами магистральных и распределительных сетей в масштабе 1:2000, на которых были отображены здания и тепловые сети, обслуживаемые предприятием. Наличие планов со схемами тепловых сетей регламентировалось правилами [1], но требования к пространственной точности, содержанию и графическому отображению объектов, данным документом не предъявлялись. Поэтому представление тепловых сетей в данном картографическом продукте существенно отличалось от требований Федеральной службы геодезии и картографии России к картографированию тепловых сетей, производимому при съемках подземных коммуникаций в масштабах от 1:500 и крупнее.

Особенностью планов со схемами тепловых сетей Санкт-Петербурга являлись:

¦ условная прямоугольная система координат, отличающаяся от местной системы координат города и от систем координат в какой-либо картографической проекции;

¦ приблизительное соответствие масштаба вдоль направления трасс тепловых сетей и не соблюдение масштаба поперек трасс (т.е. схематичное, не картографическое отображение тепловых сетей);

¦ укрупненное и детализированное отображение основных конструктивных элементов тепловых сетей, включая принципиальные схемы узловых элементов.

В дальнейшем на протяжении более 10 лет изменения в схемах тепловых сетей вносились в оригинальные планы на лавсановой пленке и тиражировались методом светового копирования для использования в различных подразделениях предприятия.

При переходе предприятия «Тепловая сеть» в состав Невского филиала ОАО «ТГК-1» была поставлена задача создания геоинформационной системы тепловых сетей (ГИС ТС), основным исходным материалом для которой являлись существующие планы со схемами в масштабе 1:2000.

Следует отметить, что возможности «ручного» исправления планов на пленке изначально были существенно ограничены, в связи с необходимостью большого количества исправлений и относительно небольшой площадью планов, что, в частности, выразилось в значительном количестве выносок со схемами узлов и пропуске многих «второстепенных» элементов тепловых сетей, для которых на пленке просто не было места. В цифровом (электронном) представлении схем тепловых сетей (рис. 1) эти недостатки были устранены, также была создана унифицированная система условных обозначений и разработан инструментарий редактирования цифровых схем тепловых сетей.

В процессе создания ГИС ТС специалистами предприятия был выполнен значительный объем работ по уточнению данных, поскольку ранее далеко не все детали изменений конструктивных особенностей тепловых сетей и принципиальных схем попадали в обновляемые планы - большинство таких изменений, особенно выполненных в процессе аварийных работ, наносились на копии планов в эксплуатационных районах и не попадали в ежегодно обновляемый тираж планов. Кроме того, все планы были приведены к местной системе координат Санкт-Петербурга, а положение осевых линий тепловых трасс уточнялось по данным детальной тепловой аэросъемки. тепловой сеть информационный трубопровод

Из-за большого объема рутинной работы, связанной как с объективными трудностями в работе операторов по оцифровке, так и сбором и уточнением данных, процесс создания и, особенно, внедрения ГИС ТС растянулся на несколько лет. В результате этап технической паспортизации тепловых сетей, т.е. создание не только цифрового графического представления тепловых сетей, но и заполнение атрибутов базы данных по техническим параметрам, был завершен лишь к 2010 г

В то же время, на фоне значительного износа трубопроводов вследствие неблагоприятных условий среды, длительного срока службы многих трубопроводов, быстрых темпов нового строительства в Санкт-Петербурге, предприятие столкнулось с трудностями по формированию и обоснованию краткосрочных и долгосрочных планов работ по капитальному ремонту, строительству и реконструкции трубопроводов.

Для решения этой задачи целесообразно использовать геоинформационные технологии, поскольку тепловые сети предприятия имеют значительную протяженность, непростую конфигурацию, что, в свою очередь, осложняется включением в единый технологический комплекс участков сетей, обслуживаемых другими организациями, и изменчивыми условиями самой городской среды: неравномерность застройки, наличие/отсутствие смежных инженерных коммуникаций, изменчивость других факторов, влияющих на коррозионную активность грунта и, соответственно, на темпы износа трубопроводов. Поэтому в 2007-2008 гг. была разработана информационно-аналитическая система оценки эксплуатационного ресурса трубопроводов (ИАС ОЭРТ).

В первоначальной постановке задачи ИАС ОЭРТ предназначалась преимущественно для использования в одном подразделении - службе диагностики и электрохимической защиты, как инструмент для регистрации и географического анализа выявленных повреждений на тепловых сетях. Кроме того, система была дополнена другими сервисными функциями, необходимыми для ежедневной работы данного подразделения, и сложными экспертно-ориентированными алгоритмами оценки повреждаемости тепловых сетей и определения оптимальной последовательности вывода участков тепловых сетей в капитальный ремонт или реконструкцию [2]. Система была с успехом использована для формирования программ ремонтов тепловых сетей на 2008- 2010 гг. и для долгосрочного планирования.

Важной отличительной особенностью ИАС ОЭРТ по сравнению с ГИС ТС являлась простота работы с программным продуктом (как по функциям, так и по скорости обработки и доступа к данным) и наличие способов массового ввода технических параметров тепловых сетей (год прокладки трубопроводов, диаметр, тип изоляции и др.), что в целом существенно ускорило заполнение базы данных.

В результате проведенных разработок, описанных выше, на предприятии на начало 2010 г функционировали два ГИС-ориентированных продукта, частично дублирующие функции и данные, но при этом взаимно дополняющие друг друга. Поэтому было принято решение на базе ИАС ОЭРТ начиная с 2011 г. развивать один сквозной для всех подразделений ГИС-ориентированный продукт - географическую информационную автоматизированную систему (ГИАС) «Теплосеть», - включив в него возможность работы со схемами тепловых сетей.

Модели тепловых сетей, используемые в ГИАС «Теплосеть»

ГИАС «Теплосеть» состоит из трех программных модулей:

¦ модуль администрирования;

¦ «настольное» (desktop) приложение, с помощью которого реализуются автоматизированные рабочие места (АРМ) различного прикладного назначения;

¦ web-приложение, доступное во внутренней (интранет (intranet)) сети предприятия.

Все три типа приложений подключаются к единой базе данных и, соответственно, к ЦПМ ТТ и цифровой карте Санкт-Петербурга, и включают в себя минимальный набор одинаковых базовых функций, заключающихся в отображении данных, навигации по «дереву» тепловых трасс и поиска зданий по их городскому адресу. Наборы функций для решения задач, относящихся к специфике производства теплоснабжающих предприятий, реализованы на базе desktop-приложения в виде совокупности АРМ сотрудников соответствующих подразделений.

В настоящий момент в ГИАС «Теплосеть» реализованы следующие типы АРМ:

¦ ведение реестра тепловых сетей и технической базы данных по строительным параметрам трубопроводов, включая редактирование ЦПМ ТТ, - для производственно-технического отдела (ПТО);

¦ регистрация и анализ дефектов трубопроводов, включая телеметрический контроль состояния систем оперативного дистанционного контроля и электрохимической защиты - для службы диагностики;

¦ диспетчеризация внутриквартальных вводов, анализ последствий отключений трубопроводов и ведение базы данных по абонентам - для центральной диспетчерской службы и диспетчерских служб эксплуатационных районов;

¦ автоматизированное формирование моделей для гидравлических расчетов - для группы режимов;

¦ оценка эксплуатационного ресурса трубопроводов - для ПТО;

¦ формирование инвентарных номеров для бухгалтерского учета - для ПТО.

ГИАС «Теплосеть» обеспечивает дополнительный интерфейс пользователя для каждого типа АРМ и позволяет гибко регулировать доступ к тому или иному интерфейсу, а также к группам данных и «характеристик» ЦПМ ТТ (набор классов которых постепенно увеличивается) за счет установки прав доступа, что позволяет комфортно и просто работать специалистам со значительными объемами данных, объединяемых в системе. Система автоматически распознает пользователя при запуске, включая его принадлежность к подразделению, за счет сквозной идентификации всех сотрудников предприятия.

Интерфейс пользователя включает в себя не только наборы пунктов меню, кнопок на панели инструментов окна приложения и специфических программных диалогов, но и способы представления одних и тех же данных, прежде всего ЦПМ ТТ. Например, в модуле «Диспетчеризация» модель отображается как двухтрубная, а в модуле «Анализ повреждаемости» как однолинейная трасса.

Упрощенно организационная схема работы с ГИАС представлена на рис. 4.

Помимо специфических модулей все АРМ на базе desktop-приложения включают в себя возможность выполнения аналитических запросов и статистических расчетов, связанных с технической базой данных ЦПМ ТТ, а также дополнительный «пакет» навигации, который незаменим, например, в работе специалистов отдела капитального строительства или руководителей предприятия, т.е. под каждую конкретную задачу настраивается свой «образ», вызываемый из простого диалога за считанные секунды - наборы данных со специфическим оформлением.

Кроме вышеуказанных подразделений, структурно объединяемых в производственный блок предприятия, доступ к информации о расположении тепловых сетей на карте города, «дереву» и соответственно реестру сетей необходим в работе сотрудников многих других подразделений. Поэтому ГИАС «Теплосеть» носит универсальный характер и потребность других подразделений в информации обеспечивается двумя способами: непосредственным использованием web-приложения и автоматической трансляцией данных из ГИАС в систему технологического управления, систему расчетов с потребителями и систему материально-производственного учета.

Web-приложение обеспечивает доступ к актуальной модели ЦПМ ТТ на карте города, включающей в себя все основные элементы тепловых сетей и их основные технические характеристики. Наиболее часто используемые статистические запросы также реализованы в web-приложении.

Модуль администрирования используется в службе автоматизации, имеющей в штате ГИС- специалиста, в двух направлениях:

¦ управление правами доступа и «ролями» пользователей, формирование наборов данных и модификация структуры описательных характеристик, системами отображения данных, контроля целостности данных и выявления или исправления ошибок, допущенных прикладными пользователями;

¦ интеграция специфического функционала, разработанного для ГИАС (анализ и обработка данных, подготовка отчетов любой сложности, преобразование данных и их экспорт в другие информационные системы для обмена).

Выводы

Несмотря на высокую оценку разработок известных российских компаний, специализирующихся на решении специфических задач теплоснабжения, мы считаем, что для крупных теплосетевых организаций целесообразно использование геоинформационных продуктов, охватывающих все подразделения предприятия и обеспечивающих единую информационную среду, как для обеспечения производственного процесса, так и организационно-экономических задач. Даже простой геоинформационный сервис при грамотном внедрении (т.е. с учетом методической помощи персоналу и разработки регламентов использования программных продуктов) позволит более качественно организовать производственный процесс, во-первых, за счет создания единой информационной среды на каждом рабочем месте, оснащенном персональным компьютером, во-вторых, за счет быстроты доступа к данным, необходимым для работы и, в-третьих, за счет быстрого «понимания» данных благодаря их графической визуализации и связей с другими данными.

Использование технологий ГИС в качестве основы информационной и автоматизированной системы необходимо и обязательно для предприятий, эксплуатирующих протяженные инженерные коммуникации, в связи с большим значением «пространственного» аспекта многих производственных процессов, начиная от оптимизации управления аварийными бригадами, когда диспетчеру необходимо оценивать их текущее местоположение, и заканчивая контролем технических паспортов тепловых сетей, когда возможные ошибки оператора при вводе данных по длинам трубопроводов из исполнительной документации могут контролироваться по метрическим свойствам трубопроводов, полученных, например, по данным тепловой аэрофотосъемки.

В настоящий момент ГИАС «Теплосеть» предприятия - это необходимый инструмент для однозначного и не противоречивого ведения единого реестра названий и городских адресов потребителей и универсальная система «верхнего» уровня автоматизации, обеспечивающая сопоставление и визуализацию данных из разных источников: вводимых в плановом порядке специалистами ПТО, получаемых оперативно с помощью систем телеметрического сбора информации или ввода аварийных заявок диспетчером.

Литература

1. РД 34.20.501-95. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации.

2. Рожков Р.Ю., Хотяков В.В., Хейфец А.И. Планирование капитального ремонта на тепловых сетях// Новости теплоснабжения. № 10. 2008. С. 33-36.

Размещено на Allbest.ru