Створення і використання ГІС для автоматизації управління та експлуатації об'єктів житлово-комунального господарства та промисловості

Размещено на http://www.allbest.ru/

житловий комунальний господарство технологія

Стаття з теми:

Створення і використання ГIС для автоматизації управління та експлуатації об'єктів житлово-комунального господарства та промисловості

Кізєєв М. Д., к. т. н., доцент, Швороб С. В., інженер (Національний університет водного господарства та природокористування, м. Рівне)

Описується спосіб автоматизації паспортизації об'єктів житлово-комунального господарства (ЖКГ) населених пунктів і підприємств.

Наведені приклади автоматизованих систем управління (АСУ) об'єктами ЖКГ для населених пунктів і підприємств на основі ГІС-технологій.

The passportization automatization method of housing and communal service objects has been described. The examples of creation automated systems of housing and communal service objects managing for settlements and enterprises on the basis of GIS-technologies are resulted.

Підприємства ЖКГ - це складні об'єкти управління з багатофункціональною територіальною і господарською інфраструктурою. Ефективно і оперативно керувати такими об'єктами без допомоги сучасних інформаційних технологій неможливо. Одними із найскладніших в інфраструктурі ЖКГ населених пунктів і підприємств є інженерні мережі. У зв'язку з тим, що графічно-інформаційні системи (ГІС) є системами, які об'єднують просторову і семантичну інформацію, вони є вдалим рішенням для створення АСУ і експлуатації об'єктів ЖКГ та промислових підприємств, які займають велику територію з великою кількістю різноманітних комунікацій. В умовах реформування ЖКГ України, впровадження нових, сучасних інформаційних технологій в практику експлуатації інженерних мереж, споруд, управління об'єктами ЖКГ є дуже актуальною задачею, вирішення якої значно покращить ефективність і правильність управлінських заходів, прискорить ліквідацію аварій, дозволить моделювати і аналізувати різноманітні ситуації в ході експлуатації об'єктів ЖКГ.

В даний час існують ГІС, які виконують функції АСУ, як в галузі ЖКГ населених пунктів, так і на підприємствах. Принципи розроблення і використання спеціалізованих ГІС в ЖКГ і на виробничих підприємствах описані в цілому ряді публікацій [1-3].

Аналізуючи проблеми і результати, які описані в цих роботах, треба відзначити наступне:

- існуючі ГІС універсального характеру провідних виробників програмного забезпечення ArcInfo, ArcView і ArcEditor (ESRI), AutoCAD® Map 3D (Autodesk), MapInfo (MapInfo Corporation) та інших досить важко адаптувати до специфічних задач управління і експлуатації об'єктів ЖКГ. Вартість ліцензійних програм дуже висока, а для їх ефективного використання необхідно розробляти спеціальні програмні додатки;

- найбільш популярними і вдалими, на теренах СНГ, виявилися спеціалізовані розробки ГІС, які враховують потреби і особливості функціонування об'єктів ЖКГ: „Zulu” («Политерм», м. С.-Петербург), „CityCom” (ИВЦ «Поток», м. Москва) [1] і „Геосеть” (СПКБ АСУВ, м. Харків);

- вказані спеціалізовані ГІС і АСУ розроблені і використовуються для крупних населених пунктів (міст), містять багато компонентів, які дуже рідко використовуються, відносно складні у використанні і значно здорожчують програмні комплекси, що робить неможливим використання їх для невеликих населених пунктів та підприємств.

В даній статті описується варіант створення і використання спеціалізованої і недорогої АСУ для ЖКГ невеликих населених пунктів і підприємств на основі ГІС-технологій, з мінімально необхідним набором функціональних можливостей для вирішення основних задач управління і експлуатації об'єктів ЖКГ і промисловості.

Одним з головних завдань, які доводиться вирішувати при експлуатації об'єктів ЖКГ та інших підприємств, є обстеження технічного стану і паспортизації будівель, споруд і мереж. Під час обстежень і проведення паспортизації отримується велика кількість інформації, яка крім використання за основним призначенням - надання відомостей про стан, вартість, технічні характеристики тощо, може бути використана і з іншою метою, наприклад, для аналізу різноманітних ситуацій, моделювання технологічних та інформаційних процесів, нештатних ситуацій, прийняття управлінських рішень. Тому, автоматизацію управління і експлуатації вказаними об'єктами доцільно починати з цього напрямку.

В науково-дослідному виробничому бізнес-центрі (НДВБЦ) Національного університету водного господарства та природокористування (НУВГП) з 2000 року розробляються і впроваджуються ряд ГІС, які створюються на основі результатів обстежень і паспортизації різноманітних об'єктів ЖКГ і промисловості. Серед них можна назвати: ГІС системи водопостачання м. Червонограда Львівської обл. - ГІС “Червоноград”, ГІС системи каналізації м. Рівне - ГІС „Водоканал”; ГІС основних об'єктів комунального теплопостачаючого підприємства (КТП) “Комуненергія” (м. Рівне) - ГІС “Тепло”, ГІС інфраструктури НУВГП - ГІС "Університет", а також ГІС систем ВіВ двох лінійно-виробничих диспетчерських станцій (ЛВДС) дочірнього підприємства (ДП) „Прикарпатзахідтранс” (м. Рівне) - ГІС “ЛВДС-5С” та ГІС „ЛВДС Новоград-Волинський” тощо.

ГІС “Червоноград” містить інформацію про стан більше ніж 350 водопровідних колодязів і декілька км водопровідних мереж нової частини міста. Інформація про колодязі, матеріали і діаметри труб внесена в базу даних під час проведення обстеження і паспортизації, а також з матеріалів Червоноградського ВУВКГ.

ГІС системи каналізації м. Рівне - ГІС „Водоканал” була розроблена на основі вивчення і аналізу документації Рівненського обласного виробничого комунального підприємства водопровідно-каналізаційного господарства „Рівнеоблводоканал” по основних каналізаційних колекторах, каналізаційних насосних станцій і каналізаційним очисним спорудам (КОС) м. Рівне в ході обстеження системи каналізації і КОС з метою реконструкції.

ГІС основних об'єктів (котелень і центральних теплових пунктів) КТП “Комуненергія” - ГІС “Тепло” була розроблена на основі аналізу документації, що була надана адміністрацією КТП, з метою прийняття рішень з реконструкції системи теплопостачання м. Рівне і містить інформацію про розташування всіх котелень і центральних теплових пунктів з розподілом їх по дільницях. Введення в експлуатацію ТЕЦ на вул. Кн. Володимира змусило керівництво КТП шукати шляхи оптимального використання нових потужностей. А це можливе лише на основі аналізу існуючого трасування і стану теплових мереж, розташування і потужностей котелень, доцільності використання ЦТП тощо. В базу даних ГІС „Тепло” занесена інформація про 38 котелень і 80 ЦТП.

В якості графічної підоснови для ГІС „Водоканал” і „Тепло” використана схема м. Рівне в масштабі 1:15000. Обидві ГІС дозволяють по розташованому на схемі об'єкту отримати всю інформацію з електронного паспорту і навпаки, по інформації з бази даних знайти об'єкт на схемі.

Розробка частини наведених вище ГІС припинялося на стадії пілотних проектів. Це пов'язано з тим, що розроблення повноцінної ГІС або АСУ для конкретного замовника вимагає значних людських і матеріальних ресурсів і відповідно коштує. В зв'язку із незадовільним фінансовим становищем організацій галузі ЖКГ, більшість з них неспроможні фінансувати такі роботи. Крім того, нажаль не всі керівники організацій ЖКГ і підприємств уявляють можливості сучасних програмних засобів, не усвідомлюють необхідності переходу на нові методи управління і експлуатації.

НУВГП також відноситься до крупних і складних об'єктів управління з розгалуженою територіальною та господарською інфраструктурою. Враховуючи велику територію і складність зв'язків між елементами інфраструктури, цей комплекс можна розглядати як ГІС. У підпорядкуванні адміністрації НУВГП знаходяться будівлі, споруди і мережі, що розташовані на різних земельних ділянках.

Графічною основою для ГІС "Університет" є генплани земельних ділянок.

Інформаційним ядром ГІС є бази даних, які містять відомості про земельні ділянки, будівлі, споруди і мережі.

Впровадження ГІС "Університет" [4] забезпечить керівництво університету та його підрозділів інформацією про стан університетського середовища - навчальних, житлових, виробничих зон, систем інженерного устаткування і підвищить степінь керованості суб'єктами господарювання.

Рис. 1 - Приклад інтерфейсу ГІС „Університет”

ГІС “Університет” вже впроваджена в навчальний процес на факультеті будівництва і архітектури та факультеті водного господарства шляхом проведення лабораторних робіт з дисциплін „Інформаційні системи в будівництві”, „Комп'ютерні технології в містобудуванні”, „Міські інженерні мережі”, САПР, „Організація і технологія проектування систем ТГВ” тощо зі студентами спеціальностей МБГ, ПЦБ, ВіВ і ТГВ.

Розробляється WEB-версія ГІС „Університет”, яка надасть можливість мати доступ до бази даних системи використовуючи будь-який веб-браузер, без встановлення додаткового програмного забезпечення.

Отримавши необхідний досвід при створенні ГІС “Університет” та попередніх ГІС, в НДВБЦ НУВГП були розроблені програмні комплекси для експлуатації водопровідно-каналізаційного господарства (ВКГ) „ЛВДС-5С” (с. м. т. Смига, Рівненської обл.) та „ЛВДС Новоград-Волинський” ДП „Прикарпатзахідтранс”, які містять інформацію про результати обстеження і паспортизації систем ВіВ вказаних підприємств [5].

ДП „Прикарпатзахідтранс” має на теренах України ряд станцій перекачування нафтопродуктів, для яких дуже важливо мати повне уявлення про стан споруд і мереж систем ВіВ (особливо протипожежного водопроводу і споруд пов'язаних з ним). Споруди і мережі ВіВ грають дуже важливу роль у функціонуванні вказаних об'єктів, забезпечуючи технологічний процес, пожежну, санітарну і екологічну безпеку підприємств.

Програмними комплексами паспортизації ВКГ “ЛВДС-5С” та „ЛВДС Новоград-Волинський” передбачена реалізація таких задач:

- введення і корегування інформації в базі даних (електронному паспорті) об'єкта за результатами технічного обстеження і паспортизації;

- графічне представлення системи ВіВ на генплані підприємства;

- “прив'язка” паспорта об'єкта до його зображення на генплані;

- введення і корегування об'єктів системи ВіВ підприємства (ділянок мереж, колодязів, запірної арматури тощо) на генеральному плані;

- отримання паспортів об'єктів системи ВіВ в форматі RTF.

Таким чином, АСУ ВіВ “ЛВДС-5С” та „ЛВДС Новоград-Волинський” дозволять виконувати швидкий і зручний пошук потрібних об'єктів і елементів систем ВКГ даних підприємств, перегляд даних по них, отримувати документацію з паспортизації в електронному і звичайному вигляді.

Графічною основою для ГІС "ЛВДС-5С" і „ЛВДС Новоград-Волинський” є генплани підприємств з розташованими на них будівлями, спорудами та мережами ВіВ (рис. 2). Інформаційним ядром ГІС є бази даних, які містять відомості про будівлі, споруди і мережі.

Рис. 2 - Приклад інтерфейсу ГІС „ЛВДС-5С”

Одним з напрямів використання даних ГІС є створення на їх основі АСУ інженерними мережами, основними завданнями яких є паспортизація систем водопостачання і водовідведення “ЛВДС_5С” та „ЛВДС Новоград-Волинський”. У системах можна одержати дані про колодязі і ділянки мереж, а також показати їх на генплані або навпаки, для вибраного на генплані об'єкту навести дані про нього.

Всі вказані програмні комплекси реалізовані за допомогою середовища Borland Delphi. Бази даних комплексів працюють під управлінням СУБД Firebird, що вільно розповсюджується. Графічна інформація зберігається у власному форматі GGF, який може бути імпортований з формату DXF, що підтримується майже всіма CAD_програмами. Це дає можливість використовувати вже векторизовані в інших програмах генплани та інші креслення. Для редагування графічної інформації використовується вбудований власний векторний графічний редактор, що дозволяє відмовитись від використання на робочих місцях АСУ дорогих систем проектування (AutoCAD та інших). Є можливість виведення графічної інформації на друк та конвертації семантичної інформації у формат RTF. Реалізована функція аналізу топології мереж для знаходження колодязів і запірної арматури, що локалізує необхідну (аварійну) ділянку для ліквідації аварії (рис. 3).

Рис. 3 - Приклад аналізу топології водопровідної мережі (виділені ділянки, що відключаються, вказані колодязі і засувки для відключення)

Програмні комплекси ГІС „ЛВДС-5С” та „ЛВДС Новоград-Волинський” передані ДП „Прикарпатзахідтранс” як програмний продукт на CD, на якому знаходиться інсталяція програми та інструкція по роботі з нею для навчання персоналу ЛВДС і керівництва ДП „Прикарпатзахідтранс” - „Керівництво користувача”. Інструкція розроблена в друкованому і в електронному вигляді в форматах PDF та CHM (рис. 4).

Рис. 4 - Фрагмент інструкції в електронному вигляді в форматі CHM

Розроблені в НДВБЦ НУВГП ГІС дозволять працівникам ДП “Прикарпатзахідтранс” оперативно провести паспортизацію систем ВіВ своїх об'єктів, зекономити значні кошти за рахунок зменшення кількості виїздів на об'єкти для отримання необхідної інформації і прискорення її пошуку.

Література

1. Вайсфельд В. А., Ексаев А. Р. Геоинформационные технологии и городские инженерные сети - основные принципы интеграции // Информационный бюллетень ГИС-ассоциации. - 1997. № 1(8). - с. 26-27.

2. Крисенко С. В., Крисенко М. В. Шляхи та проблеми впровадження ГІС в управлінні інженерними комунікаціями міста.//Містобудування та терит. планув. - 2005. - Вип. 22. - с. 145-154.

3. Стадников В. В., Шпилевой А. А. Применение геоинформационных технологий в городском электроосветительном хозяйстве. ARCREVIEW, 2006 №3(38), с. 23.

4. Кізєєв М. Д., Швороб С. В. Створення географічно-інформаційної системи "Університет" для експлуатації та управління інфраструктурою УДУВГП // Вісник РДТУ вип. 3 (16), Збірник наукових праць "Технічні науки. Сільськогосподарські науки”, Рівне, Видавництво РДТУ, 2002. - с. 271 - 282.

5. Кізєєв М. Д., Швороб С. В. Створення ГІС для автоматизації управління та експлуатації об'єктів водопровідно-каналізаційного господарства. Таврійський науковий вісник: Збірник наукових праць ХДАУ. Вип. 45.- Херсон: Айлант, 2006. - с. 98-103.

Размещено на Allbest.ru