ГИС и информатизация в «Саратовводоканале»:успех и развитие CityCom

С.А. Николаев,
начальник управления информатизации
МУПП "Саратовводоканал", г. Саратов

февраль 2009 
 

Некоторое время назад мы рассказывали о начальных этапах внедрения в МУПП «Саратовводоканал» комплексной информационно-графической системы на базе инструментальных средств «CityCom-ГидроГраф» (разработка ИВЦ «Поток», г. Москва) и о первых результатах этой работы (см. статью "ГИС и информатизация в «Саратовводоканале»: опыт внедрения технологии CityCom", май 2008). Судя по откликам, этот опыт вызвал большой интерес со стороны заинтересованных специалистов и руководителей ЖКХ. Учитывая очевидную потребность наших коллег по отрасли в подобной практической информации, мы продолжаем публикацию материалов об опыте МУПП «Саратовводоканал» в данном направлении и текущих результатах внедрения комплексной информационной системы предприятия.

После успешного начала внедрения в МУПП «Саратовводоканал» информационно-графической системы (ИГС) «CityCom-ГидроГраф» прошло немногим более года. За это время сотрудники Управления информатизации перенесли в ИГС графическое представление водопроводных и канализационных (ВиК) сетей большей части города, подготовив платформу для электронной паспортизации объектов ВКХ. Специалисты Управления технической инвентаризации провели обследование объектов сетей и подготовили технические паспорта на занесенные в информационную систему объекты: участки трубопроводов, колодцы, домовые вводы. С целью выяснения реального местоположения старых или бесхозных сетей и внесения изменений в схему коммуникаций производилась трассировка сетей на плане. Информация в системе накапливалась очень быстро, и пришло время внедрять новые модули и подсистемы для содержательной обработки накопленных массивов данных.

Ведение архива повреждаемости

Быстро и без затруднений было проведено внедрение подсистемы «Повреждения», разработанной ИВЦ «Поток» на платформе «CityCom-ГидроГраф». Эта подсистема предназначена для ведения и обработки архива повреждаемости ВиК-сетей.

Каждая запись журнала повреждений связана с конкретным участком или узлом сети, изображенным на схеме. При формировании новой записи поврежденный участок (узел) может быть найден и выбран на графическом представлении сети с помощью удобного поискового функционала. Паспортные данные поврежденного участка или узла автоматически попадают в журнал повреждений из базы данных инвентаризации. По каждому повреждению в журнал заносятся данные, описывающие как характер самого повреждения, так и сведения о моментах обнаружения и ликвидации. Состояние повреждений отслеживаются и, по мере ликвидации повреждений, записи раскрашиваются различным цветом для простоты и удобства визуального восприятия (Рис.1).

Виды повреждений, аварий и неисправностей классифицированы; это значительно упрощает ввод информации и, что гораздо важнее, дает возможность вести подробную статистическую отчетность в различных разрезах (Рис.2).

Развитая функция критериального поиска объектов с возможностью включения пространственных запросов и фильтрации по временному диапазону позволяет быстро локализовать на карте города любое зарегистрированное ранее повреждение, с учетом его текущего состояния (Рис.3). При необходимости места повреждений изображаются на графическом представлении сети специальными символами, что обеспечивает визуальную оценку их территориального местонахождения.

Отчеты о состоянии сетей и повреждениях можно получить по самым разнообразным критериям: по городу, району, отдельно взятой графической области или по одной улице – за любой период времени. С накоплением архивной информации можно легко получать отчеты о самых проблемных участках сети, что значительно облегчает процесс составления плана перекладки сетей.

Просто решается и обратная задача: выбрав определенный участок или фрагмент сети, можно моментально получить справку о том, когда и какие на этом фрагменте сети имели место аварии, повреждения или неисправности. Нет необходимости поднимать старые бумажные отчеты и справки – вся информация, что называется, «под рукой».

Очень немаловажной и привлекательной особенностью подсистемы оказалось то, что при вводе информации по повреждениям вовсе не обязательно, чтобы были нанесены и описаны полностью все сети города. Благодаря наличию адресуемого плана города легко локализовать местоположение нужного участка (или колодца), описать только его, и данное повреждение уже будет учитываться во всех отчетах и справках.

Рис. 2. Отчеты о повреждаемости сетей Рис. 3. Поиск на схеме зарегистрированного повреждения

 
Гидравлическое моделирование и анализ режимов

Параллельно с внедрением подсистемы «Повреждения» в МУПП «Саратовводоканал» началось внедрение одной из главных задач всего комплекса – подсистемы расчета гидравлического режима водопроводной сети («Гидравлика»). Значение гидравлических расчетов и моделирования режимов для эксплуатации систем водоснабжения города объяснять не надо – это очевидно. Анализ текущего гидравлического режима, моделирование аварийных ситуаций, анализ и сравнение различных вариантов реконструкции водопроводных сети – все опирается на расчет гидравлики и многовариантное моделирование.

В качестве тестового фрагмента при внедрении подсистемы «Гидравлика» приняли зону действия насосной станции, обеспечивающей водоснабжение небольшого микрорайона. Вся водопроводная сеть в зоне действия этой станции была проверена и описана, оборудование паспортизировано. Благодаря наличию связи ИГС «CityCom-ГидроГраф» с действующей на предприятии биллинговой системой и прямому обмену информацией о потреблении абонентами воды, не пришлось заносить данные по каждому абоненту – сведения о режимах водопотребления абонентов поступают в расчетную модель автоматизированно. Поскольку все необходимые для расчетов характеристики самих сетей были уже описаны в процессе паспортизации, то необходимо было ввести лишь параметры работы станции: характеристики насосных агрегатов и алгоритм работы. Итог расчета оказался потрясающим: при сравнении полученных в результате расчета параметров гидравлического режима с замерами давления в контрольных точках было отмечено высокое совпадение компьютерного моделирования с практической манометрической съемкой в заданных условиях работы сети.

Для более тщательной проверки адекватности расчетов выбрали другую насосную станцию большей производительности, в зоне действия которой имелись участки с большим перепадом высот, старыми трубами и крупными потребителями. И вновь, благодаря полно и правильно описанным объектам и наличию прямой связи с данными о водопотреблении из биллинговой системы, результат оказался достоверным.

Любое переключение, выполненное на компьютерной модели «CityCom-ГидроГраф», влечет за собой автоматическое выполнение гидравлического расчета с учетом новых условий, и, таким образом, в любой момент времени пользователь наблюдает на мониторе гидравлический режим, который соответствует текущему состоянию запорно-регулирующей арматуры и насосных агрегатов на схеме водопроводной сети. При этом все действия по расчету и моделированию режимов производятся на специально создаваемых модельных базах, исходно содержащих точную копию «контрольной» базы данных описания сети. Это исключает искажение паспортных данных в информационно-графической системе, не внося путаницы в текущую работу.

Для анализа расчетного гидравлического режима в ИГС «CityCom-ГидроГраф» существует большое количество удобных средств: критериальные раскраски, графические выделения, расстановка стрелок по направлению движения воды по трубопроводам, произвольные табличные отчеты. Одним из важнейших аналитических инструментов является возможность построения пьезометрических графиков. Пьезометр представляет собой графический документ, на котором изображена линия давления в трубопроводах водопроводной сети, а также профиль рельефа местности вдоль определенного пути, соединяющего между собой два произвольных узла водопроводной сети по неразрывному потоку воды (Рис.4).

Непосредственное участие в проведении расчета и проверки результатов принимали сотрудники отдела режимов и производственного контроля. Именно они дали заключение о соответствии подсистемы «Гидравлика» ИГС «CityCom-ГидроГраф» поставленным задачам и приняли ее в эксплуатацию.

С появлением инструмента моделирования гидравлических режимов мы получили возможность загодя иметь точные и обоснованные ответы на вопросы о том, как отреагирует система водоснабжения на те или иные воздействия – как оперативного характера (переключения, ограничения нагрузок, локализация аварий), так и в части модернизации и развития (замена труб на другие диаметры, замена насосных агрегатов или их характеристик, изменение нагрузок или присоединение новых потребителей, и.т.п).

 
Интеграция данных

Очень важным обстоятельством представляется то, что описанные здесь подсистемы не являются «отдельными программами», и не порождают дублирования массивов информации в виде специфических, предназначенных исключительно для них, наборов данных. Они интегрированы в комплексную систему, объединяющую в себе как ГИС-компоненту, так и базу данных полного семантического описания всех объектов системы водоснабжения. Более того, как мы уже писали ранее, специалистам Управления информатизации МУПП «Саратовводоканал» удалось при поддержке разработчиков полностью интегрировать «CityCom-ГидроГраф» с другими корпоративными информационными системами предприятия, в первую очередь – биллинговой и ERP системами. Таким образом, организовано единое информационное пространство, в котором дублирование информации сведено к минимуму, а ее достоверность и контролируемость повышена в разы.

Для специалистов МУПП «Саратовводоканал» уже стало вполне очевидно, что IT-стратегия, направленная на внедрение технологии CityCom в комплексе с другими средствами информатизации водоканала, полностью себя оправдывает. Процесс управления эксплуатацией систем водоснабжения и водоотведения города поднимается на качественно новый уровень, полностью соответствующий задачам, диктуемым современной динамикой развития и усложнения городской инфраструктуры.