ГИС и информатизация в «Саратовводоканале»:опыт внедрения технологии CityCom

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

май 2008 г.

Работы по созданию электронной карты города ведутся в МУПП "Саратовводоканал" с 1995 года. «Электронные» планшеты М1:500 создавались в формате DWG (AutoCAD), к 2007 году специалистами водоканала было выполнено около 3000 планшетов с прорисовкой участков водопроводных и канализационных сетей, колодцев, деталировок и привязок. Созданная система «Диспетчер» удовлетворяла своих пользователей по многим показателям, над ее созданием трудилась группа квалифицированных специалистов. Но информационная система не была снабжена описанием линейно-узловой топологии графа сетей, и когда на повестке дня остро встали задачи гидравлического расчета и моделирования режимов водоснабжения города, «чисто графическая» система оказалась совершенно бесперспективной. Кроме того, система «Диспетчер» работала на базе довольно дорогого программного обеспечения AutoCAD, а для реализации дополнительных возможностей необходимо было самостоятельно разрабатывать дополнительные утилиты на «автокадовском» языке программирования LISP и использовать при этом «внешние» СУБД. Это накладывало сильные ограничения на возможности применения данного инструментария и приводило к необоснованным затратам – как экономическим, так и материальным.

Перед специалистами управления информатизации была поставлена задача создания информационной системы, которая обеспечила бы возможность полной паспортизации объектов систем водоснабжения и водоотведения на базе ГИС-представления сетей и, в дальнейшем, создания расчетной модели водопроводной сети. Было рассмотрено несколько вариантов решения поставленной проблемы, изучено специализированное программное обеспечение известных производителей – как отечественных, так и зарубежных. Основным критерием выбора инструментария была оснащенность программного обеспечения следующей минимально необходимой функциональностью:

послойное графическое представление схем сетей с привязкой к масштабному плану города и объектам городской застройки, с возможностью произвольного масштабирования;

паспортизация сетей и их объектов, паспортизация внутреннего оборудования узлов сети (колодцев, камер, источников, насосных станций, абонентов и т. п.);

развитый поисковый функционал для оперативного нахождения требуемых фрагментов сети и объектов по различным критериям;

получение справок и генерация отчетов о сетях, в том числе в виде графических запросов и различного рода параметрических раскрасок и выборок;

гидравлические расчеты водопроводных сетей;

моделирование режимов при переключениях;

выдача рекомендаций по локализации аварийных ситуаций;

открытость системы, возможность самостоятельного изменения параметров паспортов оборудования.

После тщательного изучения рынка подобного рода инструментальных систем мы решили остановиться на программном обеспечении, разработанном ИВЦ «Поток» (г. Москва). Информационно-графическая система «ГидроГраф» линейки продуктов «CityCom» позволяла решить все задачи, поставленные перед управлением информатизации МУПП "Саратовводоканал". Главное достоинство ИГС «CityCom-ГидроГраф» заключается в том, что это специализированный программный инструментарий, разработанный целевым назначением для предприятий, эксплуатирующих сети водоснабжения и водоотведения. Графическое представление схем инженерных сетей здесь используется в первую очередь для отображения результатов решения технологических задач. Система гибко настраивается на любой вид исходной документации – оперативные и эксплуатационные схемы, схемы на базе стандартных городских планшетов масштабов 1:500, 1:2000, 1:5000, условные обозначения, перечень паспортизируемых параметров и т.д. Источником актуализации графической информации может служить исполнительная документация с "привязками". «CityCom» предусматривает специальный механизм корректировки электронных планшетов на основе исполнительной документации.

ИГС «CityCom» позволяет создать базу данных по схемам сетей, плану города и всей связанной с сетью справочной информации, и на основе созданной базы данных решать множество информационных и эксплуатационных задач общего и прикладного характера.

Кроме того, технология «CityCom» позволяет реализовать механизм раздельного доступа к базам данных и схемам водопроводной сети по паролю согласно поставленным задачам и полномочиям пользователей. Специалистам, занятым вводом графической и семантической информации, система «ГидроГраф» позволяет работать параллельно и одновременно с одним планшетом, не мешая при этом друг другу, что существенно повышает производительность труда. Большим дополнительным плюсом является возможность подключения к базе данных фото- и видеоматериалов по объектам (Рис.2a). Это могут быть как данные наружного обследования, так и материалы съемок диагностики внутреннего состояния трубопроводов, что несомненно необходимо для дальнейшей работы специалистов водоканала.

Окончательное решение было принято после знакомства с состоянием внедрений «CityCom-ГидроГраф» в других водоканалах страны и получением положительных отзывов специалистов этих предприятий. В октябре 2007 года на предприятии началась работа по внедрению ИГС «ГидроГраф».

Конвертация исходных данных плана города из «автокадовского» формата в формат «CityCom» с помощью специалистов ИВЦ «Поток» не составила трудностей. Без проблем прошла и конвертация прорисованных участков водопроводной сети в специальный «черновой» слой предописания сети. Этот слой является прообразом будущей модели сети: линии участков трубопроводов уже при импорте породили перечень участков водопроводной сети в базе данных, а в точках, в которых сходятся изображения участков, сгенерированы узлы водопроводной сети «неопределенного» типа, также записанные в базу данных. В дальнейшем, классификация и идентификация этих структурных узлов выполняется пользователем вручную, после чего они становятся «колодцами», «врезками», «абонентами» и т.п. (Рис.1). Объем ручной работы по описанию и прорисовке сети при использовании такого подхода снижен как минимум на 20-30%.

Внедрение ИГС «ГидроГраф» в МУПП «Саратовводоканал» происходит очень активными темпами, но займет все же еще немало времени, ведь необходимо фактически заново описать все участки и колодцы, введя в базу данных проекта их паспортные характеристики (Рис.2). Поэтому одновременно с внедрением технологии «CityCom» и созданием информационно-расчетной модели сетей на предприятии ведется работа по инвентаризации сетей и оборудования, заполняются паспортные данные на участки трубопровода, колодцы, оборудование.

Рис. 1. Графическое представление водопроводных сетей на плане города

Рис. 2. Паспортизация сетей и потребителей водоснабжения Рис. 2a. Подключение фото- и видеоматериалов к паспортам объектов

Некоторую сложность представляла необходимость переучивания специалистов для работы в новой инструментальной пользовательской среде, тогда как они уже имели хорошие навыки работы в другой, надежной, но менее специализированной, системе. Впрочем, издержки такого рода в любом случае неминуемы, и с этим приходится мириться ради достижения искомого результата.

Нами была проведена состыковка «ГидроГрафа» с работающей в водоканале биллинговой системой и произведена привязка информации об абонентах в базе данных абонентской службы к информационно-графической системе. На основе программного обеспечения ИГС «CityCom-ГидроГраф» был создан специальный механизм автоматизированного регламентного обмена «абонентской» информацией с существующей информационной системой. Этот механизм позволяет по согласованному регламенту обновлять нагрузочные и описательные характеристики потребителей системы водоснабжения в информационной модели «CityCom-ГидроГраф» по данным биллинговой системы МУПП "Саратовводоканал". Тем самым снижаются трудозатраты на актуализацию данных, и практически исключается их рассогласованность.

Специалистами управления информатизации МУПП "Саратовводоканал" самостоятельно создан и внедрен дополнительный модуль, позволяющий, кроме технической информации, выводить в отчеты, генерируемые «ГидроГрафом», финансовые показатели из существующей биллинговой системы по расчету за услуги водоснабжения и водоотведения, причем в режиме реального времени. (Рис.3). Более того, разработан и внедрен механизм вызова непосредственно из ИГС «ГидроГраф» модулей биллинговой системы с возможностью просмотра всех содержащихся в ней данных по любому конкретному абоненту – договор, точки подключения, зоны ответственности, ежемесячные начисления и оплаты (Рис.4). Таким образом, исчезла необходимость одновременного запуска нескольких различных приложений и переключения между ними. В дальнейшем аналогичным образом будет подключены и бухгалтерские данные по основным средствам, с полным описанием их движения и ремонтов.

После полного описания водопроводной сети трех микрорайонов города внедрена подсистема «Локализация аварийного участка сети», входящая в состав комплекса «CityCom». При указании на схеме водопроводной сети одного или нескольких аварийных участков программа автоматически находит перечень ближайшей доступной запорной арматуры, которую необходимо закрыть для их локализации. Запорная арматура, помеченная как неисправная, исключается алгоритмом расчета из перечня арматуры для выработки рекомендаций по локализации аварии. В результате отработки запроса на локализацию аварийного участка результирующая локализованная область (часть сети, отключенная от водоснабжения) на схеме перекрашивается цветом выделения, что позволяет сразу визуально оценить размер отключаемого фрагмента водопроводной сети. После выполнения процедуры локализации создаются разнообразные отчеты по локализованной области: перечень отключаемых потребителей водопроводной сети, список отключенных колодцев, содержащих гидранты, общую длину и объем отключаемой сети водоснабжения (Рис.5). Все полученные результаты оказались на высоте: они соответствовали техническому заданию и полностью удовлетворили запросы и требования технических и эксплуатационных служб МУПП "Саратовводоканал".

Рис. 3. Получение справки о потребителях в здании с подключением данных из биллинговой системы

Рис. 4. Вызов биллинговой карточки абонента из интерфейса ИГС «CityCom-ГидроГраф» Рис. 5. Локализация аварийного участка в ИГС «CityCom-ГидроГраф»

В настоящее время продолжается описание водопроводно-канализационной сети г. Саратова, идет интенсивный ввод паспортных данных об объектах водоснабжения, ведутся работы по инвентаризации сети и оборудования, подготавливаются данные для осуществления гидравлических расчетов. В ближайшее время начнется внедрение подсистем «Зоны канализования» и «Повреждения», входящих с состав программного инструментария «CityCom-ГидроГраф». В перспективе - интеграция существующей в МУПП «Саратовводоканал» информационной системы учета заявок, поступающих на «горячую линию», с информационно-графической системой «ГидроГраф» с целью привязки журнала заявок к графической визуализации.