ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ ГОРОДА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ

В данной статье рассматриваются основные отличительные черты организации системы водоотведения крупного мегаполиса, модели представления системы водоотведения в современных информационных системах и характеристика автоматизации системы водоснабжения МУП «Уфаводоканал». Подробно описываются преимущества использования технологий информационного моделирования объектов водоснабжения и водоотведения в ГИС в рациональном планировании, а также приводится пример автоматизации и описание её реализации с применением описанных технологий.

В каждом городе России водопроводно-канализационное хозяйство находится под управлением организации, входящей в Группу компаний «РОСВОДОКАНАЛ», основная сфера деятельности которой - снабжение питьевой водой населения и промышленных предприятий в городе и близлежащих районах. В функции предприятия входят очистка воды и ее транспортировка по водопроводным сетям, отведению стоков, строительство и техническое обслуживание водопроводно-канализационных объектов.

Быстрое развитие информационных технологий позволяет все большему количеству людей применять вычислительную технику в сфере своей профессиональной деятельности. Одним из основных направлений применения информационных систем являются задачи оперативного управления.

Роль муниципальной ГИС для предприятий, эксплуатирующих инженерные коммуникации, трудно переоценить. В настоящий момент современное программное обеспечение позволяет решать широчайший спектр задач в области управления городскими инженерными сетями и получать ощутимый экономический эффект от внедрения ГИС-технологий.

1.Организация системы водоотведения крупного мегаполиса

Система водоснабжения и водоотведения любого большого города - сложный комплекс инженерных объектов, в который входят напорные и самотечные сети, водопроводные и насосные станции, очистные сооружения. Основными стратегическими направлениями работы МУП «Уфаводоканал» в последние годы были строительство новых сетей, планомерная замена изношенных трубопроводов и аварийно-ремонтные работы. Принятые решения по реорганизации производственных процессов, совершенствованию системы учета и контроля, оптимизации распределения средств позволили предприятию не только решать задачи по увеличению объемов капитального строительства и реконструкции, но и, как результат, решить проблему дефицита питьевой воды, централизованного сбора и транспортировки сточных вод на очистные сооружения канализации в городе с населением более 1 млн человек.

Основной задачей сейчас является не только улучшение качества услуг водоснабжения и водоотведения, предоставляемых потребителям, но и на базе внедрения современных технологий, оптимизация экономических решений при модернизации и эксплуатации водопроводно-канализационного хозяйства в городе. Для реализации этой задачи была выбрана ГИС «ИнГео» разработанная Центром системных исследований "Интегро" в г. Уфа. Система идеально подходит для создания и поддержки карт уровня город-район с сотнями тысяч объектов, относящихся к сотням различных типов. ГИС «ИнГео» может использоваться для создания Муниципальной ГИС, служить картографической основой для построения информационной системы обеспечения градостроительной деятельности или внедряться на уровне отдельных организаций - предприятий ЖКХ и крупных промышленных предприятий.

Модели представления системы водоотведения в информационных системах

Основным назначением информационной системы является повышение организованности и управляемости сетей водоотведения путем перехода на единую информационную модель сетей водоотведения и электронную технологию документооборота.

Основные функции информационной системы:

− систематизация на топографической основе информации об объектах сетей водоотведения, застройке, дорожной и улично-дорожной сети, гидрологии, зонах затопления, отчуждения, охранных зонах, полосах и участках землеотвода;

− ведение графической и атрибутивной информации по всем объектам и оборудованию сетей водоотведения;

− совместное представление трасс магистралей, распределительных трубопроводов и других инженерных коммуникаций на электронной топографической основе;

− оперативное получение информации об объектах сетей водоотведения в любой части территории;

− подробное отслеживание неисправностей, регламентных и ремонтно-восстановительных работ, измеряемых параметров объектов и оборудования;

− информационное обеспечение для планирования работ по реконструкции и ремонту сетей водоотведения с учетом других инженерных коммуникаций;

− контроль сроков и качества выполнения работ;

− отслеживание остаточного ресурса оборудования;

− графическое отображение на схемах сетей, выведенных из работы на ликвидацию аварий или ремонт участков трубопроводов, насосных станций, камер и колодцев, узлов управления и их оборудования;

− отображение на плане местности планируемых и выполняемых работ на объектах.

Все объекты и оборудование описываются технологическими паспортами. Имеется возможность синхронного отображения некоторого фрагмента топоосновы в масштабе, отличном от основного. Структура системы адаптируется к местным условиям эксплуатации сетей водоотведения. (Рисунок 1)

Рисунок 1. Представление трасс трубопроводов и планов объектов на местности.

Графические изображения создаются с помощью библиотек типовых элементов (символов, условных обозначений), линий, геометрических фигур, надписей. Предусмотрена возможность расширения и коррекции библиотек элементов. Выбор объектов для параметрического и технологического описания осуществляется как путем выделения их графических изображений, так и путем выбора объектов из каталога (Рисунок 2). Обеспечивается распечатка графических изображений трасс, схем и их фрагментов, а также атрибутивных и прочих отчетов.

Рисунок 2. Технологическая схема КНС

Характеристика автоматизации системы водоснабжения МУП «Уфаводоканал»

Базы цифровых карт объектов разработки являются важнейшей составляющей информационных технологий долговременного и оперативного управления системой водопроводных сетей МУП «Уфаводоканал».

С целью реализации нужд предприятия были выбраны оптимальные схемы комплексирования программно – информационных средств и уточнены процедуры эксплуатации, выполняемых в ГИС. Схемы комплексирования формируются на основе внутренних возможностей, имеющихся базовых ГИС. Так для выполнения процессов векторизации растровых карт, и ведению цифровых карт в ГИС «ИнГео» имеется удобный набор инструментов и функций. Наличие внутреннего графического редактора позволяет создавать любые условные обозначения.

ГИС «ИнГео» представляет собой программный продукт, работающий в режиме клиент-сервер, и состоящий из двух частей:

• сервера данных ГИС;
• клиентской части ГИС, реализующей основные функции системы.

Совокупность пространственных и системных объектов образует цифровую карту в данной системе. К пространственным объектам относятся объекты, которые отображаются в виде графики и соответствуют реальным объектам на местности. Системные объекты — это объекты, с которыми оперирует ГИС для выполнения возложенных на нее функций. (Рисунок 3)

Рисунок 3. Дерево системных объектов в базе данных ГИС «ИнГео»

Заключение

В данной статье были рассмотрены основные отличительные черты организации системы водоотведения крупного мегаполиса, модели представления системы водоотведения в современных информационных системах и характеристика автоматизации системы водоснабжения МУП «Уфаводоканал». Подробно описаны преимущества использования технологий информационного моделирования объектов водоснабжения и водоотведения в ГИС в рациональном планировании, а также приводится пример автоматизации и описание её реализации с применением описанных технологий.

Список литературы:

1. Романова Ю.Д. Информатика и информационные технологии. Учебное пособие для ВУЗов. — 3-е изд., перераб. и доп. — Москва: Эксмо-Пресс, 2008. — 304 с.
2. Советов Б. Я. Информационные технологии — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательство. Юрайт, 2016. — 263 с.
3. ЦСИ «ИНТЕГРО» // Центр системных исследований "Интегро". URL: http://www.integro.ru (дата обращения: 14.02.2018).
4. Валеев Р. А. Геоинформационные технологии и информационная поддержка деятельности городских органов внутренних дел: опыт Республики Башкортостан: монография / Р. А. Валеев, О. А. Ефремова, В. Г. Крымский и др. – Уфа: УГАТУ, 2013. – 295 c.
5. Косыгин А. Б., Фомина И. В., Горицкий В. М., Хромов Д. П. Методика оценки технического состояния и остаточного ресурса трубопроводов водопроводной и канализационной сетей г. Москвы // Водоснабжение и санитарная техника ("ВСТ"). — 2010. — №3. — С. 31-33.