Ведение реестра инженерных коммуникаций в муниципальной геоинформационной системе
Томилин Вячеслав Владиленович
Нориевская Галина Михайловна
ООО НВЦ «Интеграционные Технологии»
г. Долгопрудный
тел.: (495) 225-3921
http://www.gis.su
[email protected]
Введение
Данная публикация явилась результатом многолетнего опыта, накопленного НВЦ «Интеграционные технологии» в области создания и внедрения геоинформационных систем, как в органах местного самоуправления, так и на предприятиях жилищно-коммунальной сферы. Авторы хотели бы донести до читателей свое видение процессов ведения реестра инженерных коммуникаций в централизованной муниципальной ГИС таким образом, чтобы инженерные предприятия ЖКХ были заинтересованы в актуализации данных по собственным коммуникациям именно в этой системе. Таким образом, целью данной статьи является предоставление доказательств того, что все задачи, в решении которых должны быть заинтересованы инженерные службы, могут быть решены в централизованной муниципальной геоинформационной системе.
Инженерные коммуникации в МГИС
Вначале дадим определение муниципальной геоинформационной системы (МГИС). МГИС - муниципальная информационная система, содержащая реестр актуальных пространственных данных по объектам городской территории и предоставляющая регламентируемый доступ к этим данным, причем для этой системы установлен и реализован регламент процесса обновления этих данных. Т.е. основное отличие МГИС от электронной карты – реализация процесса обновления пространственных данных информационной системы.
Основной источник, на основе которого осуществляется обновление пространственных данных – это результаты инженерных изысканий в масштабе 1:500. Именно поэтому целевой масштаб любой муниципальной ГИС – это пятисотка. Соответственно и классификатор ГИС, и объектовый состав системы и требования к цифровому описанию объектов должны соответствовать стандартам, определенным для топографических карт масштаба 1:500.
Неотъемлемой частью топографических карт данного масштаба являются подземные и надземные инженерные коммуникации всех типов. Очень часто объектовый состав данных планов разделяют на геоподоснову (вся наземная часть объектового состава карт) и подземные коммуникации.
Актуализация данных по инженерным коммуникациям в МГИС
Исходя из состава данных, на основе которых осуществляется обновление пространственных данных в масштабе 1:500, можно выделить основных поставщиков информации в МГИС. Ими являются:
- органы Архитектуры и Градостроительства;
- предприятия, эксплуатирующие инженерные коммуникации на территории города
Иногда возникает предположение, что для актуализации данных МГИС достаточно вовлечения в этот процесс только сотрудников органов АиГ. В действительности, обновление данных происходит на основе исполнительных съемок масштаба 1:500, которые в обязательном порядке проходят согласование во всех инженерных предприятиях (которые должны фиксировать правильность изображения на данном материале коммуникаций, находящихся в их ведении) и затем регистрируются в органах архитектуры. Логично предположить, что данные отделы обладают всеми достоверными пространственными данными, которых достаточно для актуализации муниципальной ГИС. В действительности это не так. Авторам не известно ни одного примера, когда данные МГИС в части инженерных коммуникаций были бы актуальны без непосредственного участия в этом процессе соответствующего эксплуатирующего предприятия.
Объясняется это несколькими причинами:
Во-первых, очень часто процесс согласования является формальным – не происходит сверки изображенных сетей на исполнительных съемках с фактически существующими.
Во-вторых, как ни странно, встречается и обратная ситуация – когда орган Архитектуры регистрирует исполнительную съемку с замечаниями инженерных предприятий, не обязывая при этом изыскательную организацию исправить ошибки.
В-третьих, сама эксплуатирующая организация выполняет большое количество земляных работ, не проводя при этом исполнительную съемку, и соответственно эти данные не попадают в УАиГ. Исходя из вышесказанного, можно сделать следующие выводы:
- Предприятия, эксплуатирующие инженерные коммуникации на территории города являются одними из основных участников процесса актуализации пространственных данных;
- Участие инженерных предприятий в реализации и эксплуатации МГИС очень желательно и без него реестр инженерных коммуникаций в МГИС не может быть полноценно реализован;
- В случае заинтересованности, инженерные предприятия готовы взять на себя часть затрат по созданию и развитию городской ГИС.
Возможности МГИС в области инженерных коммуникаций
Очевидно, что эксплуатирующее предприятие будет пользоваться той системой, которая решает наибольший комплекс стоящих перед ним задач и геоинформационные системы тут не исключение. Если муниципальная ГИС решает только задачи просмотра/редактирования и в лучшем случае паспортизации, а специализированная ГИС, уже эксплуатирующаяся на предприятии к этому еще предлагает решение специализированных задач, то предприятие не заинтересованно в использовании муниципальной системой.
Таким образом, МГИС должна предусмотреть возможность автоматизации решения специализированных задач стоящих перед предприятием в области эксплуатации инженерных коммуникаций.
Перечислим тот комплекс задач, который может решать ГИС на предприятии, эксплуатирующем инженерные коммуникации:
- Паспортизация объектов сети и автоматизация работы диспетчерской службы;
- Комплекс коммутационных задач;
- Решение задач моделирования физических процессов в коммуникациях и интеграция с системами телеметрии и SCADA-системами.
Для возможности автоматизации решения вышеперечисленных задач, необходимо, чтобы инженерная сеть была представлена в системе в виде топологически связанного расчетного графа, содержащего все ее элементы, так или иначе влияющие на физические процессы, имеющие место в данной сети.
Рис. 1. Расчетный граф водопроводной сети
Расчетный граф сети и топографические планы М 1:500
Таким образом, получается, что с одной стороны, сеть должна быть представлена в виде расчетного графа, а с другой стороны отображаться на картах в соответствии с условными обозначениями Роскартографии, установленными для масштаба 1:500. При этом необходимо избежать дублирования информации, т.е. одному объекту на территории города должен соответствовать один объект в информационной системе.
Мы утверждаем, что векторизация сетей в том виде как они представлены на топографических картах М 1:500 не позволяет ГИС решать комплекс задач по инженерным коммуникациям, в то время как трудоемкость перевода ИК в векторный вид составляет не менее половины всех трудозатрат по векторизации планшетов М 1:500.
Существуют следующие противоречия между описанием модели сети в виде расчетного графа и представлением сети на топографических планах М 1:500:
- Объекты, которые с точки зрения картографии, являются площадными (тепловые камеры, котельные и т.д.) должны служить вершинами расчетного графа.
- Наличие в расчетной модели деталировок сложных узлов сети, отсутствующих на топографических планах (например, задвижек, гидрантов, клапанов и прочих функциональных элементов);
- Отсутствие на топографических картах потребителей и источников или неоднозначность их взаимного соответствия;
- Отсутствие на топографических планах изображения транзитных участков сети, проходящих под зданиями и сооружениями;
- Неоднозначность в толковании пересечения коммуникаций в узлах сети;
- Представление нескольких участков различных сетей одним.
Таким образом, программное обеспечение, структура данных и правила цифрового описания объектов муниципальной ГИС должны совместить представление расчетной модели сети и корректное отображение ее на топографическом плане масштаба 1:500.
Реализация представления объектов инженерных коммуникаций в данном виде необходима для возможности автоматизации решения специализированных задач в области эксплуатации инженерных коммуникаций. И если реализация в муниципальной ГИС задач паспортизации и коммутации обычно не представляет особых сложностей, то задачи моделирования физических процессов в коммуникациях стоит рассмотреть отдельно.
Рис. 2. Отображение расчетного графа сети и паспортизация объектов в муниципальной ГИС
Моделирование физических процессов в инженерных сетях и специализированные ГИС
Конечная цель проведения расчетов физических процессов в инженерной сети - это оптимизация режимов работы сети, что достигается моделированием работы сети при различных условиях и вариантах конфигурации данной сети, что в свою очередь, требует изменения данных по этой сети. Данное моделирование недопустимо проводить в программном комплексе централизованной муниципальной ГИС, т.к. и режимы и конфигурация сети в системе должны отражать текущую ситуацию в настоящий момент времени.
Для решения комплекса задач по моделированию физических процессов в инженерных коммуникациях самым простым и корректным решением будет конвертация текущей модели сети в специализированную систему и проведение комплекса работ по оптимизации работы сети уже в этой специализированной системе.
Таким образом, муниципальная геоинформационная система выполняет функцию централизованного хранилища актуализированных данных по объектам сети, а специализированная ГИС инженерного предприятия - CAD-системы для моделирования различных режимов работы этой сети и системы поддержки принятия решений.
Рис. 3. Моделирование физических процессов в инженерных коммуникациях (наладочный расчет тепловой сети)
Заключение
В заключение стоит отметить, что инженерные коммуникации являются неотъемлемой частью общегородской ГИС. Но при проектировании структуры системы и процесса первоначального внесения данных по ним, и последующей актуализации этих данных следует обязательно учитывать специфику конкретного инженерного предприятия, четко представлять задачи, которые будут решаться им с помощью МГИС, и, исходя из этого, разработать определенные структуру и правила ввода данных по сетям.
Эти правила легко выполнимы и не накладывают ни малейших ограничений на прочие объекты или функции системы, но лишь их применение позволит получить максимум выгод от использования МГИС и избежать параллельного ведения базы данных по инженерным коммуникациям в нескольких программных системах.
Информация об организации
Научно-внедренческий центр «Интеграционные технологии» с 2004 года занимается разработкой и внедрением геоинформационных систем для органов местного самоуправления и предприятий, эксплуатирующих инженерные коммуникации. За это время было успешно реализовано более 30-ти ГИС-проектов. В своей работе мы используем геоинформационные системы и программно-расчетные комплексы российских разработчиков в области инженерных коммуникаций:
- ЗАО Центр системных исследований «Интегро», г. Уфа (ГИС «ИнГео», инструментальная система «ИнМета»)
- ООО «Политерм», г. Санкт-Петербург (ГИС «Zulu», программно-расчетные комплексы водопроводных, тепловых и паровых сетей «ZuluHydro», «ZuluThermo», «ZuluSteam», «Источник»)
- ООО «Индорсофт», г. Томск (ГИС «IndorGIS», расчетный комплекс электрических сетей «IndorElectra»)
- ОАО «Самара-Информспутник», г. Самара (Муниципальная ГИС газоснабжения)
В настоящее время нашей организацией разрабатывается распределенный программный комплекс «Муниципальный кадастр инженерных коммуникаций», который построен на принципах, описанных в данной статье.
Этот программный комплекс включает в себя следующие подсистемы: - Дежурная карта
- Паспортизация
- Диспетчерская служба
- Коммутационные задачи
Также данный комплекс поддерживает возможность конвертации расчетных моделей сетей в специализированные программно-расчетные комплексы для решения задач моделирования физических процессов в инженерных коммуникациях. Выход первой версии продукта запланирован на июнь 2007 года.
Последнее обновление — 19.05.2015 18:17:27