Геоинформационная система «Генплан» ОАО «Саратовский НПЗ»

Пономаренко Ю.М., ОАО «Саратовский НПЗ», e-mail: YMPonomarenko@tnk-bp.com Костикова Е.Ю.; компания DATA+, e-mail: ESRI_profservices@dataplus.ru, Web: www.dataplus.ru

GIS “Master plan of Saratov refinery”

ОАО «Саратовский нефтеперерабатывающий завод» – одно из старейших предприятий отрасли на территории Российской Федерации. Оно было основано в 1934 году. Завод выпускает более 20 видов продукции: неэтилированные бензины, дизельное топливо, мазут всех основных марок, битумы, вакуумный газойль, техническую серу и прочее.

За почти 80 лет непрерывной работы предприятие постоянно развивалось и модернизировалось. Но до недавнего времени на Саратовском нефтеперерабатывающем заводе (НПЗ) генплан предприятия существовал только на картонных планшетах или пленке, которые были созданы в период с 1972 г. по 1999 г. и с тех пор, к сожалению, не обновлялись.

Ведение генплана на бумажных носителях имеет ряд очевидных недостатков, затрудняющих работу с ним, поэтому в апреле 2010 г. Комитет по информационным технологиям компании ТНК-ВР принял решение о реализации проекта внедрения геоинформационной системы «Генплан» в ОАО «Саратовский НПЗ» и утвердил в качестве платформы построения ГИС «Генплан» для предприятий компании линейку программных продуктов ArcGIS компании Esri, имеющих развитую функциональность и высокую степень интеграции с САПР системами.

Цель внедрения корпоративной геоинформационной системы (ГИС) на данном этапе – предоставить бизнесу удобные инструменты доступа к информации, обеспечить поддержание генплана предприятия в актуальном состоянии, а также организовать надежное хранение картографической и атрибутивной информации в электронном архиве.

Для реализации проекта было принято решение привлечь компанию, имеющую опыт работы с выбранным программным обеспечением, а также выполнявшую аналогичные проекты на других предприятиях отрасли. В качестве подрядчика на условиях тендера была выбрана компания ООО «ДАТА+», партнер компании Esri CIS, представляющей интересы Esri в странах СНГ.


Исходная ситуация

При автоматизации работы с пространственными данными на любом крупном предприятии нефтеперерабатывающей отрасли приходится решать множество сложных задач. Это и учет особенностей объектов инженерной и технологической инфраструктуры, и необходимость работать со сложными схемами инженерных коммуникаций, и огромное количество проблем с наличием, актуальностью и форматами носителей самих пространственных данных. В то время как информация о производственных объектах может обновляться за счет проведения исполнительной съемки, фиксирования сведений о проектировании и строительстве, а также инвентаризации, на практике обновление и мониторинг качества материалов, как правило, должным образом не ведутся, а процедуры формирования баз данных отсутствуют. В результате, на предприятиях обращаются разрозненные наборы зачастую устаревших данных в разных форматах и структурах, что делает практически невозможным их эффективное использование и полноценный анализ.

На крупных производствах пространственными и атрибутивными данными объектов пользуется большое количество работников многих подразделений, задействованных в различных направлениях деятельности. Среди них особо стоит выделить сотрудников отделов геодезии и капитального строительства, которые обладают наибольшей потребностью в пространственных данных. При этом в большинстве случаев они не обладают специфическими навыками работы с инструментарием ГИС, а сами системы для работы с пространственными данными на заводах отсутствуют, так же как и специализированные службы ведения ГИС и баз пространственных данных.

Не являлся исключением и Саратовский НПЗ. Объем накопленных на предприятии сведений крайне велик, материалы генплана имеются практически исключительно в «твердых форматах» (рис. 1). Помимо этого, в подразделениях завода есть материалы проектирования и инженерных изысканий, представляющие собой несистематизированные фрагменты данных на отдельные территории в электронном виде (например, в форматах AutoCad). На заводе также обращается и большое количество технологической и эксплуатационной документации в виде бумажных документов, схем, отдельных электронных файлов и разрозненных баз данных: схемы, паспорта объектов и др.

В связи с неудобными для обработки, анализа и использования форматами и большим объемом данных, а также отсутствием единой эффективной структуры их хранения и обработки накапливались ошибки, данные устаревали и теряли актуальность, а работа с ними требовала неоправданно больших затрат времени. Поэтому эффективное использование данных такого вида в повседневной работе служб завода было крайне затруднено или невозможно.


Цели и задачи проекта создания ГИС «Генплан»

Целью работы над проектом в Саратовском НПЗ стало создание электронного генерального плана предприятия, а также геоинформационной системы оперативного представления информации по генплану широкому кругу специалистов в электронном виде. Одной из задач проекта было создание электронной базы данных материалов генплана. Для решения проблемы устаревших данных, обращающихся на предприятии, была поставлена задача разработки технологии и инструментов, обеспечивающих постепенную актуализацию материалов генплана.

В итоге, разработка и внедрение системы должны привести к повышению качества и снижению трудозатрат на проведение работ, требующих использования материалов генплана, в частности, в том, что касается проектирования, строительства и обслуживания технологической инфраструктуры предприятия.

Опыт показывает, что для автоматизации работы с данными на крупных производственных предприятиях необходимо создавать корпоративную ГИС инфраструктуру, обеспечивающую сбор, обработку и доступность пространственных и атрибутивных данных для большого числа пользователей. Такая система предназначена для предоставления пользователям сведений и информационно-аналитических инструментов, охватывающих всю территории деятельности и учитывающих особенности работы конкретных подразделений. Поскольку в структуру любого промышленного предприятия входит большое число различных служб, выполняющих специализированные функции и обладающие индивидуальными информационными потребностями, корпоративные ГИС-решения предусматривают наличие рабочих мест разных типов.

Проект предусматривал поставку ПО, разработку и внедрение системы, формирование корпоративной БД, обучение пользователей, а также техническую поддержку и сопровождение разработанной системы.


Проектные решения

Фундаментальным элементом ГИС «Генплан» является база географических данных (БГД). БГД состоит из двух частей: базы данных пространственных объектов и базы данных атрибутивных характеристик объектов: технологических, эксплуатационных и др. Для доступа к данным и работы с ними разработана подсистема ведения БГД, состоящая из нескольких модулей. Важнейшие из них – это модули, обеспечивающие управление структурой БГД и загрузку/выгрузку пространственных данных, а также создание и оформление различных карт (рис. 2). Кроме этого, в данную подсистему входят модули управления правами доступа пользователей, ведения истории изменений, создания и вывода на печать картографических отчетов, а также предоставления сведений генплана в электронном виде.

Для работы с материалами проектирования была разработана подсистема работы с AutoCad, обеспечивающая обмен данных этой системы с ArcGIS. В составе подсистемы выделены модуль обеспечения работы с БГД ArcGIS в AutoCad и модуль экспорта данных из ArcGIS в AutoCad.

Для обеспечения эффективной работы с данными требовалось организовать специализированные рабочие места для разных групп пользователей посредством специализированных автоматизированных рабочих мест (АРМ). Важнейшим компонентом системы является веб-портал, предоставляющий возможности доступа к материалам генплана широкому кругу пользователей. Для сотрудников Группы генплана было разработано АРМ на основе настольных приложений ArcGIS c дополнительными модулями ArcGIS 3D Analyst и ArcGIS Data Interoperability. Для администратора БГД (являющегося сотрудником этого же подразделения предприятия) на основе ArcEditor создано отдельное АРМ. В свою очередь, для работников завода, активно использующих в своей работе материалы проектной деятельности, создано АРМ на основе AutoCAD с расширением ArcGIS for AutoCAD.

Архитектура предложенного решения основана на базовых компонентах ArcGIS: ArcGIS Server 10, ArcGIS ArcEditor, ArcView, а также использует дополнительные модули ArcGIS 3D Analyst и ArcGIS Data Interoperability.

Система обеспечивает взаимодействие с внешними системами AutoCAD Civil 3D 2010 Autodesk, GeoniCS Изыскания (RGS, RGS_PL) v.8.0 и GeoniCS Топоплан+Генплан CSoft v.2010.x NLM.

База данных ведется с помощью Microsoft SQL Server и Microsoft Windows Server 2008.


Функции системы

Веб-портал предоставляет пользователям картографическую информацию генплана, позволяет управлять отображением объектов и реализует поиск объектов по атрибутам и пространственному положению с предоставлением информации о выбранном объекте на карте или в перечне найденных объектов (рис. 3, 4). Приложение также позволяет сотрудникам, в соответствии с их правами доступа, редактировать атрибутивную информацию по объектам для поддержания актуальности генплана.

С помощью портала можно формировать и печатать отчеты в виде выбранного фрагмента карты с комментариями, что может быть удобным для сопоставления реальных объектов и объектов, отображаемых в системе. Кроме того, веб-портал предоставляет возможность измерять площади и расстояния на карте.

АРМ сотрудников группы генплана представляет собой полнофункциональное рабочее место на основе ArcGIS и позволяет создавать и редактировать пространственные объекты, составлять карты, выполнять пространственный анализ, готовить и печатать отчетные материалы различного содержания. Кроме того, в нем предусмотрена возможность преобразования систем координат и проекций. Функциональность АРМ также обеспечивает работу с объектами в трехмерном пространстве и интеграцию с приложениями AutoCAD и GeoniCS.

В свою очередь, АРМ пользователя AutoCAD позволяет проводить импорт/экспорт данных ArcGIS/AutoCAD, использовать сервис ArcGIS как слоя в AutoCad, а также выполнять выгрузку фрагмента данных из проекта ArcGIS для работы в AutoCAD.


Организация работ

Вся работа выполнялась в два этапа. На первом этапе специалисты ООО «ДАТА+» провели обследование объекта автоматизации с описанием бизнес-процессов, связанных с использованием пространственных данных при ведении генплана на предприятии. В результате было разработано Техническое задание на создание и проектирование системы, разработана архитектура ГИС и модели пространственных данных.

На втором этапе была проведена большая работа по созданию базы геоданных. Она включала разработку модели топографических данных, сканирование картографических материалов, оцифровку растровых изображений, ввод атрибутивной информации объектов, проведение синхронизации данных и идентификации объектов, отраженных на генплане. Исходные данные для формирования БД (списки объектов, технологические схемы и паспорта) были получены в подразделениях завода. Также в ходе второго этапа были разработаны и инсталлированы веб-портал с публикацией на нем векторных материалов генплана и АРМ сотрудников.

Отметим, что система проектировалась и создавалась с расчетом возможности дальнейшего расширения функционала и ее модернизации. В перспективе планируется перейти на трехмерное изображение объектов. Помимо этого, при наличии возможностей у предприятия, на базе ГИС «Генплан» может быть реализована система производственного экологического мониторинга, поскольку экология и безопасность производства являются одним из приоритетов служб завода.


Рис. 1. Примеры исходных материалов

Рис. 2. Настольное приложение

Рис. 3. Интерфейс веб-портала

Рис. 4. Интерфейс поиска информации об объектах