Долгополов Д.В., Руководитель проектов, ЗАО "СпейсИнфо Геоматикс", г. Москва, e-mail: ddolgopolov@spaceinfo.ru, Web: http://www.spaceinfo.ru
«Внедренная система должна быть сопряжена
с целью организации в целом…»
(Роджер Томлинсон,2004[1])
«Самая совершенная ГИС- среда
не даст ожидаемого результата
при отсутствии качественных исходных данных»
(А.В. Бакланов,2008 г.[2])
Предлагаемая вниманию читателей статья представляет собой обобщенный практический опыт внедрения компанией ЗАО «СпейсИнфо Геоматикс» корпоративных геоинформационных систем (КГИС) на предприятиях, эксплуатирующих инженерные сети и коммуникации, таких как ГУП «Мосводосток», ОАО «Высоковольтные кабельные сети», ОАО «Московская городская электросетевая компания» и ряд других.
Что отличает предприятия, эксплуатирующие инженерные сети, как объект автоматизации? Это большое разнообразие областей и функций подразделений предприятия; неразрывность технологических и хозяйственных связей субъектов и объектов управления, составляющих единый производственный комплекс, расположенный на значительной территории.
Наша практика показывает, что при создании корпоративных ГИС на подобных предприятиях должны строго соблюдаться следующие принципы:
- наиболее эффективное использование имеющихся на предприятии прикладных систем и баз данных;
- применение структур представления данных, гарантирующих возможность их эффективного использования при дальнейшем развитии системы;
- открытость разрабатываемой информационной системы, обеспечивающая возможность ее развития и совместимость с другими автоматизированными системами.
Соблюдение этих принципов позволяет построить корпоративную систему управления пространственно-распределенными ресурсами, которая обеспечивает совместимость и преемственность данных и дает возможность развития системы.
Ниже на примере ГУП «Мосводосток» мы расскажем о стандартной схеме разработки и ввода в действие нами корпоративных геоинформационных систем на предприятиях, эксплуатирующих инженерные сети, и остановимся на двух характерных проблемах, возникающих при внедрении.
Разработка и ввод в действие КГИС ГУП «Мосводосток»
Заказчик: Государственное Унитарное Предприятие «Мосводосток» Департамента жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства г. Москвы (http://www.mosvodostok.com).
Исполнитель: ЗАО «СпейсИнфо Геоматикс», http://www.spaceinfo.ru.
Основная цель проекта – разработать и внедрить корпоративную геоинформационную систему масштаба предприятия для информационной поддержки решения всего спектра операционных и управленческих задач.
Разработка и ввод в действие Корпоративной ГИС для ГУП «Мосводосток» (далее ГИС «Водосток») происходили в четыре этапа:
- Этап 1. Техническое проектирование
- обследование объекта автоматизации
- разработка технического задания
- создание информационной модели системы
- Этап 2. Разработка информационной системы
- проектирование базы данных ГИС
- разработка процедуры загрузки информации в базу данных ГИС из наследуемых информационных систем и наборов данных
- разработка пользовательских приложений (АРМ)
- Этап 3. Первоначальное информационное наполнение ГИС «Водосток»
- создание набора данных топографической информации
- создание набора данных «Цифровая модель инфраструктуры»
- Этап 4. Установка ГИС «Водосток» и обучение персонала
- инсталляция и настройка сервера БД ГИС «Водосток»
- установка приложений на автоматизированные рабочие места персонала ГУП «Мосводосток»
- обучение персонала ГУП «Мосводосток»
- тестовая эксплуатация ГИС «Водосток».
Современное состояние КГИС "Водосток"
На современном этапе ГИС "Водосток" имеет инструменты для ввода и оперирования географической информацией; систему управления базой данных; средства организации пространственных и атрибутивных запросов; удобный пользовательский интерфейс. Все это позволяет без особых проблем отображать на экране монитора или вывести на печать схемы водосточной сети на плане города, просматривать атрибутивную информацию об объектах сети (даты осмотра, состояние, геометрические параметры, строительные характеристики и т.п.), организовать паспортизацию сети.
Разработанная ГИС оптимально настроена для организации процесса паспортизации объектов водосточной сети. Так, паспорт узла инженерной сети существенно зависит от его типа – например, паспорта колодца и насосной станции не имеют между собой почти ничего общего. Большое количество полей заполняется с использованием прикрепленных справочников: принадлежность к эксплуатационному району, коллекторный или производственный адрес, состояние и т.п. Паспорта водосточной сети, хотя и похожи друг на друга, имеют десятки нюансов, зависящих от их вида.
Понятно, что паспортизация инженерной сети осуществляется для инвентаризации объектов ГУП "Мосводосток" и сбора информации об этих объектах. Эта информация дает возможность получения разнообразных отчетов о параметрах сети, например – для получения суммарных длин сети с разбивкой по диаметрам и материалам труб. Все вопросы такого рода решаются с помощью запросов, причем выполняются эти запросы за разумное время.
Такие или схожие результаты можно получить в настоящее время, используя коммерческие ГИС-решения ведущих разработчиков (ArcGIS, AutoCAD Map, GeoMedia и др.). Это объясняется общими тенденциями развития IT-технологий. А качество полученного результата и время, потраченное на внедрение, будет зависеть от выбранной ГИС-платформы и опыта работы в данной отрасли.
Например, ArcGIS Server, универсальный серверный продукт компании ESRI, может с успехом применяться и для решения узкоспециализированных задач предприятий, эксплуатирующих инженерные сети. Вы можете использовать настольные продукты ArcGIS Desktop, чтобы создать карты, модели и инструменты обработки данных, а затем через ArcGIS Server их легко можно сделать доступными для широкого круга пользователей.
Пример реализации программного приложения для управленца организации, обслуживающей водосточные сети, приведен на рисунке 1. Приложение используется для отображения технического состояния коммуникаций (в том числе, информации, поступающей с датчиков SCADA) и результатов мониторинга коммуникаций, позволяет видеть наряды на ремонтные работы и отчеты по ним. Инструменты приложения обеспечивают поиск необходимых данных, позволяют приближать изображение к найденному объекту, месту ремонта, и т.д., оценивать по различным критериям заданную область. Также в приложении доступно большое количество информации через всплывающие окна и отчеты, в которых она может быть представлена на карте и использована для помощи каждодневной работе, связанной с коммуникациями водоотведения города. С прототипом этого решения можно ознакомиться по адресу http://city.dataplus.ru/water_sample/.
Рис. 1. Интерактивная веб-карта водосточной сети, работающая в веб-браузере.
Кроме этого, на базе ArcGIS успешно решаются задачи трехмерного моделирования и отображения инженерных сетей (рис. 2). Трехмерная модель обеспечивает конечному пользователю возможность увидеть картину, максимально приближенную к реальности. Понимание положения подземных инженерных коммуникаций в пространстве облегчает оценку взаимного положения сетей и их близости к объектам, расположенным на поверхности (рис. 3).
Рис. 2. 3D модель города с инженерными коммуникациями.
Рис. 3. Положение подземных коммуникаций в пространстве.
Проблемные моменты и возможные решения
Казалось бы, мы получили хороший результат. В чем же тогда заключаются проблема при внедрении ГИС инженерных сетей?
Основная сложность заключается в том, и здесь мы согласны с мнением ряда авторов, чтобы довести созданную ГИС до промышленной эксплуатации, то есть чтобы внедренная система эффективно использовалась основными производственными службами: эксплуатационными районами, диспетчерской службой, аварийными бригадами, техническим отделом и т.д. Ее причина в том, что базовые ГИС-решения не в полной мере отвечают на целый ряд существенных для эксплуатации вопросов.
Так, возвращаясь к проекту ГИС «Водосток» отметим, что, при всех достоинствах созданной системы, она не имеет механизма для расчета и распределения нагрузки ливневых стоков. А потребности эксплуатационных служб водосточной сети приводят к необходимости решать как задачи создания электронных планов, так и задачи технологические, в частности – описать распределение или дать оценку нагрузки сточных вод, рассчитать перегрузки и затопление системы, учесть при моделировании процесса изменение интенсивности потока и т.п. Поэтому логичным развитием ГИС "Водосток" видится интеграция с информационной системой программного приложения, которое позволит инженерам анализировать водосточные сети, используя при этом инструменты гидравлического и гидрологического анализа, а также разнообразные методы калибровки дождевых погодных условий.
Таким образом, при разработке и внедрении КГИС для инженерных сетей следует учитывать, что помимо базового программного обеспечения при организации автоматизированных рабочих мест необходимо использовать дополнительные расчетные модули. При этом мы считаем, что нет нужды повторять алгоритмы уже хорошо зарекомендовавших себя модулей, к тому же большинство из них хорошо интегрируются с ГИС-решениями большинства ведущих разработчиков. Так, если говорить про платформу ArcGIS 9.3 и тематику водоснабжения и водоотвода, то с ней хорошо интегрируются, например, модули Bentley: Water GEMS или Sewer GEMS, ряд модулей других разработчиков (рис. 4).
Рис. 4. Демонстрация сценария работы участка водосточной сети. Программное обеспечение Sewer GEMS в связке с ArcGIS.
Другой проблемой эффективной эксплуатации разработанных ГИС в инженерных сетях являются данные, вернее качество данных из наследуемых информационных систем и архивной документации. Часто в организациях, эксплуатирующих инженерные сети, возникает ситуация, когда они имеют отлаженную ГИС и организованную базу данных, но источником данных при этом служит имеющийся на предприятии бумажный материал. Качество данного материала определяет качество создаваемой ГИС и, соответственно, эффект от ее внедрения. Это, безусловно, является важной проблемой, и она не раз затрагивалась такими авторами как В.В. Томилин [3] и другими. Пример перевода графической документации в электронный вид представлен на рис. 5. Также следует привлечь внимание и к другой стороне этого вопроса – скорости ввода архивной документации в корпоративную ГИС. Объективно рассматривая этот вопрос, с уверенностью можно сказать, что чаще всего состояние архивной документации плохое, объем ее велик, а скорость ввода ее в базу данных КГИС недостаточна.
Рис. 5. Пример представления графической исполнительной документации в электронном виде.
Резюмируя вышесказанное, отметим: даже получив отличную ГИС-среду, организация, эксплуатирующая инженерные сети, может попасть в ситуацию, когда нехватка данных не позволит эффективно использовать ее возможности в ближайшей перспективе. Какой из этой ситуации может быть выход? Оптимальным видится передача на договорной основе функций ввода архивной графической и атрибутивной информации другим организациям, которые специализируются в этой области, обладают соответствующими компетенциями, техническими средствами и программным обеспечением. А высвобожденные ресурсы группы ГИС лучше направить на поиск и тестирование решений, способных увеличить функциональность КГИС, таких, например, как расчетные модули и приложения.
Литература
- Роджер Томлинсон. Думая о ГИС. 2004, Redlands, Calif.:ESRI Press (перевод Дата+)
- Бакланов А.В. Нефть и газ на цифровой карте. 2008, издательство Дата+
- Томилин В.В. Внедрение ГИС на предприятия сферы ЖКХ. 2007
