Статьи и советы

23 августа 2019

ZuluGIS Mobile для сетей водоотведения и водоснабжения

ZuluGIS Mobile — инструмент для паспортизации и технического обследования объектов водоснабжения и водоотведения.

Водоканал Тюмени обслуживает сеть водоснабжения протяженностью 1271 км. в которой 15 тысяч водопроводных колодцев и канализационную сеть протяженностью 850 км., глубина залегания трубопроводов 1,5м. — 11 м., с 45 тысячами колодцев.

Паспортизация объектов водоотведения с помощью мобильной ГИС

В 2017 году соотрудники «Росводоканал Тюмень» запланировали закончить процесс паспортизации канализационных колодцев с помощью ZuluGIS Mobile за 5 лет, но скорость внесения и удобство работы ускоряет работу — компания закончит полную паспортизацию к концу 2019 года. В мае 2019 г. обследовали и провели полную паспортизацию 34 тысячи канализационных колодцев из 45 тысяч.

Для ускорения процесса «Росводоканал Тюмень» разработали и внедрили схему мотивации. Сотрудники водоканала обследуют часть колодцев по вечерам, в свободное время.

В результате обследования:

рис 1. Возможные события, происходящих на сети водоотведения. Последствия – риски и потери предприятия

Не герметичность колодцев по городу перегружает канализацию и очистные сооружения во время дождя, что приводит к негативным последствиям, в виде возможного снижения качества очистки, либо подтопления территорий.

Восстановление колодцев даст гарантию сокращения поступления ливневых стоков в сеть.

Корректировка схемы происходит в онлайн режиме. Для предприятия появились ощутимые результаты — из-за видимых результатов труда и изменения схемы сотрудники цеха канализации стали заинтересованными и продуктивными. В результате технического обследования и оперативного реагирования сотрудники произвели 600 исправлений в схеме канализации за прошедший период, снизили объем дождевых вод, которые попадают в хозяйственно-бытовую канализацию. Уменьшили затраты на перекачку ливневых стоков, не засоряются коллектора, на очистные сооружения приходит меньший объем воды, что влияет на параметры работы очистных сооружений.

Паспортизация объектов водоснабжения с помощью мобильной ГИС

Паспортизация водопроводных колодцев с применением мобильной ГИС ведется с 2018 года. Скорость технического обследования и паспортизации с введением ZuluGIS Mobile увеличилась в 6 раз — динамика паспортизации на рисунке 2.

рис. 2. Динамика паспортизации водопроводных колодцев с 2009 года

В процессе паспортизации обследовали 10 тысяч колодцев, описали параметры оборудования и техническое состояние и составили картину сети водоснабжения — каждый третий водопроводный колодец сухой, каждый четвертый колодец затопило водой

рис. 3. Уровень грунтовой воды в водопроводных колодцах Тюмени

Знание объемов имущества предприятия приводит к улучшению планирования и снижению издержек. Практический пример – при выезде на заявку «открытый» колодец заранее берется нужная крышка. При решении задач по отключению участка сети информация о «сухом» колодце позволяет диспетчеру отправить бригаду без вакуумной машины и избежать повторных выездов.

Что касается водопроводных и канализационных колодцев, ощутимый эффект — снижение времени, которое затрачивают бригады на поиск колодца в зимнее время (рисунок 4), соответственно повышается производительность труда.

рис. 4. Пример поиска колодца под снегом зимой

Контроль за состоянием пожарных гидрантов

ZuluGIS Mobile устанавливается на смартфонах работников водоканала и пожарной охраны, слой ПГ (рисунок 4) доступен пользователям онлайн. В полях приложения заполняется: фото привязки колодца; фото внутри колодца; фото проверки пожарного гидранта; фото таблички.

рис. 4. Внешний вид экрана мобильной ГИС со слоем пожарных гидрантов

Опыт для группы компаний Росводоканал и отрасли

Возврат к списку

Последнее обновление — 28.07.2021 12:05:06

Эпоха четвертой промышленной революции

Мир входит в эпоху «Четвертой промышленной революции». Как известно, первые три кратко можно охарактеризовать как использование энергии пара, электричества, автоматизации и промышленных роботов. При этом третью промышленную революцию считают промежуточной, подразумевая, что полностью переход на новый промышленный уклад произойдет в ходе четвертой.

Одно из определений, данных четвертой промышленной революции: массовое внедрение киберфизических систем в производство. Под киберфизическими системами (КФС) подразумевается интеграция вычислительных ресурсов в физические процессы. В такой системе датчики, оборудование и информационные системы соединены на протяжении всей цепочки создания продукта (оказания услуги), выходящей за рамки одного предприятия или бизнеса. Эти системы взаимодействуют друг с другом с помощью стандартных интернет-протоколов для прогнозирования, само- настройки и адаптации к изменениям.  Однако не следует ожидать появление полноценных КФС из «ниоткуда», без промежуточных этапов.

В России концепция киберфизической производственной системы получила название «Цифровое предприятие», задачи которого на настоящий момент сформулированы, например, так: «Набор технологий под названием «Цифровое предприятие» позволяет построить на российских продуктах систему создания, отработки, производства и эксплуатации различных изделий в рамках единого жизненного цикла, единой цифровой модели изделия, единых цифровых процессов предприятия и модели бизнеса». Следует отметить, что «Цифровое предприятие» в этой трактовке — существенно более упрощенное понятие, чем полноценная КФС. Термин «цифровой» следует рассматривать в объединенном контексте двух понятий:

Можно предполагать, что лидерами четвертой промышленной революции будут сложные производства (электронного оборудования, машиностроительной продукции, биотехнологические и др.).

Для водной отрасли в целом прорабатываются ее направления. Так, например, Немецкое Водное Партнерство (GWP) разработало концепцию «Вода 4.0»,  которая включает основные черты и термины индустриальной революции 4.0, такие как «сеть машин, процессов, систем хранения и ресурсов»,  «умные сети»,  «интернет вещей и услуг» и объединяет их в системном контексте управления водным хозяйством.

При  внедрении  концепции  «Вода  4.0»  водное хозяйство должно становиться киберфизической системой, объединяющей в себя интеллектуальные сети водопользователей (сельское хозяйство, промышленность и домохозяйство), поставщиков воды и их ведущих бизнес-партнеров в единой устойчивой системе, обеспечивающей целостный процесс создания добавленной стоимости при интеграции с контролем состояния окружающей среды. Кроме того, «Вода 4.0» призвана обеспечивать высокую степень прозрачности для водопользователей.

Формирование концепции «Цифровой водоканал»

Производство водоканалом услуги является совокупностью разнообразных бизнес-процессов: эффективное управление производственными активами; управление «портфелем заказов» абонентов, организация системы приема оплаты за услугу; управление цепочками поставок оборудования и товара (реагента, ресурса, энергии и т.д.); управление безопасностью деятельности и др.

Согласно концепции «Цифровой водоканал» («ЦВ») исполнителем являются водоканалы, а заказчиком услуги — его абоненты, целесообразно определить структурные объекты цифровизации:

Целями перехода к «Цифровому водоканалу» являются:

1. Улучшение качества обслуживания абонентов

«ЦВ» участвует в полнофункциональной и интегрированной системе ГИС ЖКХ, которая создана как оптимизированная система с опциями: установка счетчиков при оцифровке и считывании данных, выставление счетов, обслуживание абонентов, сбор и финансовая отчетность. Абоненты, как заказчики услуги, должны быть удовлетворены ростом качества обслуживания.

2. Снижение операционных издержек

Эта задача подразделяется на две подзадачи:

3. Снижение рисков и управление производственными активами

Прогнозное управление рисками с использованием современных систем управления производственными активами (датчики, анализаторы, сенсоры, цифровизация лабораторных анализов и т.д.) позволяет «ЦВ»:

Эта задача во многом смыкается с за дачей снижения издержек, так как анализ одних и тех же потоков данных может позволить получить выводы и действия различного содержания, как для снижения издержек, так и для снижения рисков (повышения надежности).

Прогнозное управление производственными активами позволяет водоканалу сохранить и реинвестировать оборотные средства, потраченные на капитальный ремонт и замену неэффективного оборудования. Информационные системы управления производственными активами содержат данные и анализ сроков реабилитации и восстановления активов (насосы, воздуходувки, сети и элементы линейных объектов и т.д.). Например, простой датчик вибрации на насосе способен обеспечить информацией о необходимости и сроке его профилактического обслуживания.

Реабилитация, ремонтизамена старых, изношенных активов (балансовых капитальных средств) на новые и эффективные является источником «монетизации» для реинвестиций. Методическая системность «ЦВ» заключается в способности генерации анализа, по оценке максимально- возможной выгоды в условиях ограниченных финансовых ресурсов. Планирование мероприятий, системный подход позволяют также сглаживать потенциальное повышение тарифа для абонентов.

4. Совершенствование финансово- хозяйственного управления ресурсами

Повышение эффективности анализа хозяйственных и финансовых показателей на основе внедрения информационных систем взамен громоздких и трудоемких «электронных таблиц».

Совершенствование финансово-хозяйственного управления ресурсами осуществляют на основе анализа балансовых систем: финансового планирования и прогноза возможных финансовых последствий.

5. Совершенствование коммуникационных, вычислительных и защитных средств

Цифровые способы передачи  сигналов  и данных ускоряют динамику прогноза результата управляющих  воздействий  и совершенствуют процесс  принятия  решений. Портативные смарт-устройства, облачные технологии, датчики, современные средства навигации (GPS, Глонасс, GSM, Bluetooth, Wi-Fi, RFID, NFC) способствуют мониторингу сложных динамических систем. Это позволяет «ЦВ» анализировать причинно-следственные связи для принятия срочных и обоснованных решений. Искусственный интеллект, в направлении которого движутся информационные системы в ходе развития «Промышленности 4.0», способен «хаос» из миллионов входных данных превратить в управленческие решения, улучшающие показатели работы водоканала.

Основные способы совершенствования коммуникационных, вычислительных и защитных средств «ЦВ»:

Также, несомненно, важнейший способ, обеспечивающий работоспособность и эффективность «ЦВ» в целом — совершенствование аппаратно-программного комплекса защиты водоканала, как режимного предприятия, от непреднамеренных и несанкционированных воздействий.

Перечисленные подходы будут способствовать разработке, внедрению и совершенствованию единой информационной инфраструктуры (программно-аппаратный комплекс) с единым информационным пространством (ЕИП) и с единой системой электронного документооборота. Они будут способствовать вовлечению общественных, государственных и смежных структур в решение проблем водоканала.

Основные  принципы, заложенные  в концепции:

6. Достижение кадрового прогресса путем эффективного взаимодействия  и подготовки персонала

Широкое использование цифровых технологий в совокупности с производственными и информационными активами в соответствии с должностными обязанностями  обеспечивает работникам эффективное взаимодействие, прямой доступ к информации, устранение бюрократии, работу с достоверными данными, использованию бенчмаркинга, участие в  НИОКР и т.д. В конечном счете, система «ЦВ» должна функционировать при руководящей роли кадров, т.е. человеческого интеллекта.

Для подготовки кадров «ЦВ» использует как внешние системы профильного образования: высшего и профессионально-технического, курсы повышения  квалификации; так и собственные учебные центры. Особенностью профиля кадров «ЦВ» является широкое вовлечение специалистов информационных технологий. Динамика современного развития IT- технологий существенно опережает скорость реакции на запросы времени системы образования не только в России, но и за рубежом. Трендом «ЦВ» является сокращение количества штатного персонала при одновременном росте уровня его квалификации.

Основные способы прогресса кадров в «ЦВ»:

Основные принципы  прогресса  кадров  в «ЦВ»:

АСУ предприятия «Водоканал»

В целом, используя более привычную терминологию, «Цифровой водоканал» — это предприятие, на котором все приемлемые технологические процессы охвачены АСУ ТП (автоматизированная система управления технологическими процессами), а остальные процессы в полной мере сопровождаются поддержкой цифровых технологий (онлайн контроль, применение переносных гаджетов, подсоединенных к корпоративной сети и т.п.), при этом все бизнес-процессы в целом поддержаны АСУП (автоматизированная система управления предприятием).

АКТУАЛЬНОСТЬ

В Послании Президента В. В. Путина Федеральному собранию подчеркивается:

«Необходимо сосредоточиться на направлениях, где накапливается мощный технологический потенциал будущего, а это цифровые, другие, так называемые сквозные технологии, которые сегодня определяют облик всех сфер жизни. Предлагаю запустить масштабную системную программу развития экономики нового технологического поколения, так называемой цифровой экономики. Это вопрос национальной безопасности и технологической независимости России, в полном смысле этого слова — нашего будущего».

Цифровой водоканал – миф или реальность?

В. И. Баженов1, руководитель секции «Энергоэффективность сооружений и систем водоснабжения и водоотведения. Системы управления» Экспертно-технологического Совета РАВВ, ЗАО «Водоснабжение и водоотведение»

Д. А. Данилович2, руководитель Центра технической политики и модернизации в ЖКХ, Ассоциация «ЖКХ и городская среда», эксперт-директор журнала «Наилучшие Доступные Технологии водоснабжения и водоотведения»

Г. А. Самбурский3, ученый секретарь Экспертно- технологического Совета РАВВ, руководитель департамента водоподготовки РАВВ

В. В. Баженов4, студент МГТУ им. Н.Э. Баумана по направлению подготовки «Информационные системы и технологии», кафедра ИУ3

Гис Водоканал

УчастникСообщения: 64Зарегистрирован: 11 июл 2013, 17:18Репутация:

Уважаемые знатоки. Итак вопрос :
Имеется задание построить гидросеть города : трубы, запорная арматура, колодцы, сливы, канализация насосы.
Информация в растровом виде (это второстепенно ибо векторизация не проблема)
Необходимо создать карту (это решаеться в Arc-е естественно)
Необходимо сделать карту интерактивной — то есть дать доступ к ней в WEB виде и позволить редактировать её пользователям без установленного Desctop, сеть должна быть древоподобной с изменяющимися параметрами для запорной арматуры колодцев , то есть при выключений колодца все иерархически связанные с ней структуры (магистрали, дома, нижеследующие колодцы и запорные арматуры) должны выключаться автоматически.
Имееться Desctop 10.1 arcServer 10.1 PosgresSql 9.1.3.
Итак основные вопросы, как заставить сеть обьектов стать взаимосвязанными, как правильно установить и воспользоваться WaterUtilities (читаю мануал он больше похож на рисование филина — рисуем кружочек ещё кружочек и быстро быстро рисуем филина), прошу если кто то может обьяснить просто и доходчиво как собрать WaterUtilities(установить и настроить) и какие именно модули мне стоит использовать. Плюс как обьяснить GIs откуда и куда движется поток. Кто может посоветовать связку наиболее удобную для выполнения этой задачи ?
Как я понимаю методы решения примерно одинаковы для всех инфраструктур инженерного типа, поэтому надеюсь что советов к действию будет много, прошу учитывать что владение ArcGis пока что на базовом уровне, возникающие в ходе работы вопросы буду доливать в основной топик, возможен оффтоп но я честно стараюсь искать похожие темы на сайте и не утруждать Ваших специалистов в многократном репосте.
Благодарю за любое участие

Активный участникСообщения: 209Зарегистрирован: 14 янв 2010, 15:40Репутация: Откуда: Сыктывкар
Контактная информация:

11 июл 2013, 18:00

Чем обусловлен выбор ArcGIS? Ведь есть специализированные, адаптированные под наши реалии продукты для гидравлических расчетов водопроводных (и других) сетей, их инвентаризации, водопотреблению и отведению и пр. С поддержкой технологии клиент сервер и пр. (см. тут). С ArcGIS вы намучаетесь. Говорю как человек разрабатывавший аналогичный продукт в 90-х годах — у нас очень много своей специфики.

noviaГуруСообщения: 2261Зарегистрирован: 29 апр 2011, 15:06Проекты: 1Репутация: Откуда: Тель-Авив

12 июл 2013, 08:37

то, что вы называете waterutilities — это лишь модель данных. контейнер, который нужно наполнить, прежде чем что-то делать.
связность такой сети в аркгис будет обеспечиваться либо набором сетевых данных, либо геометрической сетью, с настроенными классами отношений. прежде чем строить сеть города, попробуйте построить небольшую сеть для района. создать все необходимые объекты и протестировать сценарии использования.
мануал по waterutilities скорее всего содержит описание того, где что хранится и что с чем связано.
как работать с наборами сетевых данных и классами отношений там писать никто не будет. это очень отдельная и большая тема.

понравилось? жми палец вверх

12 июл 2013, 10:25

А. Серов. — —
Добрый день, выбор ArcGis связан с его гибкостью и возможным расширением, после выхода проекта с водоканальной инфраструктурой будет расширение с энергосетями и полной инженерной сетью города, плюс ко всему расчёт позиций в WGS, поиск по адресам, выделение зон и участков под ремонт, проектирование и прочее, насколько я понимаю на основе ZULU вряд ли удастся поднять единый дата-центр для города, с учётом нарядов ремонтных бригад и прочим. Условия использования ArcGis установлены заказчиком и кажутся мне логичными (ИМХО). Сейчас попробую проверить сцепку ZULU ГИС + Сервер + Энергетика на демоверсиях, но мне кажется что это будет невозможно без активной лицензии. В результате Arc-а даёт нам кроссплатформенность и многозадачность.
Могли бы вы дать ссылку на своё рабочий проект выпущенный в 90-х либо презентацию или демо-версию по нему. Я думаю было бы неплохо ознакомится с Вашим опытом и тем как вы решили некоторые проблемы.

12 июл 2013, 10:31

novia — —
Добрый день.
Благодарю за обьяснение. Могли бы Вы подсказать более удобные на ваш взгляд инструкции по настройке классов отношений либо набором сетевых данных. Я в свою очередь начну изучать то что можно найти в сети на этот вопрос.
P. S. информация для пилотного проекта уже набрана и оцифрована : трубы, колодцы, запорная арматура, потребители — каждый из объектов хранится в отдельном Feature Class в отдельной базе данных, вопрос если система координат использована условная (Unknown) будут ли ошибки при перемещении этой базы на Sql и проблемы с её редактированием ?

12 июл 2013, 10:54

15 июл 2013, 10:06

novia — —
Требования заказчика к секретности. К сожалению объяснить им что весь материал будет сохранён в секретной системе координат не получается ( с людьми иногда гораздо труднее чем с программами). Попытка установить совершенно другой, но близкий датум приводит к истерике в глазах заказчика.

Иерархические уровни АСУП

С учетом имеющегося в отрасли опыта для водоканала за основу выбрана пятиуровневая иерархическая структура АСУ (табл. 1).

Особенностями  нулевого   и   первого уровней АСУ является использование полного и самодостаточного пакета программного обеспечения для управления технологическими процессами    каждого конкретного объекта. Использованные ПЛК выполняют сравнение значений параметров: текущих и заданных уставками. На втором сетевом уровне обеспечивают сбор, архивацию, визуализацию, важнейших данных от  ПЛК,  а  также  выполняют оповещения об аварийных ситуациях (Alarm) на обычные портативные устройства типа смартфонов при обеспечении беспроводной локальной сети WLAN. Верхние уровни АСУ (третий, четвертый) совершенствуют достаточно автономно.

Особенностями  нулевого   и   первого уровней АСУ является использование полного и самодостаточного пакета программного обеспечения для управления технологическими процессами    каждого конкретного объекта. Использованные ПЛК выполняют сравнение значений параметров: текущих и заданных уставками. На втором сетевом уровне обеспечивают сбор, архивацию, визуализацию, важнейших данных от  ПЛК,  а  также  выполняют оповещения об аварийных ситуациях (Alarm) на обычные портативные устройства типа смартфонов при обеспечении беспроводной локальной сети WLAN. Верх- ние уровни АСУ (третий, четвертый) совершенствуют достаточно автономно.

Аппаратный комплекс способен обеспечить ключевые функции:

В целом, аппаратный комплекс, реализующий ЕИП, способен обеспечить все условия для исполнения обязанностей штатных сотрудников водоканала: диспетчеров, инженеров, технологов, сервис-инженеров, проектировщиков, бухгалтеров, операторов, работников смежного профиля (склад, га- раж и др.), а также руководителей, вплоть до членов совета директоров.

Специальное программное обеспечение

Методология организации интегрированной информационной системы требует обеспечения комплексной АСУ предприятия в ЕИП на основе специального программного обеспечения (ПО) в соответствии со стадиями бизнес-процесса.

В табл. 2 приведены результаты анализа (преимущественно на примерах отечественных разработчиков), подтверждающие достаточность предложений ПО, необходимого для создания ЕИП водоканала.

Из анализа табл. 2 следует:

Практика использования указанного ПО свидетельствует о недостаточной степени конвергенции (слияния), что усложняет и затрудняет его внедрение, вызвано уровнем состояния элементов ПО в целом на предмет их совместимости.

Особую группу составляет ПО информационной и технической  безопасности.  С 01.01.2018 вступает в силу Федеральный закон № 187-ФЗ «О безопасности критической информационной инфраструктуры Российской Федерации» . Указ Президен- та РФ определяет задачи по созданию государственной системы обнаружения, предупреждения и ликвидации последствий компьютерных атак на информационные ресурсы РФ. Для обеспечения информационной безопасности требуется привлекать компании, имеющие лицензии ФСБ России.

Побочным эффектом цифровизации являются реальные угрозы и риски кибератак и кибервойн. Широкомасштабное использование облачных технологий комфортно в быту любому пользователю, но не стоит забывать, что привычные системы iOS, Android, Windows 10 Cljud Shell зарубежного происхождения существенно снижают уровень информационной безопасности российский предприятий. Нет ничего странного в том, что они могут содержать преднамеренную уязвимость.

Заключение

Представленная концепция “Цифровой водоканал” представляет перспективы будущего. Несмотря на это, инструменты и возможности уже существуют и эффективно используются сегодня. Водоканалы внедряют обозначенные процедуры, ликвидируют расточительные процессы, планируют цифровые мероприятия, картируют инфраструктуру (ГИС) и повышают уровень обслуживания абонентов (ГИС ЖКХ), сокращают затраты, начинают использовать имитационные модели, обучают кадры и эксплуатируют системы цифрового (аппаратно-програмного) комплекса. Представленные примеры (см рис. 1, 2, табл.2), уже сегодня демонстрируют готовность рынка к обеспечению цифровыми продуктами потребностей Цифровых водоканалов.

Представленная концепция технически реализуема. Внедрение концепции одновременно на всех объектах цифровизации в водоканалах пока сдерживается недостатком ресурсов: инвестиций, квалифицированного персонала, степенью совместимости средств ПО, а также особенностью периода  — необходимостью обеспечения безопасности критической информационной инфраструктуры РФ.

Реализация концепции заключается во внедрении стратегически обоснованных методов перестройки управления и экономики водоканала на основе широкой интеграции цифровых технологий с производственными и информационными активами при руководящей роли человеческого интеллекта