Меню

Электронная модель системы водоснабжения города

Разработка электронной модели систем водоснабжения и водоотведения и ее реализация на примере российского города

Аннотация

На основании требований, предъявляемых законодательством России, развитие водного хозяйства и инженерной инфраструктуры городов и населенных пунктов необходимо осуществлять в соответствии с проектами схем водоснабжения и водоотведения. При численности населения города более 150 тыс. человек данные схемы обязательно должны включать в себя электронные модели систем водоснабжения и водоотведения. Практика АО «МосводоканалНИИпроект» в области разработки схем водоснабжения и водоотведения городов России показала, что для построения полноценной электронной модели необходим значительный объем информации, включая данные по топологии всех существующих трубопроводов, геодезические отметки трубопроводов, характеристику водопотребителей и насос­ных агрегатов и др. Полный сбор данных и отображение информации в электронном виде может занимать большой срок. При отсутствии детализированной электронной модели у предприятия, эксплуатирующего систему водоснабжения и водоотведения, в рамках проекта по разработке схем водоснабжения и водоотведения обычно принимается решение о построении на первом этапе ее укрупненной версии, которая позволяет оценить и проанализировать работу магистральных трубопроводов, основных насосных станций и регулирующих емкостей. В дальнейшем, исходя из анализа и апробации модели и плана развития города и его инфраструктуры, разрабатываются перспективные модели. Специалистами института «МосводоканалНИИпроект» успешно реализованы электронные модели систем водоснабжения и водоотведения в составе схем водоснабжения и водоотведения Уфы, Иркутска, Пензы, Оренбурга. Представлен опыт разработки электронной модели систем водоснабжения и водоотведения на примере одного из городов России.

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Приложение N 15. Электронная модель схем водоснабжения и водоотведения

Приложение N 15
к схемам водоснабжения и
водоотведения городского
округа «город Якутск» до 2032 года

«Электронная модель
схем водоснабжения и водоотведения»

В соответствии с п. 11 правил разработки и утверждения схем водоснабжения и водоотведения, утвержденных постановлением Правительства РФ от 5 сентября 2013 г. N 782 электронная модель систем водоснабжения и водоотведения обязательна к разработке для поселений, городских округов с населением 150 тыс. человек и более. В городском округе «город Якутск» проживает более 300 тысяч человек.

Электронная модель схем водоснабжения и водоотведения не подлежит раскрытию согласно Указу Президента Российской Федерации от 22 мая 2014 года N 355 «О внесении изменений в Перечень сведений, отнесенных к государственной тайне, утвержденный Указом Президента Российской Федерации от 30 ноября 1005 г. N 1230», а также «Перечню сведений, подлежащих засекречиванию, Министерства Российской Федерации по делам ГО, ЧС и ликвидации последствий стихийных бедствий N 13с от 28 декабря 2007 года»

Описание
электронной модели схем водоснабжения и водоотведения ГО «город Якутск»

Электронная модель систем водоснабжения и водоотведения городского округа «город Якутск» сформирована на базе информационно-графической системы (далее по тексту — электронная модель).

Электронная модель была сформирована в целях:

— Создания единой информационной платформы для обеспечения мониторинга существующей системы водоснабжения и водоотведения города с возможностью корректировки, учитывая перспективное строительство;

— Проведения единой политики в организации текущей деятельности предприятий и в перспективном развитии всей системы водоснабжения и водоотведения города;

— Повышения эффективности информационного обеспечения процессов принятия решений в области текущего функционирования и перспективного развития систем водоснабжения и водоотведения города;

— Минимизации вероятности возникновения аварийных ситуаций в системах водоснабжения и водоотведения;

— Обеспечения устойчивого градостроительного развития города;

— Разработка мер для повышения надежности систем водоснабжения и водоотведения города.

Разработанная электронная модель предназначена для решения следующих задач:

— Создания общегородской электронной схемы существующих и перспективных сетей и объектов системы водоснабжения и водоотведения городского округа «город Якутск», привязанных к карте города;

— Сведения балансов водоснабжения и водоотведения;

— Оптимизации существующей системы водоснабжения и водоотведения (оптимизация гидравлических режимов, моделирование перераспределения нагрузок между источниками, определение оптимальных диаметров проектируемых и реконструируемых сетей и объектов и т.д.);

Читайте также:  Армированный полипропилен для отопления сварка

— Моделирования перспективных вариантов развития системы водоснабжения и водоотведения (строительство новых, и реконструкция существующих источников водоснабжения, перераспределение нагрузок между источниками, определение возможности подключения новых потребителей, определение оптимальных вариантов качественного и надежного обеспечения водой новых потребителей, строительство и реконструкция канализационных очистных сооружений и т.д.);

— Оперативного моделирования обеспечения водой потребителей при аварийных ситуациях;

— Мониторинга развития системы водоснабжения и водоотведения городского округа «город Якутск».

Электронная модель позволяет решить огромный ряд прикладных задач:

— Проведение паспортизации сетей водоснабжения и водоотведения;

— Проведение всех видов гидравлических расчетов системы водопровода и канализации.

Этапы
создания электронной модели системы водоснабжения и водоотведения городского округа «город Якутск»

Водоснабжение и водотведение

Электронная модель системы водоснабжения и водоотведения городов

В соответствии с требованием Федерального закона № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении» должны быть созданы схемы и электронные модели этих систем.

Под электронной моделью системы водоснабжения и водоотведения понимается — информационная система, включающая в себя базы данных, программное и техническое обеспечение, предназначенная для хранения, мониторинга и актуализации информации о технико-экономическом состоянии централизованных систем горячего водоснабжения, холодного водоснабжения и (или) водоотведения, осуществления механизма оперативно-диспетчерского управления в указанных централизованных системах, обеспечения проведения гидравлических расчетов.

В связи с этим использование геоинформационных технологий организациями, проектирующими и эксплуатирующими водопроводные и канализационные сети, становится обязательным условием, позволяющим решить поставленные Законами задачи.

Постановление Правительства РФ 5 сентября 2013 г. N 782 «О схемах водоснабжения и водоотведения» законодательно фиксирует необходимость создания электронных моделей систем водоснабжения и водоотведения городов и раскрывает требования к ним.

Геоинформационная система ZuluGIS и программно-расчетные комплексы ZuluHydro и ZuluDrain позволяют решать следующий набор задач, указанных в пункте 12 данного постановления:

  • графическое отображение объектов централизованных систем водоснабжения и (или) водоотведения с привязкой к топографической основе муниципального образования;
  • описание основных объектов централизованных систем водоснабжения и (или) водоотведения;
  • описание реальных характеристик режимов работы централизованных систем водоснабжения и (или) водоотведения (почасовые показатели расхода и напора для всех насосных станций в часы максимального, минимального, среднего водоразбора, пожара и аварий на магистральных трубопроводах и сетях в зависимости от сезона) и их отдельных элементов;
  • моделирование всех видов переключений, осуществляемых на сетях централизованных систем водоснабжения и (или) водоотведения (изменение состояния запорно-регулирующей арматуры, включение, отключение, регулирование групп насосных агрегатов, изменение установок регуляторов);
  • определение расходов воды, стоков и расчет потерь напора по участкам водопроводной и канализационной сетей;
  • гидравлический расчет канализационных сетей (самотечных и напорных);
  • расчет изменений характеристик объектов централизованных систем водоснабжения и (или) водоотведения (участков водопроводных и (или) канализационных сетей, насосных станций потребителей) с целью моделирования различных вариантов схем;
  • оценка выполнения сценариев перспективного развития централизованных систем водоснабжения и (или) водоотведения с точки зрения обеспечения режимов подачи воды и отведения стоков;

ИГС CityCom-ГидроГраф — решение задач водоснабжения и водоотведения

CityCom-ГидроГраф — это специализированная ГИС с комплексом подсистем для создания электронных моделей систем водоснабжения/водоотведения и решения производственных задач водоснабжающих предприятий

Базовый комплекс ИГС «CityCom-ГидроГраф»:
паспортизация сетей и оборудования водоснабжения/водоотведения

Базовый комплекс ИГС CityCom-ГидроГраф» состоит из двух компонент:

  1. Специализированной ГИС-платформы, разработанной для эффективного решения задач эксплуатации городских инженерных сетей: теплоснабжения. водоснабжения, водоотведения. электроснабжения, газоснабжения и т. д.
  2. Базы знаний, справочников и классификаторов предметных областей «водоснабжение» и «водоотведение», необходимых для паспортизации водопроводных и канализационных сетей и их оборудования

Базовый комплекс ИГС «CityCom-ГидроГраф» содержит всю функциональность, необходимую для графического представления и описания водопроводных и канализационных сетей на масштабном или условно-масштабном плане местности, включая базу данных паспортизации сетей и оборудования систем водоснабжения/водоотведения и инструментарий для ввода и корректировки данных.

Читайте также:  Не работает отопление салона опель

В состав Базового комплекса включены также все необходимые виды тематических раскрасок, графических выделений, справочных и отчетных документов, формируемых на основании информации, содержащейся в базе данных паспортизации.

ИГС «CityCom — ГидроГраф». Базовый комплекс.

Для получения дополнительных материалов и организации демо-доступа к подсистеме CityCom-ГидроГраф для систем водоснабжения и водоотведения необходимо отправить запрос

Подсистема существует в двух суботраслевых релизах: для напорных систем водоснабжения и для напорных и самотечных систем водоотведения. Каждый из суботраслевых релизов включает в себя полный набор функциональных компонент и соответствующих им информационных структур базы данных, необходимых для гидравлического расчета и моделирования сетей и систем водоснабжения/водоотведения любой сложности.
Успешно используется как для повседневной эксплуатации в водоснабжающих предприятиях, так и в качестве инструмента создания электронной модели в процессе разработки и актуализации схем водоснабжения городов (в соответствии с Федеральным законом 416-ФЗ «О водоснабжении»)

Размерность рассчитываемых сетей, степень их закольцованности, а также количество источников и насосных станций, работающих на общую сеть – не ограничены.

«Локализация аварий» — это одна из наиболее востребованных подсистем CityCom для систем водоснабжения, предназначенная для моделирования аварийных ситуаций, а также формирования и выдачи рекомендаций по переключениям с целью локализации и последующей ликвидации аварий.

Использование данной подсистемы вместе с подсистемой «Гидравлика» обеспечивает мощный производственный инструмент для создания и использования электронного диспетчерского тренажера для отработки навыков реагирования на аварийные ситуации.

Инструмент для автоматического построения продольного профиля трассы трубопроводов вдоль выбранного пути. На графическом документе изображается профиль земной поверхности, линия глубины заложения трубопроводов, уклоны и контруклоны, геометрические размеры колодцев, другая необходимая справочная информация.

Подсистема позволяет построить дерево стоков (зону канализования) для произвольного узла сети при возникновении засоров и подпоров, с созданием произвольного набора аналитических отчетов по найденному дереву стоков, образующих зону подпора.

Данный инструмент предназначен для ведения и обработки архива дефектов и повреждений на водопроводных и канализационных сетях. Каждая запись электронного журнала повреждений связана с конкретным участком или узлом сети, изображенным на схеме.

Повреждения могут быть изображены в графическом виде на схеме сетей специальными условными обозначениями, что дает возможность визуально оценить их территориальную распределенность и выявить зоны концентрации.

Вся история повреждения и дефектов сохраняется в журнале и накапливается. Это дает широкие возможности для анализа. Наличие данных в сочетании с используемыми в этой и других подсистемах алгоритмами их анализа, позволяют добиться заметного экономического эффекта от снижения аварийности.

Подсистема позволяет составить график первоочередных планово-предупредительных ремонтов, основанный на многофакторном анализ, включающем срок службы, степень физического износа, фактические показатели надежности (повреждаемость), гидравлические характеристики, данные технической диагностики.

Использование данного инструментария при планировании ремонтных кампаний обеспечивает наиболее эффективное использование доступных материальных ресурсы и ведет к устойчивому снижению аварийности и текущих затрат на ликвидацию повреждений, дефектов и аварий.

Подсистема «Переключения» предназначена для эксплуатации в диспетчерской службе водоснабжающего предприятия (водоканала) и позволяет вести электронный журнал фактических переключений на сетях.

На основании записей журнала переключений можно строить произвольные отчетные документы. Например:отчет диспетчера по переключениям за смену; отчет по всем переключениям за период, разрешенным данным диспетчером, либо осуществленным данной бригадой, и т. п.

Подсистема «Заявки» — один из основных элементов диспетчерской функциональности CityCom, одновременно являющийся наиболее естественным средством перманентной актуализации информационной модели эксплуатируемых сетей.

Подсистема «Заявки» реализует функционал диспетчерского документооборота и позволяет не только фиксировать и отслеживать все заявки с визуализацией объектов на схеме сети, но и контролировать ведение ремонтных работ, использование бригад, машин и механизмов.

Сопряжение «CityCom-ГидроГраф» с системами сбора данных телеметрии и данных, полученных с приборов учета, обеспечивает полный контроль работы водопроводной сети и поддержку принятия технологических и управленческих решений. Датчики и приборы учета порождают множество данных, SCADA собирают их в единый массив, CityCom умеет превращать данные в знания, необходимые для принятия обоснованных решений.

Читайте также:  Отопление с котлом добрыня

Подсистема «Абоненты» позволяет обеспечить единый источник данных об абонентах и не допустить расхождения информации в различных службах предприятия. Это важная для информатизации подсистема регламентного обмена данными позволяет существенно упростить работу различных служб предприятия.

В рамках ИГС «CityCom» возможно создание специального механизма автоматизированного регламентного обмена «абонентской» информацией с обособленными информационными системами, эксплуатируемыми в соответствующих службах водоканала.

Полное название данной подсистемы: «Анализ технико-экономических показателей режимов работы системы водоснабжения». Назначение — внедрение «безбумажной» технологии работы диспетчерской службы и обеспечение экономичных режимов работы источников, насосных станций, резервуаров чистой воды и регулирующих узлов.

Оценка экономического эффекта снижения аварийности в сетях водоснабжения

Фрагмент вебинара «Снижение эксплуатационных и производственных затрат водоснабжающего предприятия»

Как добиться снижения рабочих давлений в сетях водоснабжения

Фрагмент вебинара «Снижение эксплуатационных и производственных затрат водоснабжающего предприятия»

О выявлении и «расшивании» узких мест на примере ЗАО «Челныводоканал»

Фрагмент вебинара «Снижение эксплуатационных и производственных затрат водоснабжающего предприятия»

О расстановке регуляторов давления и разработке режимных карт для регулирования насосов с ЧРП

Фрагмент вебинара «Снижение эксплуатационных и производственных затрат водоснабжающего предприятия»

Пути и способы снижения затрат на примере водоканала Нижнего Новгорода

Фрагмент вебинара «Снижение эксплуатационных и производственных затрат водоснабжающего предприятия»

Паспортизация сетей водоснабжения/водоотведения

В Базовый комплекс входят процедуры технологического ввода, позволяющие корректно заполнить базу данных характеристик узлов и участков водопроводной или канализационной сети. Среди этих характеристик есть как необходимые для проведения гидравлического расчета и решения иных расчетно-аналитических задач, так и чисто справочные: материал колодца, балансовая принадлежность, телефон абонента и т.д. В рамках каждого информационного проекта имеется собственная классификация типов узлов, состоящая не менее чем из 4 позиций (источники водоснабжения, узлы присоединения объектов водопотребления, водопроводные колодцы, насосные станции). Количество типов узлов не ограничено, в среднем оно составляет 8-12. Участки сети водоснабжения, соединяющие смежные узлы, также могут быть классифицированы (например: внутридворовые, квартальные и магистральные водоводы).

У узлов и участков сети водоснабжения для каждого из классифицируемых типов имеется свой набор паспортных характеристик, согласуемых с заказчиком на этапе разработки технического задания. Паспорт узла или участка водопроводной сети может содержать несколько десятков параметров.

Практически все необходимые справочники и технологические классификаторы (материалы труб и колодцев, виды прокладки трубопроводов, типы арматуры и агрегатов и т. п.) также согласуются с заказчиком и поставляются в составе инструментария, что значительно упрощает и формализует ввод паспортов. Исключение составляют такие параметры, значения которых не могут быть выбраны из классифицированного ряда (нагрузки, длины, геодезические отметки и т. д.) и должны заноситься непосредственным заданием в соответствующие поля экранных форм.

Помимо семантической информации об объектах системы водоснабжения, паспортизация подразумевает и возможность создания графических детализированных схем узлов и участков сетей, содержащих информацию о коммутации трубопроводов внутри узлов, запорно-регулирующей арматуре, привязкам к местности, наличии и расположении технологического оборудования узлов тепловой сети (сальников, спускников, воздушников, компенсаторов и др.). Для этой цели служит специализированный графический редактор с набором всех необходимых примитивов. Особенность этого графического редактора состоит в том, что при создании изображения внутренней схемы узла он автоматически создает и включает в модель сети топологическую структуру связности второго (вложенного) уровня. Кроме того, имеется возможность одновременной паспортизации технологического оборудования, изображенного на этих схемах.

Имеется возможность включения в паспорта объектов произвольных документов, формат которых поддерживается операционной системой и установленными приложениями, например: фотоизображение объекта, видеофрагмент связанного с объектом события, договор с абонентом и т. п.