E LINKX
Google překladač: English Deutsch

Exkluzivní partner sekce

Siemens
SOLIDWORKS
Siemens

GOPAS - CAD kurzy

Více kurzů

StreamTech.tv

streamtech tv-logo

Podnikový GIS vodovodu a kanalizace

Vodohospodářská infrastruktura vyžaduje tvorbu, správu, prohlížení GIS dat a tiskové výstupy. Aktuální informace o datech jsou velmi důležité jak pro provozní společnost, tak pro vlastníka infrastruktury z hlediska střednědobého a dlouhodobého plánování a využívání pro podání žádosti z kohezních fondů Evropské Unie. Aby bylo možno data maximálně využít, je nutné mít k nim přístup kdykoliv a odkudkoliv.
Hodnota GIS je plně doceněna, jestliže data, a to jak „statická“, tak „dynamická“ (např.data ze systému SCADA, sledování aut využitím GPS) jsou přístupná co nejširšímu okruhu pracovníků společnosti, kteří na jejich základě provádějí analýzy, rozhodnutí nebo plánují.

Nároky na GIS vodovodních a kanalizačních systémů

Základními potřebami vodovodních a kanalizačních systémů jsou:
  • Tvorba, skladování a prohlížení geodat v digitální podobě.
  • Jednoduchá a efektivní údržba dat.
  • Dostupnost všech dokumentů (např. původní projektová dokumentace, příručky o strojním zařízení) a digitálních dat kdykoliv a odkudkoliv.
  • Využití GIS jak provozní, tak majetkovou společností
Využitelnost GIS zejména pro vodárenské společnosti lze shrnout následovně:
  • Plánování střednědobých a dlouhodobých investic do infrastruktury sítě města.
  • Aktualizace provozní a majetkové evidence podle zákona č. 274/2001 Sb.
  • Plánování rekonstrukce kanalizační a vodovodní sítě.
  • Další využitelnost dat pro zpracování generelu kanalizace a vodovodu za podpory možného získání prostředků z kohezních fondů EU.
  • Praktické využívání při denním řešení provozních problémů vodohospodářské infrastruktury, jako jsou reklamační jednání, stížnosti apod.
  • Snižování ztrát vody ve vodárenském systému.
Více informací včetně příkladové studie jsou k dispozici v literatuře [1] a [2].
Z pohledu nároků na využití distribuce geodat lze uvést následující schéma.


Ve vodárenské společnosti je zodpovědnost za správu a údržbu dat na GIS či IT oddělení. Skupina expertů využívá tlustého klienta tj. např. ArcGIS nebo i jiné produkty na řešení vlastních úkolů (např. sběr, údržba, aktualizace a analýza dat, apod.).
Další skupina (Uživatelské zkušenosti) využívá GIS pouze na úrovní běžného uživatele, např. potřebuje si zobrazit zájmovou lokalitu, najít v něm odpovídající geodata a exportovat je mimo prostředí GIS, nebo vytisknout mapovou sestavu. V tomto případě se jedná o manipulaci se stávajícími daty.
Poslední skupinou, která je nejpočetnější jsou pracovníci (Minimální zkušenosti s GIS), kteří mají minimální znalosti s GIS, přesto využívají výstupy GIS pro svoji práci. Jedná se o pracovníky, kteří především data prohlížejí. Příkladem může být pracovník Call Centra ve vodárně, který podává informaci zákazníkovi o stavu rekonstrukce vodovodního řadu v ulici, kde bydlí.
Data mohou být nejen „statická“, tj. informace o stávajícím zařízení, ale i „dynamická“. Jedná se o zobrazení aktuálních dat ze systému SCADA, která mohou tak být přístupna širšímu okruhu uživatelů než jen v rámci dispečinku. Obdobně se jedná také o „dynamická “ data, která zpřístupňují informace o vytížení a provozu aut.

Využití GIS při provozu vodovodních a kanalizačních síti

Níže jsou uvedeny příklady využití GIS pro provoz vodovodních a kanalizačních sítí.

Identifikace úniků vody

GIS lze využít pro mapování úniků ve vodovodní síti. Na obr. 1 je ukázka lokalizace úniků vody ve vodovodní sítě města Riverside. Polohy úniků vody zobrazí problematické místa ve vodovodní síti.. Úniky jsou nejen zobrazeny, ale obsahují popisné informace, např. o jejich evidenci, příčině úniků, jejich odstranění, historií apod.

Obr. 1 Identifikace úniků (Western Water District)
Obr. 1 Identifikace úniků (Western Water District)

Plánování rekonstrukce sítí předpovědními informacemi

Lokalizace úniků vody v kombinaci s informacemi o materiálu a stáří potrubí jsou parametry k určení priorit rekonstrukce vodovodních sítí. Na obr. 2 je ukázána vodovodní síť města Kočani (Makedonie). Součástí zpracování Generelu zásobování pitnou vodou byla řešena problematika rekonstrukce vodovodního potrubí. Vodovodní potrubí je rozděleno do 3 kategorií podle priorit jejich výměny.
Priorita 1 označuje potrubí, která vyžadují výměnu nejrychleji. Většinou se jedná o potrubí z AC nebo PVC, kde byly detekovány úniky vody. Na základě délek potrubí, navrženého materiálu a priorit výměny potrubí byl vytvořen program rekonstrukce vodovodní sítě. Na jejich základě se stanovily celkové náklady. V případě města Kočani se jedná o celkovou (zahrnující všechny 3 priority) částku cca 7 mil. €. Více informací o projektu je uvedeno v článku [3].

Obr. 2 Program rekonstrukce vodovodního potrubí (Kočani, 2005)
Obr. 2 Program rekonstrukce vodovodního potrubí (Kočani, 2005)

Integrace se stávajícím softwarovým vybavením (SCADA, ZIS, aktuální polohu firemních aut)

Stávající informace ze sytému SCADA, ZIS a aktuální poloze aut lze rozšířit v rámci celé společnosti, a to implementací do GIS.
Na obr. 3 je uvedena ukázka propojení systému SCADA s GIS pro vodárenskou společnost Olivenhain, USA. Výhodou tohoto řešení je jednak využití stávajícího softwarového vybavení a rozšíření informací ze systémů SCADA v rámci vodárenské společnosti. Informace o průtocích, tlacích a výšek hladin ve vodojemech jsou k dispozici nejen v dispečinku, ale jsou dostupné i např. pro pracovníky Call Centra.
Na základě těchto informací je možné informovat zákazníky o poklesu tlaku ve vodovodní síti a např. nezásobení lokality pitnou vodou. Pracovník má k dispozici nejen aktuální hodnoty ze systému SCADA, ale zároveň jsou zde uvedeny maximální a minimální přípustné hodnoty. Barevné rozlišení aktuálních hodnot umožňuje okamžitě identifikovat, zda hodnoty ze systému SCADA jsou v požadovaném rozsahu.

Obr. 3 GeoViewer OnLine - implementace stávajícího systému SCADA do GIS (Olivenhain Water District)
Obr. 3 GeoViewer OnLine - implementace stávajícího systému SCADA do GIS (Olivenhain Water District)

Další možností rozšíření stávajících informací je propojení se zákaznickým informačním systémem. Informace se ZIS jsou propojeny s jednotlivými místy odběratelů, např. parcely.
Propojením systémů monitorování aut a GIS získá vodárenská společnost nástroj pro okamžitý zásah v případě poruchy potrubí. Dlouhodobým sledováním pohybu aut lze optimalizovat náklady vodárenské společnosti.

Odvádění dešťových vod

Na obr. 4 je ukázka GIS projektu odvádění dešťových vod. Cílem projektu je sjednocení stávajících datových zdrojů o dešťové kanalizaci na území okresu Los Angeles. Projekt vytvoří informační nástroj pro řešení problematiky dešťových vod z povodí a pro údržbu dešťové kanalizace.
Více informací o pilotním projektu naleznete na http://www.lastormdrains.net/

Obr. 4 Využití GIS pro odvádění dešťových vod z okresu Los Angeles
Obr. 4 Využití GIS pro odvádění dešťových vod z okresu Los Angeles

GIS a vodohospodářská infrastruktura

Aplikace GeoViewer OnSight umožňuje prohlížení dat o vodohospodářské infrastruktuře využitím Internetu nebo Intranetu.
Systém je navržen tak, aby ho mohl snadno ovládat kdokoliv během velmi krátké doby. GeoViewer OnSight umožňuje podívat se panoramatickým pohledem po celém zařízení, získat informace o dokumentech a provozních datech, která jsou dostupná pomocí hypertextových odkazů.

Aplikace je flexibilní a může zahrnovat např. následující informace:
  • Základní informace o zařízení.
  • Provozní poznámky o zařízení.
  • Informace o údržbě a spolehlivosti zařízení.
  • Aktuální zobrazení dat ze systému SCADA.
  • Libovolný naskenovaný dokument lze připojit k GeoViewer OnSight.

Obr. 5 Čerpací stanice – Bergamot (Riverside, USA)
Obr. 5 Čerpací stanice – Bergamot (Riverside, USA)

Aplikace slouží nejen k prohlížení dat, ale umožňuje provozním pracovníkům např. vkládat záznamy o údržbě zařízení, aktualizovat data při změně zařízení a stahovat aktuální měřená data ze systému SCADA. Kromě toho lze připojit stávající projektovou i textovou dokumentaci, která je naskenovaná a přístupná pomocí hypertextového odkazu k danému objektu.

Proto lze využít stávající podklady jako jsou například:
  • Stavební výkresy.
  • Manuály o zařízení.
  • Specifikace zařízení a firemní dokumentace.
  • Obrázky a videa nebo jakýkoliv další dokument, který potřebujete mít k dispozici.
Aplikace GeoViewer OnSight se nemusí omezovat jen na technické údaje o zařízení. Otevřenost řešení umožňuje využít aplikaci i pro ekonomické účely, zejména pro zhodnocení majetku a odpisy stávajících objektů. Tímto způsobem existuje možnost propojit informace GIS s ekonomickým systémem.

Atlasy (pasporty) vodovodních a kanalizačních sítí

Výstupy z GIS lze využít pro provozní pracovníky. Provozní pracovníci často používají podklady se svými poznámky. Ručně psané poznámky lze těžko dohledat a je obtížné najít, která z poznámek je aktuální. Pokud dojde ke změně stavu vodovodní nebo kanalizační sítě, provozní pracovník si změnu buď uvede do poznámek nebo musí dostat novou mapu.
Na obr. 6 je ukázka z atlasu vodovodní sítě s detailem. Atlas vodovodní sítě je přímým výstupem z GIS, včetně detailu. Jakékoliv změny vedení potrubí, průměru lze ihned aktualizovat do atlasu využitím GIS.

Obr. 6 Atlas vodovodní sítě
Obr. 6 Atlas vodovodní sítě

Součástí atlasu je seznam vodovodních objektů (např. uzávěry, hydranty, potrubí, šachty) se seznamem atributů, které provozovatel využívá. Jedná se např. o polohu uzávěru, průměry a sklony potrubí mezi šachtami, apod.

Závěr

Distribucí geodat v provozní společnosti se dosáhne plnohodnotného využití GIS pro různé úrovně uživatelů. Distribuovaný GIS umožní jednak větší znalost o infrastruktuře a dále zefektivnění budoucích plánů investic do infrastruktury sítě města nebo vyšších územních celků. V neposlední řadě lze význam využitelnosti dat vidět nejen pro další vodohospodářské účely, ale i pro každodenní řešení provozních problémů.

Literatura

[1] Vyčítal, J: Plány rozvoje vodovodů a kanalizací s vazbou na GIS, SOVAK, 4/2005, ISSN 1210-3039, 2005
[2] Samuel, M., Vyčítal: Trends of GIS in water & sewerage systems, International Symposium GIS Ostrava 2006, Proceedings, ISSN 1213-2454, VSB – TUO 2006, editor: Jan Růžička
[3] Havlik, V., Vycital, J.: Macedonia develops distribution master plan, World Water and Environmental Engineering, Volume 29, Issue 4, July/August 2006, pp. 20-21, 2006
[4] Internetový odkaz na firmu Nobel-Systems: www.nobel-systems.com

Jarmil Vyčítal pracuje ve společnosti Hydroprojekt CZ, divizi Infrastrukturních staveb a Hydroinformatiky.
Michael Samuel pracuje ve společnosti Nobel Systems.