Геоинформационная система корпоративных инженерных сетей и коммуникаций

УДК 004.94

Т. В. МАКСИМЕНКО

ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА КОРПОРАТИВНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ И КОММУНИКАЦИЙ

Рассмотрены вопросы автоматизации и информационного обеспечения процессов эксплуатации и развития инженерных сетей и коммуникации систем жизнеобеспечения предприятия на базе геоин-формационных технологий.

Ключевые слова: инженерные сети, моделирование, базы данных, геоинформатика.

Разработка и внедрение информационного обеспечения процессов эксплуатации и развития комплекса инженерных сетей и коммуникаций любого предприятия позволяет значительно повысить степень эффективности и надёжности функционирования соответствующих служб. Качество и оперативность принимаемых решений специалистами различного уровня в первую очередь зависят от точности и объективности исходной информации и, в конечном итоге, в значительной степени определяют экономическую эффективность работы инженерных эксплуатационных служб.

По функциональному признаку в структуре инженерных сетей и коммуникаций можно выделить службы, отвечающие за:

обслуживание сетей водоснабжения, водоотвода и отопительных систем; обслуживание электрических сетей, уличное освещение и т. п.;

в охранную сигнализацию;

обслуживание линий связи;

кондиционирование и вентиляцию.

Все эти службы выполняют свои специфические функции и в то же время тесно взаимодействуют между собой. В связи с этим неправомерно рассматривать объекты этих служб как изолированные, так как возникают постоянно ситуации, когда необходимо учитывать информацию об объектах и процессах, происходящих в других службах.

Первый этап разработки системы автоматизации и информационного обеспечения процессов эксплуатации и развития комплекса инженерных сетей обычно связан с выбором концептуального подхода и выработкой основных принципов построения. В основе этого выбора лежит создание информационной модели описания инфраструктуры комплекса инженерных сетей и коммуникаций предприятия.

© Т. В. Максименко, 2006

Построение адекватной информационной модели пространственных данных основано на формальном подходе к описанию всех объектов инженерных сетей и коммуникаций, а также их топологических и функциональных связей.

Основу такой модели составляют базовые пространственные объекты, которые служат в дальнейшем основой для пространственной привязки всех реальных пространственных и непространственных объектов.

Каждый базовый пространственный объект (БПО) модели имеет:

идентификатор;

в базовые пространственные данные (координатные описания);

адресное описание (структурированный набор атрибутивных данных, позволяющий однозначно идентифицировать любой пространственный объект);

атрибутивную информацию;

в топологические связи.

Учитывая особенности обслуживания корпоративных инженерных сетей и коммуникаций, традиционно выделяют три иерархических уровня. Для каждого уровня характерен свой набор задач.

Первый уровень - уровень канализации, включающий в себя линейные сооружения местной канализации (комплекс технических средств, состоящих из кабелей, муфт кабелей, линейного оборудования и кабельной канализации). Для работы с первым уровнем необходимо учитывать, что большинство данных содержат информацию не только о свойствах объектах, но и, прежде всего, об их пространственном положении.

Второй уровень - уровень коммутационного оборудования в зданиях и сооружениях. Здесь так же необходимо учитывать не только описание свойств объектов, но и их пространственное положение.

Третий уровень содержит информацию нижнего уровня, которая уже связана непосредственно с помещениями и с обслуживанием потребителей.

Совокупность данных, описывающих комплекс инженерных сетей и коммуникаций, представляет собой прекрасный пример органичного сочетания данных графических (пространственных) и данных описательных (атрибутивных). При этом пространственное расположение объектов и их элементов является их определяющим фактором.

Такие модели информационной поддержки чаще всего реализуются в рамках применения геоинформационных систем (ГИС), которые интегрируют технологии работы с базами данных, процедуры математического анализа и методы картографического представления результатов применительно к задачам накопления, обработки и представления разнообразной пространственно-распределённой (геопространственной) информации.

Отметим, что ГИС в настоящее время становятся всё более универсальной средой для интеграции самых различных информационных технологий и построения многофункциональных корпоративных информационно-аналитических и управляющих систем.

Особенностью архитектуры предлагаемой ГИС инженерных сетей и коммуникаций является использование модульного принципа, включающего создание прикладных подсистем на базе стандартной многофункциональной геоинформационной системы и реляционной модели базы данных. Система содержит следующие модули ГИС инженерных сетей и коммуникаций:

а) электрические сети (ТП, заземление, кабельные коммуникации, электрощитовые, разводка по этажам, кабинетам, жилым комнатам и т. п.);

б) водоснабжение и канализация (подземные сооружения, колодцы, гидранты, разводка по зданиям и т. д.);

в) теплоснабжение (тепловые сети, тепловые пункты, элеваторные узлы, разводки по зданиям и т. д.);

г) телефонные сети (кабельные линии, колодцы разводка по зданиям, ЮРТ и т. д.);

д) вентиляция и кондиционирование (установка вентиляторов, воздуховоды и каналы, разводка по зданиям и т. д.);

е) модуль администратора системы.

Модуль администратора системы является

связующим звеном всей системы. Он координирует и контролирует работу служб главного инженера по работе с системой. Изменение параметров БПО возможно только в модуле администратора.

Архитектура системы открытая и обеспечивает возможность наращивания её функциональных возможностей эволюционным путём, т. е. без необходимости полной перестройки системы.

Система использует универсальное хранилище для данных большого объёма и произвольного уровня сложности. В качестве информационных элементов могут быть использованы векторные и растровые изображения, текст, графика, видеофрагменты, звук и т.д.

На основе широко известной геоинформационной системы АгсУюуу было разработано программное обеспечение ГИС корпоративных инженерных сетей и коммуникаций, которое обеспечивает:

работу с пространственной моделью данных, включающей объекты в линейных системах координат, узлы как отдельный тип объектов, наложенные линейные объекты типа маршрутов, возможность работы с растром;

работу с неограниченным объёмом данных, распределённых по сети;

топологическую корректность всех пространственных данных;

объектно-ориентированный подход одновременно с послойным представлением данных;

средства динамического взаимодействия между различными слоями.

Основу представленной системы составляют картографический цифровой план со связанной с ним базой данных технической информации и специализированное программное обеспечение, предназначенное для ввода информации, её актуализации, отображения информации по запросам пользователя в объёме и детализации для каждого конкретного случая.

В данной системе осуществляется комплексная обработка информации на протяжении всего «жизненного цикла»: сбор данных, хранение, обновление, различное представление и т. д. Для хранения используется база данных с характерным широким набором средств хранения данных, собираемых с помощью разных методов и технологий. При этом следует подчеркнуть, что она объединяет в себе как обычную (цифровую) информацию, так и графическую.

Как система представления информации система является развитием авторизированной системы документационного представления информации с использованием карт, схем. Это позволяет значительно эффективнее передавать комплексную информацию, используя карты, съёмы, по сравнению с таблицами и текстовым описанием. Технология представления данных позволяет оперативно получать визуальное представление картографических, схематичных данных с

различными нагрузками, показать пространственные взаимосвязи, получать атрибутивные данные в виде таблиц, диаграмм и диалоговых окон.

Работа с программой основана на выполнении запросов к базе данных и представлении полученной информации в виде диалогов, диаграмм, графическом и табличном видах. Построение запросов осуществляется на основе встроенного языка в ArcView Avenue. С помощью этого языка также настраивается и пользовательский интерфейс.

Рассмотрим возможности ГИС корпоративных инженерных сетей и коммуникаций на примере работы с отдельными модулями.

Модуль работы с телефонными сетями позволяет представить информацию о расположении телефонной сети на плане на разных уровнях детализации, позволяет создавать на плане, редактировать, получать и анализировать информацию об объектах телефонной сети: устройства коммутации, линейные сооружения и т. д.

Модуль телефонных сетей имеет трёхуровневую структуру, которая полностью покрывает весь спектр задач обслуживания корпоративных телефонных сетей.

На карте в отдельных слоях прорисованы все линейные соединения (колодцы, трубы, кабели). Кабельные соединения описаны с точностью до пары. При работе с картой канализационных соединений с помощью запросов к базе данных можно узнать все характеристики кабеля, его путь, проследить, какие пары в кабеле заняты телефонными номерами, свободны и нерабочие. Все связи кабеля можно проследить на карте.

Для работы со вторым уровнем прорисовано всё коммутационное оборудование (шкафы, кроссы), также прорисована разводка телефонных номеров внутри зданий. Выделяя любой элемент, можно ознакомиться не только с информацией о данном элементе, но и проследить весь путь этой пары или всего кабеля на всех схемах и картах.

Для обслуживания абонентов используется в основном работа с поэтажными планами корпусов и базой данных абонентов.

Модуль работы с энергетическими сетями также имеет многоуровневую структуру, помимо картографической основы и данных описательного характера содержит схемы электрические принципиальные отдельных объектов.

На карте прорисован генплан электрических сетей, общая однолинейная схема электрического питания, включая уличное освещение, заземление.

На поэтажных планах корпусов прорисованы этажные щиты с разделением на силовые, электроосветительные, компьютерные сети и дежурное освещение. Так же в отдельных слоях прорисована пожарная и охранная сигнализация. При работе с модулем электрических сетей также можно проследить все пути силовых кабелей.

Разработанная ГИС инженерных сетей и коммуникаций позволяет повысить качество, облегчить доступ к картографической и технической информации по инженерным сетям и сооружениям, обеспечить её оперативное предоставление по первому требованию в необходимых для конкретной ситуации объёмах и уровню детализации.

Использование ГИС инженерных сетей и коммуникаций даёт возможность накапливать и анализировать комплексную информацию, оперативно находить нужные сведения и отображать их в удобном для использования виде. Применение ГИС-технологий позволяет резко увеличить оперативность и качество работы с пространственно-распределительной информацией по сравнению с традиционными «бумажными» методами.

Дальнейшее развитие представленной ГИС инженерных сетей и коммуникаций связано, прежде всего, с расширением функциональных возможностей модулей ГИС инженерных сетей и коммуникаций.

ввеееооаоовоовоооФэе)

Максименко Татьяна Валентиновна, ассистент кафедры САПР, ведущий программист центра геоинформационных технологий УлГТУ.

»