Побудова мережі

Побудова моделі мережі виконується інструментами розробленого модуля Редактор мережі. Для кожного виду мережі реалізовано свій редактор з набором стилів, шарів та прикладних інструментів. Розрахункова модель формується шляхом нанесення  топологічно ув’язаних об’єктів та заповнення їх вихідних параметрів.

Для створення моделі інженерної мережі попередньо виконується збір та обробка просторових та технічних даних, створюється карта-підоснова.

Набір інструментів та функцій розрахункового комплексу  дозволяє вирішувати наступні задачі по роботі з мережею:

• додавання графічних елементів та опису об’єктів мережі паралельно різними користувачами;
• редагування геометрій шляхом переміщення об’єктів, розвороту напрямку, заміни типу вузлового об’єкту, об’єднання лінійних ділянок, врізку та побудову вершин;
• графічного відображення об’єктів мережі з прив’язкою до топографічної основи;
• інвентаризації об’єктів мережі;
• опису характеристик реальних режимів роботи мереж постачання: почасові показники витрат та напору в години максимального, мінімального, середнього відбору, пожеж, аварій, залежності від сезону тощо;
• визначення витрат води, стоків, розрахунку витрат напору по ділянкам мереж;
• тематичного розфарбування за актуальними та історичними розрахунковими параметрами;
• завантаження растрових та векторних підоснов схеми, гібридів з комплексу просторових ресурсів, інтернет-сервісів тощо;
• пошуково-навігаційні задачі;
• ведення міток та коментарів на схемі;
• відміни дії побудови мережі чи наповнення паспортів.

Формування карти-підоснови

Формування електронної карти виконується на основі планшетної документації, растрових та векторних даних. Якщо вихідні дані знаходяться на паперових носіях, то попередньо зображення сканується і переводиться в електронний вигляд. Наступним кроком матеріали масштабуються, калібруються та прив’язуються до відповідної системи координат інструментами QGIS.

Для прив’язки вихідної растрової документації  використовуються векторні карти, дані дистанційного зондування, матеріали спеціалізованих графічних побудов, карти або гібриди з просторових ресурсів, інтернет-сервіси.

Всі вихідні  дані з’єднуються (зшиваються) у єдину карту-підоснову для подальшого використання при нанесенні інженерної мережі.

Ведення паспортних даних об’єктів

Паспорти об’єктів мережі створюються системою автоматично при нанесенні цих об’єктів на схему із власними унікальними згенерованими назвами. Подальша обробка, наповнення та редагування опису об’єкту може виконуватися в процесі або після завершення побудови геометрій. Атрибути об’єктів можна редагувати як з табличних форм, так і з паспортів об’єктів.

Атрибути паспортів та зв’язки між об’єктами відповідають Класифікатору об’єктів  мережі обраної інфраструктури, обов’язкові для внесення та розрахункові атрибути відрізняються кольором шрифту. Системою виконується основна  та додаткова перевірка коректності вводу даних:  на етапі створення паспортів та після побудови мережі і запуску розрахунку математичної моделі.

На етапі внесення паспортних даних та їх збереження виконується:

• перевірка не дублювання атрибутів,
• автоматичне генерування назв об’єктів,
• перевірка можливості редагування полів,
• автоматичний розрахунок/перерахунок довжин ділянок,
• обчислення витрат за абонентами та тарифним місяцем,
• каскадне заповнення атрибутів (фільтрування при заповненні атрибутів),
• перевірка типу та розмірності атрибуту.

На етапі запуску розрахункової моделі виконується:

• перевірка заповнення обов’язкових полів,
• перевірка коректності та несуперечливості введених даних,
• перевірка кардинальності зв’язків,
• перевірка геометрій.

Робота з таблицею атрибутів

Табличні дані можна обробляти, редагувати, сортувати, локалізувати та локалізувати обраний об’єкт на карті, редагувати значення атрибутів зі зміною стилів відображення об’єкту або зі зміною типу самого об’єкту.  За допомогою вбудованих фільтрів налаштовується  відображення форм із можливістю подальшого копіювання, обробки, друку тощо.

Експорт в Excel

Для копіювання та обробки характеристик об’єктів мереж засобами Excel розроблена одноіменна функція з можливістю вибору типів об’єктів та шляху для збереження файлу на диску у форматі xls .

Вивантажений файл містить згруповані за вкладками об’єкти із власним переліком атрибутів згідно Класифікатора об’єктів  мережі та з поточним наповненням.

Медіаматеріали

До паспорту кожного об’єкту мережі системними інструментами можуть додаватися файли різних типів та призначення: фото зовнішнього або внутрішнього вигляду обладнання, результати обстежень, заводські характеристики та паспорти, проектні та робочі матеріали, випробувальні та ремонті акти, схеми, розрізи, тощо.

Додаватися можуть файли будь-якого розширення з  обмеженням їхнього розміру. Завантажені файли типів png та jpg будуть мати попередній перегляд, файли doc(х), xls(х), txt  будуть підсвічуватися  на формі різними кольорами. Будь-які файли можна зберігати на диску ПК,  визначати їхню категорію та опис.

На формі перегляду та завантаження медіа файлів вказано обсяг та залишок сховища даних.

Редактор кривих

Окремі параметри роботи обладнання або зміни показників визначаються у формі графіків і задаються в системі кривими залежності.

Криві залежності можуть описувати зміни втрат напору, ефективності, продуктивності роботи, об’єму тощо. Системними інструментами можна описувати криві та призначати їх конкретним моделям обладнання.

Редактор шаблонів

Для опису зміни кількісних показників та показників роботи обладнання в часі застосовуються Шаблони – почасові графіки навантаження.

Шаблони можуть застосовуватися для опису роботи таких об’єктів водопостачання як Джерело, Насосна станція, також за шаблонами може рахуватися Вартість електроенергії, Витрати споживачів.

Редактор адрес

Системою виконується підтримка адресного реєстру з можливістю виправлення, додавання та видалення назв в межах проекту, зручною навігацією по редактору. Для різних підсистем у межах одного міста можна застосовувати єдиний реєстр адрес

Каскадне заповнення атрибутів

Каскадне заповнення паспортних атрибутів об’єкту реалізовано для спрощення та підвищення точності наповнення  паспортів даними. При каскадному заповненні виконується фільтрування обов’язкових для заповнення полів в залежності від обраного словника та деактивуються зайві атрибути. Відільтровані обов’язкові для заповнення поля перевіряються при запуску розрахунку.

Додавання додаткових параметрів об’єктів

Системою передбачено підтримку додаткових атрибутів для різних об’єктів. Призначений додатковий параметр буде застосований для всіх об’єктів даного типу робочої мережі, відображатися та заповнюватися в паспорті, зберігатися при експорті та імпорті проекту, брати участь у пошуково-навігаційних запитах.

Розрахунки мереж

Розрахунки мереж виконуються за допомогою вбудованого модулю, який працює на базі алгоритму розрахунків комплексу Епанет.

Перед проведенням розрахунків виконується перевірка побудови мережі на коректність логічних та топологічних зв’язків, повноту та точність вихідних даних.

Отримані помилки побудови мережі містять інформацію про тип помилки, ключ об’єкту та якщо помилка стосується вводу атрибутів – назви цих атрибутів. За ключом об’єкту з форми виводу помилок  побудови мережі здійснюється перехід до паспорту з некоректними даними. Розрахунки  можуть тривати від кількох секунд до кількох хвилин і залежать від обсягу даних і розміру мережі.  При виведенні системою сповіщень про помилки розрахунки не будуть проводитися до усунення помилок.

Окрім помилок вихідних даних система може сповіщати про особливості роботи мережі (від’ємні тиски, перекриті ділянки та споживачів), особливості побудови мережі,  особливості вхідних параметрів, на котрі слід звернути увагу, тощо. При виводі попереджень розрахунки проводяться та зберігаються в системі.

Результати розрахунків зберігаються в БД та виводяться у формі табличних або паспортних розрахункових атрибутів,  підлягають подальшому просторовому та, при накопиченні, історичному аналізу. Результати гідравлічних розрахунків не підлягають редагуванню з форми паспортів, а оновлюються лише при зміні конфігурації та перерахунку мережі.

При гідравлічних розрахунках може враховуватися формула Емітера для Споживачів з недостатнім тиском для подачі води, виконуватися розрахунок за максимальними, мінімальними та середніми показниками навантаження, та погодинним навантаженням на мережу.

Гідравлічні розрахунки Ріком дозволяють:

• Виявити недостатні та надлишкові напори в системі;
• Перевірити фактичне положення системи при максимальному навантаженні;
• Визначити вплив джерел на вузли споживання;
• Перевірити роботу системи на надійність;
• Знайти перенавантажені ділянки мереж, що лімітують пропускну здатність трубопроводів;
• Проводити щорічний аналіз та оцінку ефективності роботи мереж;
• Моделювати систему для отримання оптимального режиму роботи з урахуванням надійності системи;
• Оцінити вплив на систему при збільшенні або зменшенні споживання з урахуванням перспективи розвитку.

Для мереж водопостачання розраховуються тупікові та кільцеві мережі, з урахуванням підвищень напору насосними станціями, обмежень тиску, роботу декількох джерел, розраховуються  нестаціонарні режими, у тому числі гідроудар.

Гідравлічний розрахунок самотічних и напірних систем каналізації дозволяє виконувати підбір діаметрів, проектування висотної схеми, побудову продольного профілю, аналіз стану та ефективності роботи мережі водовідведення з визначенням вузьких місць та засмічень.

Розрахунковий комплекс дозволяє моделювати поведінку системи в різних умовах з метою оцінки їхнього впливу на режим роботи мережі.

Аналіз мережі за результатами  розрахунків

Тематичне розфарбування

Одним із видів просторового аналізу результатів розрахунків комплексу Ріком є  налаштована стилізація елементів на карті за заданими критеріями. Таким чином можна розфарбовувати ділянки трубопроводу за наступними тематичними показниками:

• зона впливу джерела
• швидкість води
• втрати напору
• питомі лінійні втрати напору
• витрати води
• напір

Ділянки мережі розфарбовуються відповідно до розрахованих значень показника, що розшифровуються в описовій легенді шару. Додаткове налаштування кольорів та стилів відображення також можливе.

В комплексі зберігаються три останні розрахунки, проведені без помилок. Будь-які два розрахунки можна порівняти між собою, більш тонкими лініями будуть виділені новіші розрахунки, а більш товстими – старіші. Виконується управління шарами, перегляд легенди,  налаштування та збереження стилів відображення.

Побудова маршрутів за /проти напрямку течії та кілець

Аналіз потоків мережі  з визначенням напрямку  потоку води виконується інструментами Ріком  з будь якої точки схеми, при обранні вузла та напрямку руху течії: за, проти.

Побудова кілець

Аналіз мережі на наявність кілець потоку води або кілець труб виконується засобами Ріком. Функція відображення кілець труб враховує вимкнені ділянки і виключає кільця з такими ділянками з відображення.

Комутаційні завдання

Моделювання аварійної ситуації виконується шляхом  ізолювання потрібної ділянки із визначенням переліку запірних та трубних секцій, котрі від’єднуватимуть дану ділянку від водопостачання, та складанням переліку  відімкнених від водопостачання об’єктів. За результатами розрахунку на схемі буде відображено вимкнені ділянки та Споживачі, виділені непрацюючі запірні пристрої, котрі знаходяться на маршруті, але не можуть забезпечити перекриття, а також сформовано звіт з переліком об’єктів мережі, що попали під відключення: споживачів, запірних пристроїв, ділянок та, опційно, інших об’єктів.

Також, буде обраховано загальний об’єм злитої води з перекритих ділянок. Звіт можна додатково налаштовувати, експортувати в ексель, локалізувати об’єкти на карті та паспортах.

Аналіз за допомогою графіків

П’єзометричний графік

П’єзометричний графік є одним з основних інструментів аналізу результатів розрахунків для водопровідних мереж. Цей графік відображає зміну напору у вузлах між обраними точками мережі, показує, чи достатній рівень напору на кінцевих споживачах відносно мінімального за вимогою.

Маршрут мережі будується за вказаними вузловими точками за напрямком потоку води для ділянок з наявністю течії (швидкості) і може мати кільцеві маршрути.

За побудованим маршрутом формується п’єзографік, основна ламана котрого відоборажає зміну та показники повного напору води.  У підвалі п’єзографіку виводяться основні характеристики вузлів вздовж маршруту.

Інструментами комплексу можна розширити/скорегувати діапазон атрибутів, що виводяться на схему.

Усі об’єкти п’єзографіку інтерактивні, можна здійснювати перехід  на карту та паспорт з форми п’єзографіку для зручності виконання аналізу мережі.

Поздовжній профіль

Одним з основних інструментів аналізу результатів розрахунків для каналізаційних мереж є побудова поздовжнього профілю. Профіль зображує лінії позначки землі, лотків, глибини колодязів, діаметрів, ухилів трубопроводів, а також наповнення колодязів і ділянок мережі водовідведення за обраним маршрутом, наприклад, від споживача до одного з колодязів.

Формується за побудованим на схемі маршрутом з виведенням в підвалі основних характеристик вузлів ділянки та з можливістю налаштовувати додаткові характеристики для відображення.

Виконується управління масштабом та переміщенням, збереження у інших форматах, друк профілю.

Усі об’єкти профілю інтерактивні, можна здійснювати перехід  на карту та паспорт об’єкту профілю.

Пошук та локалізація результатів

Пошукові функції представлені в Ріком універсальним пошуком – можливістю пошуку серед усіх об’єктів та їх атрибутів, та пошуком за визначеними характеристиками об’єкту – атрибутивним пошуком. А також здійснюється багаторівневий пошук у знайденому результаті.

Пошук здійснюється за основними операторами (містить, не містить, дорівнює, не дорівнює) для числових, текстових атрибутів, словникових, а також за ID об’єкту.

Результати пошуку виводяться в таблиці та локалізуються на карті, з локалізацією обраного  об’єкту, переходом до його паспорту.