CC BY
26
УДК 680.3+556.5
Ю.П. Стародуб, А.П. Гаврись
ВИКОРИСТАННЯ ДОПОМ1ЖНОГО ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ HEC-GEORAS ТА HEC-RAS В ПРОЕКТ1 П1ДВИЩЕННЯ СТАНУ БЕЗПЕКИ ТЕРИТОР1Й
Показана необхiднiсть використання програмного забезпечення НЕС-ОеоРЛЗ та HEC-RAS в проектi пiдвищення стану безпеки на терип^ях, якi можуть пiддаватися затопленню внаслiдок повеней. Наведен методологiчнi основи та алгоритм роботи даного програмного забезпечення. Запропоновано використання методу Делфi для дост^рноТ, неупередженоТ та належноТ оцiнки якостi продукту проекту пщвищення стану безпеки територм. Проведено порiвняння отриманих даних затоплення з прогнозованими даними руйнування будiвель, отриманими на основi затоплень попередых рокiв. Рис. 4, ист. 15.
Ключовi слова: програмне забезпечення, управлЫня проектом, стан безпеки територiй, моделювання водозбiрних басейнiв, продукт проекту, яюсть продукту проекту, оцiнка якостi, метод Делфк
054
ВСТУП
Постановка проблеми у загальному вигляд'1 та й"зв'язок ¡з важливими науковими чи практичними завданнями. Управлшня проектом пщвищення стану безпеки територш - це застосування знань, навичок, шструменлв I метод1в до роб1т проекту для задоволення вимог, що висуваються до цього проекту, а також конкретно до процесу моделювання водних об'еклв. Такий пщхщ потребуе результативного управлшня процесами моделювання надзвичайних ситуацш [15].
Процес управлшня проектом моделювання водозб1рних басейшв - це наб1р взаемопов'язаних д1й та операц1й, здшснюваних для моделювання водозб1рних басейн1в, ранпв стоку та моделювання територ1Т пщтоплення [2]. Процес характеризуеться своТми входами (вихщними даними), 1нструментами та методами моделювання, як1 можуть бути застосоваш, а також результуючими виходами (продуктом проекту).
Мета статт'1. Мета та завдання дослщжень: розкрити методолопчш основи використання програмного забезпечення НЕС^еоРАБ та НЕС-РАБ в проект! пщвищення стану безпеки на територ1ях, як1 можуть п1ддаватися затопленню в наслщок п1двищення р1вня води в р1ках.
ОСНОВН1 РЕЗУЛЬТАТИ
Виклад основного матер'алу досл'дження. В умовах турбулентного навколишнього середовища процеси, що впливають на кшцевий результат проекту пщвищення стану безпеки територш, стають невизначеш, що тягне за собою вщхилення вщ нормативно!' якост1 к1нцевого продукту проекту. Також потр1бно враховувати, що при постшно-змшному середовищ1 та негайност виконання роб1т, обмеження по часу та ресурсах може вщ1гравати важливу роль [6-8]. Тому для забезпечення належноТ якост к1нцевого продукту проекту, та враховуючи обмеження по часу та ресурав, як1 властив1 даному проекту, ми використовуемо допом1жне програмне забезпечення НЕС^еоРАБ та НЕС-РЛЗ для задоволення ус1х потреб зац1кавлених сторш та користувач1в.
Додаткове програмне забезпечення НЕС-ОеоРЛЗ використовуеться в пар1 з програмним забезпеченням ЛгсО1З в1д компани ЕЗР1, I е набором процедур,
"УправлЫня проектами та розвиток виробництва", 2015, № 1(53), 30-35
шструменлв i утилiт для обробки геопросторових даних в ArcGIS [9-11]. Програмне забезпечення HEC-GeoRAS допомагае пiдготувати геометричш данi для iмпортування в HEC-RAS та обробки результатiв моделювання з допомiжного програмного забезпечення HEC-RAS. Початковими даними для роботи е цифрова модель рельефу (ЦМР) у формат GRID-файлiв або Т№-файлiв з набором даних мюцевосп, про ям було згадано в статтях [2,9]. Далi на основi карти ЦМР створюемо (наносимо) серiю точкових, лшшних та полiгональних шарiв, окреслюючи геометричш об'екти, таю як: середня лЫя рiчки, л1н1Т берегiв, осьовi лшп потоку та лшп крос-секцiй рiчки, як показано на рисунку 1. Для прикладу змоделюемо затоплення територш на перетинi рiчок Стрий та Ошр, а саме село мюького типу Верхне Синьовидне i село Нижне Синьовидне та Межиброди Сколiвського району ЛьвiвськоТ областi.
Рис. 1. Карта цифровоТ модел1 рельефу з нанесеними геометричними об'ектами в за допомогою програмного забезпечення HEC-GeoRAS
Дану територш було обрано з метою забезпечення перевiрки якост кшцевого продукту проекту пiдвищення стану безпеки територш, а саме територп затоплення, осктьки е точнi попереднi дат про затоплення даноТ територiТ, що заснован на висновках Львiвського обласного управлшня водних ресурсiв Державного агентства водних ресурав УкраТни [12, 13]. Перевiрялись данi прогнозiв державного агентства водних ресурав УкраТни, в яких у перелк населених пунклв, ям можуть попасти в зону затоплення пщ час проходження дощових паводмв та весняноТ повенi в смт.Верхне Синьовидне Сколiвського району постраждають близько 57 будинш та 157 чоловк мiсцевих жителiв, а в селi Нижне Синьовидне постраждають 10 будинш та 35 чоловк [12]. На основi даних про кiлькiсть постраждалих будiвель, пiсля реалiзацiТ проекту, було оцшено якiсть кiнцевого продукту проекту пщвищення стану безпеки територiй та можливють закриття його [14,15].
"УправлЫня проектами та розвиток виробництва", 2015, № 1(53), 30-35
Першочергово наносимо центральну лши рiчки Стрий, далi центральну лiнiю притоки рiчки Опiр i з'еднуемо !'х в мюц впадiння двох русел рк. Пiсля цього можна нанести правий та лiвий берег рiчок та вщповщно осьовi лши потоку. Наступним кроком наносимо крос-секци рiчки Стрий та Рiчки Опiр. Перед тим як експортувати карту в НЕС-РАБ необхщно перевiрити правильнiсть нанесення уах крос-секцiй рiчки. Усi крос-секци повинш бути нанесенi строго перпендикулярно до центрально! лши рiчки та у вщповщнш кiлькостi для можливостi адекватно! роботи програмного забезпечення, мати достатню вщстань, щоб покрити певну територш рельефу та вiдповiдати побудовi моделi крос-секци, як на рисунку 2.
«б м
а к п
76 7«
73 70
6«
<«
I— «
о.
со"
56
52 50 4« 46
42 40 38
36
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10ОО 1 100 1 200 1 300 1 400 1 500 1 600 1 700 1 800 1 900
ВЩСТАНЬ
Рис. 2. Приклад побудови модел1 крос-секци р1чки Стрий (умовн одиниц1)
Далi експортуетья отриманий файл в програмне забезпечення НЕС-РАБ. НЕС-РАБ - штегрована система, призначена для штерактивного використання в багатозадачних процесах мережевого середовища, що характеризуеться великою мльмстю користувачiв. Програмне забезпечення НЕС-RAS мютить чотири одновимiрних компоненти аналiзу рiчки для:
- обчислення поверхш стiйкого потоку води;
- моделювання нестацiонарного потоку;
- обчислення меж перемщення осадових порiд (мулу);
- аналiзу якостi води.
Ключовим елементом е те, що вс чотири компоненти використовують загальнi геометричш данi i загальнi геометричнi та гiдравлiчнi розрахунки пiдпрограм. Додатково програмне забезпечення мютить млька гiдравлiчних конструктивних особливостей, якi можуть використовуватися як ттьки будуть розрахованi основнi параметри водно! поверхш.
Пюля запуску програми НЕС-РАБ проводиться iмпорт попередньо збережених даних з програми АгоС!Б. При цьому вводяться необхщш розрахунковi величини та вщфтьтровуються крос-секци, що необхщш для подальших розрахункiв. У подальшому задаються початковi параметри потоку, ям визначаються експериментально або беруться зi стандартних умов потоку рiдини, та проводиться розрахунок затоплених територш.
"УправлЫня проектами та розвиток виробництва", 2015, № 1(53), 30-35
У загальному весь процес можна зобразити у виглядi алгоритму виконання програми, що показано на рисунку 3.
Рис. З.Алгоритм процесу моделювання затоплення територш за допомогою програмного забезпечення HEC-GeoRAS та HEC-RAS у проект! пщвищення стану безпеки
територш
Алгоритм трактуе: шсля проведення розрахункiв перевiряeться ix результат на правильнiсть та адекватнють, результатом чого е створення файлу в RAS GIS Export File. Далi результат iмпортуеться в ArcGIS, де за допомогою програмного забезпечення HEC-GeoRAS перетворюеться в XML-файл. При вщкритп даного
"УправлЫня проектами та розвиток виробництва", 2015, № 1(53), 30-35
файлу вiзуалiзуeться карта затоплення, що була створена в програмному середов^ НЕО-РАЗ разом з вщображенням глибин затоплення.
Для двох наступних крош використовуеться експертна оцiнка, що визначае чи належним чином спрогнозована зона затоплення, чи не мае ситуацш, пов'язаних з недостатнютю масиву отриманих модельних даних, чи достатня деталiзацiя карти. Для забезпечення достовiрного, об'ективного та незалежного ршення експер^в щодо даноТ оцiнки застосовують метод Делфi (метод дае можливють отримати оцiнку експерлв шляхом проведення анонiмного анкетування) [14].
Пюля погодження позицiй експертiв та проведення контрольних модельних дослщжень проводиться детальний аналiз зон затоплення, що е завершенням процесу затоплення територш за допомогою програмного забезпечення НЕО-GeoRAS та НЕС-РАЗ у проект пiдвищення стану безпеки територiй.
Результат моделювання територiТ затоплення вiзуалiзуеться у виглядi карти затоплення територГТ перетину русел рiчок Стрий та Отр з нанесеними назвами сiл, як показано на рисунку 4.
Рис. 4. Результат розрахунку затоплення територп перетину русел р1чок Стрий та Оп1р в Скол1вському район! Льв1вськоТ област1
Якщо порiвняти отриманi модельн вiзуалiзованi данi з даними з сайту Державного агентства водних ресурав УкраТни, - у результатi штерактивного моделювання прогнозна приблизна кiлькiсть будiвель у смт.Верхне Синьовидне, що постраждае вiд повенi, складе 60 об'ек^в. Пояснюеться це тим, що на твычному заходi смт.Верхне Синьовидне перетинае рiчка Стрий, що потенцiйно наносить максимальну шкоду швшчно-захщнм територiТ обраноТ мiсцевостi. Порiвнюючи збитки для села Нижне Синьовидне, остаточних висновмв зробити неможливо, оскiльки роздiльна здатнiсть карти не дае ч^ко'Т можливостi розрахувати ктькють пошкоджених будинкiв. Однак, можна зробити припущення, що найближчi до рiчки територп - затопленi. Тут розташован близько 10 об'ектiв, про як йдеться на сайтi Державного агентства водних ресурав УкраТни.
Висновки. У результат проведених дослiджень отриман наступнi результати:
- запропоновано застосування програмних продуклв НЕО-СеоРАЗ i НЕО-РАЗ у проектi пiдвищення стану безпеки на територiях, що пщдаються затопленням унаслiдок повеней, для окремих вибраних райошв (на прикладi Сколiвського району ЛьвiвськоТ областi УкраТни);
"УправлЫня проектами та розвиток виробництва", 2015, № 1(53), 30-35
- розроблено алгоритм прогнозування моделювання процесу затоплення територш з допомогою вщомого програмного забезпечення HEC-GeoRAS i HEC-RAS;
- запропоновано використання методу Делфi для достов!рно'|' неупереджено' оцшки якостi продукту проекту пiдвищення стану безпеки потенцшно затоплюваних територiй.
Л1ТЕРАТУРА
1. Руководство к Своду знаний по управлению проектами (Руководство PM BOOK) [Текст]: USA: Project Management Institute, 2013. 586 с. ISBN 978-1-62825-008-4.
2. Стародуб Ю.П. Моделювання процесом управлшня водними ресурсами в проектах пщвищення стану безпеки [Текст] / Ю.П. Стародуб, Урсуляк П.П., Гаврись А.П. // Вюник ЛДУ БЖД. - 2014. - №10. - С.118-123.
3. ДСТУ 19101:2009 «Географ1чна шформа^я. Еталонна модель».
4. ДСТУ 4758:2007 «Дистанцшне зондування Земл1 з космосу. Оброблення даних. Термши та визначення понять».
5. Бушуев С.Д. Креативные технологии управления проектами и программами: Монография / С.Д. Бушуев. - Киев: Саммит-Книга, 2010. - 768 с.
6. Рак Ю. П. 1дентиф1кац1я загроз в техногеннш безпец1 на основ! методолопй управлЫня ризиками у регюнальному проект [Текст] / Ю. П. Рак, В.О. Скакун // матер. 12-о'1' всеукр. наук.- практ. конф. рятувальниюв. К. : 1ДУЦЗ НУЦЗУ, 2010. - С. 378-383.
7. Рач В.А. Управлшня проектами: практичн аспекти реалiзацN стратепй регюнального розвитку: навч. поаб. [Текст] / В.А. Рач, О.В. Россошанська, О.М.Медведева // за ред. В.А. Рача. - К.: «К.1.С.», 2010. -276 с.
8. Зачко О.Б. Оптимiзацiя структури портфелю проекпв в системi забезпечення безпеки життедiяльностi [Текст] / О.Б. Зачко, Ю.П. Рак, Т.е. Рак // Управлшня проектами та розвиток виробництва. - 2008. - № 4(28). - С. 26-30.
9. Стародуб Ю.П. Створення шейп-файлу в процес моделювання водоз6!рних басейшв проекту вивчення небезпек водних надзвичайних ситуацш [Текст] / Ю.П. Стародуб,
A,П. Гаврись, П.А. Будчик // Матерiали Х М!жнародноï науково-практично''' конференцп «УправлЫня проектами: стан та перспективи». - Микола'в нУк, 2014. - С. 281-283.
10. ДеМерс, Майкл Н. Географические информационные системы. Основы. [Текст] Пер. с англ. - М.:Дата+, 1991. - 490с.
11. Красовський Г.Я. Отримання геоЫформаци з мережi 1нтернет для завдань косм!чного мон!торингу еколопчно' безпеки регюшв / Г.Я. Красовський, С.М. Андреев, О.С. Бутенко, Д.Л. Крета // Еколопя i ресурси : зб. наук. праць 1нституту проблем нацюнально''' безпеки. -К. : 1ПНБ, 2005. - №12. - С.100-142.
12. Льв!вське обласне управлЫня водних ресурс!в Державного агентства водних ресурав Укра'ни [Електронний ресурс]. - Режим доступу : URL http://oblwodgosp.gov.ua/perelik-naselenikh-punktiv-kilkist-zhitlovikh-budinkiv-ta-naselennva-lvivskoi-oblasti-vaki-mozhut-po. -Назва з екрана.
13. Красовський Г.Я. 1нвентариза^я водойм репону з застосуванням косм!чних зн!мк!в i гео!нформац!Йних систем [Текст] / Г.Я. Красовський, О.С.Волошкша, 1.Г. Пономаренко,
B.О. Слободян // Еколопя i ресурси : зб. наук. праць 1нституту проблем нацюнально''' безпеки. - К. : 1ПНБ, 2005. - №11. - С.19-41.
14. Рач В.А. Качество - центральная категория проектной деятельности [Текст] // Матерiали Х Мiжнародноï науково-практично' конференцп «Управлшня проектами: стан та перспективи». - Микола'в НУК, 2014. - С. 240-242.
15. Бушуева Н.С. Управления проектами, ориентированное на создание ценности [Текст] // Матерiали Х Мiжнародноï науково-практично' конференцп «Управлiння проектами: стан та перспективи». - Микола'в НУК, 2014. - С.45-46.
Рецензент статп Стаття надiйшла до редакцп'
д.т.н., проф. Мартин е.В. 01.03.2015 р.
"УправлЫня проектами та розвиток виробництва", 2015, № 1(53), 30-35
