Внедрение геоинформационной системы "Zulu" на предприятии сферы жилищно-коммунального хозяйства Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004.643

ВНЕДРЕНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ «ZULU» НА ПРЕДПРИЯТИИ СФЕРЫ ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА

Салиев Э. И.*, Злобина А. Д.**

* ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского», Академия строительства и архитектуры (структурное подразделение), Адрес: г. Симферополь, ул. Киевская, 181. e-mail: saliv.en@mail.ru **АФ ГУП РК "Вода Крыма", г. Алушта, ул. Партизанская, д. 41, e-mail: nochka221193@gmail.com

Аннотация. В данной статье рассмотрены достоинства и недостатки применения мобильных устройств при работе с геоинформационной системой ZULU.

Ключевые слова: геоинформационная система (ГИС), инженерные сети, мобильные устройства,

Введение

Сбор, обобщение, систематизация и обработка данных об окружающем мире - основные задачи современной науки. Но результаты обработки имеют ценность только в том случае, если они должным образом представлены. Представление обеспечивает эффективное восприятие информации человеком или передачу ее на исполнительные органы в автоматизированных системах управления.

Человек всегда пытался облегчить и улучшить свою жизнь. Возможности хранения информации с появлением первых компьютеров многократно возросли и практически сразу же были сделаны попытки не просто сделать на компьютере карту, а связать с каждым объектом карты его описание, внесенное в базу данных. Так появилась сама концепция геоинформационной системы (ГИС). Стремление пользоваться новым, столь удобным для анализа информации типом карт, было настолько сильно, что первые электронные карты делались с помощью заливки площадных объектов карты буквенными символами - матричные принтеры в 70-е годы XX века на большее не были способны, развитых возможностей для работы с графикой компьютеры еще не имели.

Анализ публикации

Сравнение достоинств и недостатков применения мобильных устройств для работы с инженерными сетями, проводится по следующим основным показателям: режим реального времени, автономный режим, гибридный режим.

Цель и постановка задачи исследования

Исследовать возможность применения мобильных устройств для работы с инженерными сетями в геоинформационной системе «ZULU».

Основной раздел

Геоинформационная система ZULU предназначена для разработки ГИС приложений, требующих визуализации пространственных данных в векторном и растровом виде, анализа их топологии и их связи с семантическими базами данных.

С помощью ZULU можно создавать всевозможные карты в географических проекциях или план-схемы, включая карты и схемы инженерных сетей с поддержкой их топологии, работать с большим количеством растров, проводить совместный семантический и пространственный анализ графических и табличных данных, создавать различные тематические карты, осуществлять экспорт и импорт данных.

Главным козырем объединения карты и базы данных является возможность как получить информацию по отдельному объекту «в один клик мыши», так и быстро и качественно проанализировать ситуацию. Также ГИС дает возможность переходить от одного масштаба карты к другому в режиме реального времени.

Наряду с обычным для ГИС разделением объектов на контуры, ломаные, символы, ZULU поддерживает линейно-узловую топологию, что позволяет моделировать инженерные и другие сети.

Топологическая сетевая модель представляет собой граф сети, узлами которого являются точечные объекты (колодцы, источники, задвижки, рубильники, перекрестки, потребители и т.д.), а ребрами графа являются линейные объекты (кабели, трубопроводы, участки дорожной сети и т.д.)

Топологический редактор создает математическую модель графа сети непосредственно в процессе ввода (рисования) графической информации.

Используя модель сети можно решать ряд топологических задач: поиск кратчайшего пути, анализ связности, анализ колец, анализ отключений, поиск отключающих устройств и т.д.

Внедрение ГИС на предприятии сферы жилищно-коммунального хозяйства - с одной стороны это современное, прогрессивное решение: ГИС на предприятии позволяет полностью автоматизировать или сильно упростить выполнение различных задач, возникающих в процессе работы, что приводит к сокращению как временных, так и денежных затрат. При полноценном внедрении ГИС речь идет уже не о повышении деятельности того или иного отдела, но о росте эффективности функционирования предприятия в целом.

С другой стороны - мало принять решение о внедрении ГИС. Необходимо с самого начала понять, что именно Вы хотите получить от внедрения системы, и построить процесс внедрения так, чтобы при эксплуатации максимально использовать возможности, ей предоставляемые.

Рис. 1. Преимущества передовых технологий для решения повседневных задач предприятия, эксплуатирующего инженерные коммуникации.

Мобильные устройства (смартфоны и планшеты) стали широко распространенным инструментом, и многие специалисты начинают осознавать, насколько полезным этот инструмент может стать в их работе, какие конкурентные преимущества он может принести.

Использование мобильных устройств, при работе с инженерными сетями, вызывает интерес у руководителей предприятий. В тоже время, у них нет полного представления о том, какие задачи должны решать эти устройства.

Фактором, тормозящим применение мобильных устройств, является и то, что нет четкого понимания, какие преимущества и выгоду могут получить организации от применения этих устройств.

Формирование спроса и развитие рынка использования мобильных устройств, как правило, определяют организации, которые готовы идти на определенные риски в поисках новых конкурентных

преимуществ. Для этих организаций очень важно вовремя уловить потребности пользователей и первыми создать продукты, эти потребности удовлетворяющие.

Необходимо отметить, что такая потребность есть и она очень актуальна в связи с тем, что водоснабжающие организации находятся под давлением законов регламентирующих их деятельность. Эти законы требуют, чтобы они располагали подробными сведениями и описанием всей системы транспортировки воды от источника до потребителя. При этом все инженерные сети должны быть паспортизированы, (проведена их полная инвентаризация) положены на карту города (населенного пункта) с привязкой к кадастровому делению территории.

Что же должно выполнять программное обеспечение, установленное на мобильном устройстве, чтобы удовлетворить эти потребности и привлечь пользователя?

Программное обеспечение, установленное на смартфон или планшетное устройство, без применения специальных устройств, должно:

- показывать на карте города (населенного пункта) место расположения инженерных сетей (тепловых, водопроводных, канализационных, газовых и т.д.) с привязкой к кадастровому делению территории;

- осуществлять фиксацию аварий на инженерных сетях с привязкой к координатам местности, производить описание аварии, выполненных работ, различные нарушения с фотоснимками с записью информации на Web-сервер;

- осуществлять фиксацию сотрудником выполненной работы, отчет с мобильного устройства с использованием сторонних офисных приложений;

- определять место положение специалиста и объекта на карте (текущие координаты, например в системе координат WGS - 84);

- отображать маршруты передвижения по инженерным сетям, например, водопроводные сети, определять направление движения к заданному объекту;

- записывать маршрут (передвижения специалиста), точек интереса (объектов с символьной привязкой к карте) в слой на планшете и Web-сервере;

- определять расстояние до объектов инженерной сети. Измеритель расстояния -линейка;

- предоставлять сотруднику на мобильное устройство инструкции к обслуживаемому оборудованию, правила проведения ремонта оборудования и т.д.;

- осуществлять контроль за работой сотрудников в режиме реального времени. Отслеживать их местонахождение и маршруты передвижения, эффективность работы, например,

количество времени, потраченное на обслуживание или ремонт оборудования, и т.д.;

- осуществлять навигацию по карте, отображать, компас, север-юг, масштаб карты, направление движения;

- осуществлять получение исполнительной документации по участкам сети;

- осуществлять поиск пересечений с различными инженерными коммуникациями;

- корректировать семантическую информацию о сетях;

- осуществлять запись семантической информации на Web-сервер;

- корректировать графическую информацию о месте расположения объектов инженерной сети;

- добавлять на карту новые объекты, имеющие отношение к инженерным сетям, например, неучтенные объекты, место возникновения аварии и т.д.;

- осуществлять инвентаризацию (паспортизацию) сетей в полевых условиях;

- осуществлять организацию запросов по базе данных;

- осуществлять поиск пожарных гидрантов и запорных устройств и т.д.;

- иметь систему разграничения доступа к информации для различной группы пользователей (бригадир, мастер, руководитель), в соответствии с которой каждый пользователь наделен определенными правами доступа и разрешенными операциями с данными;

- решать коммутационные задачи (поиск отключающих устройств, при аварии на участке);

- мобильная ГИС должна показать направление движения жидкости на отключаемом участке, от какого источника осуществляется питание, какие объекты попадают под отключение, какие ближайшие задвижки необходимо закрыть, диаметр и протяженность отключаемого трубопровода и т.д.

Такие задачи, на наш взгляд, будут востребованы на рынке в самом ближайшем будущем.

Рассмотрим три режима работы мобильных устройств, позволяющие реализовать

перечисленные выше задачи:

1. Режим реального времени (онлайн-

режим).

Вся информация для работы сотрудников готовится, кэшируется и публикуется на Web сервере предприятия. Векторизованные схемы тепловых, водопроводных, газовых,

канализационных сетей. Публичная кадастровая карта РФ Rosreestr, карты Google Maps, Yandex Maps, Open Street Map, Bing Maps, Ovi Maps, Yahoo Maps и.т.д.

Плюсы:

Подключение к Web серверу предприятия любого количества мобильных устройств (смартфоны, планшетники).

Возможность синхронизации изменений с централизованной базой данных в режиме онлайн.

Оперативное получение информации в режиме реального времени.

Выполнение запросов в режиме реального времени.

Находясь в офисе осуществлять контроль за изменением информации о состоянии сетей и работой сотрудников в режиме реального времени.

Наличие средств защиты информации на Web сервере (настройки, пароли).

Минусы:

Необходимо постоянное подключение к сети Интернет, через сеть мобильного оператора.

Перебои в приеме Интернет трафика.

Недостаточно быстрая работа мобильного Интернета.

Достаточно высокая стоимость мобильного Интернета.

Кэшируется (сохраняется) только та область карты, которая отображается на экране мобильного устройства.

Кэшируются данные только в том масштабе, в котором они отображаются на экране мобильного устройства.

Для загрузки данных по сети, например, водоснабжения во всех масштабах, необходимо на экране мобильного устройства, просматривать всю сеть на каждом интересующем нас масштабе.

2. Автономный режим (offline-режим).

Вся информация для работы готовится на локальном компьютере. С помощью локальной ГИС сохраняют данные с общедоступных онлайн сервисов во всех интересующих Вас масштабах, готовят и обрабатывают данные (топографические карты, космические снимки, схемы инженерных сетей и прочие растровые материалы). Сохранённые и подготовленные таким образом данные тиражируют на любое количество мобильных устройств. Система работает автономно без подключения к мобильному Интернету.

Плюсы:

Отсутствует необходимость подключение к сети Интернет.

Возможность работы в полевых условиях без доступа к стационарным компьютерам и сети Интернет.

Возможность синхронизации изменений с централизованной базой данных в режиме offline.

Возможность использования мобильных устройств, например, планшетников, в которых не предусмотрена возможность работы с СИМ картой.

Возможность использования своего картографического материала в растровом виде.

Минусы:

Нет возможности оперативно обновлять данные.

Нет возможности получения оперативной информации и выполнения запросов в режиме реального времени.

3. Гибридный режим.

На Web сервере предприятия подготовлена и опубликована информация по тепловым, газовым, водопроводным и канализационным сетям.

Осуществлена загрузка и кэширование данных с онлайн сервисов на карту памяти мобильного устройства путём непосредственного подключения мобильного устройства к сети Интернет.

С помощью локальной ГИС сохраняют данные с общедоступных онлайн сервисов во всех интересующих Вас масштабах, готовят и обрабатывают данные (топографические карты, космические снимки и прочие растровые материалы). Сохранённые и подготовленные таким образом данные тиражируют на любое количество мобильных устройств.

Плюсы:

Подключение к Web серверу предприятия любого количества мобильных устройств (смартфоны, планшетники).

Находясь в офисе можно осуществлять контроль за изменением информации о состоянии сетей и работой сотрудников в режиме реального времени.

Возможность использования своего картографического материала в растровом виде.

Оперативное получение информации и выполнение запросов в режиме реального времени по инженерным сетям.

Наличие средств защиты информации на Web сервере (настройки, пароли).

Минусы:

Перебои в приеме Интернет трафика.

Недостаточно быстрая работа мобильного Интернета.

Достаточно высокая стоимость мобильного Интернета.

Любая эксплуатационная организация стремится сократить время, затраченное на выездные работы, связанные, например, со сбором данных об инженерных сетях или с устранением аварии. Соответственно, если это сбор данных об объектах сети (положении коммуникаций их инвентаризация, запись информации о состоянии трубопровода в периоды планового ремонта), то требуется собрать как можно больше информации за минимум времени. Особенно это важно для тех служб, которые заняты в коммунальном хозяйстве.

Именно на основе собранных данных принимаются решения о ремонте, реконструкции или разработке перспективного плана развития инженерной системы. Для этого требуется подробная информация о топографических характеристиках местности в зоне расположения сетей. В городах это особенно актуально в связи с тем, что инженерные сети достаточно сложны и часто пересекаются друг с другом, поэтому точные данные об их местоположении жизненно необходимы для эффективного принятия быстрых и правильных решений.

Доступ пользователей к пространственной информации, находящейся на Web сервере, может регулироваться настройками и установкой пароля.

Программное обеспечение, работающее на мобильном устройстве, позволяет сотрудникам эксплуатационной организации, находящимся в «поле», связаться с Веб-сервером и прямо с планшетного устройства или смартфона собирать, сохранять, обновлять и анализировать географическую и семантическую информацию о тепловых, паровых, водопроводных,

канализационных, и газовых сетях.

Таким образом можно существенно повысить качество выполнения заданий, поддерживать актуальность пространственной информации, снизить затраты на поддержку ГИС, значительно сократить вероятность искажения информации, ускорить время принятия решений, выявить и исключить различные злоупотребления.

Мобильная ГИС - это геоинформационное приложение для мобильных устройств, предназначенное для доступа, обработки, анализа графической и семантической информации, позволяющее работать с данными непосредственно на местности.

Мобильная ГИС должна обладать достаточно простым интерфейсом, адаптированным под устройства с небольшими экранами, и ограниченным набором функций (в сравнении с настольными ГИС).

Мобильная ГИС должна разрабатываться в тесной связи с требованиями и потребностями пользователей.

Мобильная ГИС должна обеспечивать работу необходимого числа пользователей через Интернет. Передача данных должна быть минимизирована за счет использования механизма кэширования и продуманной технологии визуализации.

Для всех категорий пользователей от руководителя предприятия до мастера мобильная ГИС должна предоставлять свой объем информации, помогающий ему выполнить его функциональные обязанности.

Благодаря технологии мобильной ГИС, можно получить доступ к данным, находящимся в базе одной или нескольких организаций.

Например, с мобильной ГИС у всех сотрудников оперативных служб - МЧС, полиции, пожарных, коммунальных служб, всегда может быть доступ в реальном времени к данным предприятия тепловых, водопроводных и канализационных сетей. При этом они всегда будут уверены, что обладают самой полной и точной информацией, например, о расположении пожарных гидрантов в водопроводных колодцах, а потому лучше готовы к оперативному реагированию.

Когда пожарные или сотрудники МЧС выезжают на объект, для принятия правильных оперативных решений им жизненно необходимо

располагать точной и полной информацией о месте происшествия и окружающей его инфраструктуре. Именно поэтому мобильные ГИС так важны; время, выигранное за счет беспрепятственного доступа к любой имеющейся информации, помогает принять правильное решение.

Основными преимуществами внедрения мобильных ГИС в работу персонала эксплуатационных предприятий является:

- повышение производительности выполняемых работ за счет более удобного управления и хранения данных в цифровом виде;

-оперативное получение доступа к необходимой картографической информации;

- инвентаризация всех объектов инженерной сети с их геопространственной привязкой;

-получение оперативной информации о выполнении ремонтных работ;

-возможность загрузки инженерных сетей с привязкой к географическим координатам и кадастровому делению территории позволит определить принадлежность участков конкретным землепользователям, и правонарушения в этой области;

-определение и фиксация площади, на которой находятся тепловые, водопроводные и канализационные сети, подверженной подтоплению в весенний период и при наступлении сильных ливневых дождей;

-запись точек, позволяющая зафиксировать на электронной карте объекты загрязняющие местность, например, от выброса на поверхность канализационных стоков;

- привязку к координатному пространству фотографической информации о ремонтных работах на объектах теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения;

-формирование электронного архива технической документации и привязка его к объектам тепловой, водопроводной,

канализационной и газовой сети;

- привязка к объектам и корректировка исполнительной документации;

- поддержка вложений - возможность прикрепить документ фото и видео материалы к пространственному объекту;

- оперативное реагирование на аварийные ситуации;

- контроль отключений;

- управление распределением воды и тепловой энергии;

- отслеживанием местоположения работников, занятых сбором данных;

- снижение стоимости обслуживания трубопровода, и уменьшение вреда, наносимого окружающей среде.

Одно из самых значимых преимуществ использования мобильных устройств - это возможность в натуре видеть, где располагаются объекты эксплуатируемой системы на местности. Информация, на сбор которой уходило много времени, теперь доступна и находится перед Вами. Любая информация, собранная ранее и находящаяся на Web-сервере, доступна Вам и может быть отображена на Вашем мобильном устройстве.

Эффект использования мобильных ГИС особенно ощутим, если устройство не только фиксирует координаты, но и принимает информацию с различных датчиков и измерительных приборов.

Выводы

В целом, все эти возможности, меняют принцип работы предприятия на более активный, что позволит, эффективно осуществлять эксплуатацию системы, разработать план её развития и совершенствования.

Компания разработчик мобильной ГИС предоставляет пользователям возможность и преимущества передовых технологий для решения их повседневных и стратегических задач.

Список литературы

1.Шр://опепйг-15.гиЛМех.рЬр/са11^гарЬу/4^15

2.Шрз://роШ:егт.сот/те&а/ай1с1е5/^га-ехро/и^а_ехро%20_ху.р^

3.

https://www.po1iterm.com/products/geo/zu1ugismobi1e/

4. В.Я. Цветков Геоинформационные системы и технологии: М.: ФиС, 1998.- 368 с.

5. http://introgis.ru/services/sa1e/mobi1e_gis/

Saliev E. I., Zlobina A. D.

THE INTRODUCTION OF GIS "ZULU" IN THE ENTERPRISE OF HOUSING AND

COMMUNAL SERVICES

Summary: This article discusses the advantages and disadvantages of the use of mobile devices to work with geographic information system Zulu.

Key words: Geographic Information System (GIS), engineering networks, mobile devices

Памятка для авторов

Рекомендации по списку использованных источников и ссылки на них

Оформление списка и ссылок выполняется в соответствии с:

- ГОСТ 7.1-2003. Библиографическая запись. Библиографическое описание

- ГОСТ 7.0.5-2008. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления.

- ГОСТ 7.82-2001. Библиографическая запись. Библиографическое описание электронных ресурсов

- Регламент включения научных журналов в Российский индекс научного цитирования. М., 2008.

Общие положения

Цитирование двух или более источников под одним номером, одного и того же источника под разными номерами не допускается. Во всех источниках необходимо указывать фамилии и инициалы всех авторов. Ссылки на книги, переведенные на русский язык, должны сопровождаться ссылками на оригинальные издания с указанием выходных данных оригинального издания.

Ссылки на книги должны содержать следующую обязательную информацию: фамилия и инициалы авторов, название книги, город, год, количество страниц.

Ссылки на статьи в журналах должны содержать следующую обязательную информацию: фамилия и инициалы авторов, название статьи, название журнала, год, том (если указан), номер, страницы (первая и последняя, разделенные тире).

Ссылки на сборники (конференции, симпозиумы) должны содержать следующую обязательную информацию: фамилия и инициалы авторов, название сборника (конференции, симпозиума), город (место проведения), год, том (если указан), номер (если указан), количество страниц.

Ссылки на статьи в сборниках (материалах конференций, симпозиумов) должны содержать следующую обязательную информацию: фамилия и инициалы авторов, название статьи, название сборника (конференции, симпозиума), город (место проведения), год, том (если указан), номер (если указан), страницы (первая и последняя, разделенные тире).

Ссылки на электронные ресурсы удаленного доступа должны содержать следующую обязательную информацию: название ресурса, режим доступа, дата обращения.

В инициалах авторов между именем и отчеством пробел не ставится. В заголовке описания запятая после фамилии автора перед его инициалами может быть опущена. Если в документе один, два или три автора, то в сведениях об ответственности (т.е. за косой чертой после названия документа) они могут не повторяться. При наличии четырех и более авторов в сведениях об ответственности (т.е. за косой чертой после названия документа) приводят фамилии всех авторов. Допускается предписанный знак точку и тире, разделяющий области библиографического описания, заменять точкой. Допускается не использовать квадратные скобки для сведений, заимствованные не из предписанного источника информации.

Примеры основных правил оформления списка литературы.

Однотомная книга одного автора:

Глазунов В.А. Пространственные механизмы параллельной структуры. М.: Наука, 1991. 94 с.

Однотомная книга двух авторов:

Мельников Г.Н., Вороненко В.П. Проектирование механосборочных цехов: учебник для студентов машиностроит. специальностей вузов. М.: Машиностроение, 1990. 352 с.

Однотомная книга трех авторов:

Попов Е.В., Верещагин А.Ф., Зенкевич С. Л. Манипуляционные роботы. Динамика и алгоритмы. М.: Наука, 1978. 400 с.

Однотомная книга четырех и более авторов:

Справочное руководство по небесной механике и астродинамике / В.К. Абалакин, Е.П. Аксенов, Е.А. Гребеников, В.Г. Демин, Ю.А. Рябов ; под ред. Г.Н. Дубошина. М.: Наука, 1976. 864 с.

Импульсные источники света / И.С. Маршак, А.С. Дойников, В.П. Жильцов, В.П. Кирсанов, Р.Е. Ровинский, Л.Н. Щукин, М.Г. Фейгенбаум; под общ. ред. И.С. Маршака. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Энергия, 1978. 472 с.

Переводная книга:

Себехей В. Теория орбит: ограниченная задача трех тел : пер. с англ. / под ред. Г.Н. Дубошина. М.: Наука, 1982. 656 с. [Victor G. Szebehely. Theory of Orbits: the Restricted Problem of Three Bodies. New York : Academic Press, 1967.].

Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных : пер. с англ. М.: Вильямс, 2006. 1328 с. [Date C.J. An Introduction to Database Systems. 8th ed. Addison-Wesley, 2003. 1024 p.].

Отдельный том многотомного издания: