Загальна характеристика й структура муніципальної географічної інформаційної системи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Університет новітніх технологій

Кафедра "Землеустрою та кадастру, геоінформаційних систем і технологій"

Реферат

Загальна характеристика й структура муніципальної географічної інформаційної системи

Виконала студентка

заочного відділення

VI курсу, гр. 63-ЗВ

Стогній А.Л.

Перевірив:

Криворученко З.Р.

Київ - 2014



Зміст

1. Визначення муніципальної географічної інформаційної системи

2. Структура муніципальної географічної інформаційної системи

3. Інженерні служби як одна зі складових частин муніципальної географічної інформаційної системи

4. Система теплопостачання як складова частина міських інженерних мереж

4.1 Системи централізованого теплопостачання

4.2 Система теплопостачання як об'єкт управління

4.3 Особливості й різноманіття задач автоматизованого управління

Використана література



1. Визначення муніципальної географічної інформаційної системи

Муніципальна географічна інформаційна система (МГІС) - комплекс методологічних, організаційних, програмних, технічних і інформаційних засобів, покликаних підвищити ефективність управління інфраструктурою міста на основі застосування новітніх інформаційних технологій.

Існування й розвиток сучасного міста неможливо без ефективної роботи організацій міських служб. Муніципальна ГІС обслуговує всіх тих, для кого інформація прив'язана до місця її знаходження в місті: міські влада, архітектурне керування, транспортників, підприємства по обслуговуванню міських комунальних мереж, органи соціального захисту й т.д. Майже завжди потрібна їм інформація прив'язана до карти міста - як проїхати швидкої допомоги, де відбувся викид шкідливих речовин і куди вони поширюються. Потенційний клієнт такий ГІС - як будь-яка міська служба, так і рядові громадяни, які використовують її як інформаційно-довідкову систему.

ГІС-технологія забезпечує засоби для відображення й розуміння того, що перебуває в одному конкретному або багатьох місцеположеннях, надає інструменти моделювання ресурсів, виявлення взаємозв'язків, процесів, залежностей, прикладів, погроз і ризиків. Ці можливості дозволяють побачити, що й де реально відбувається, виміряти розмір і масштаби події або впливу, спільно проаналізувати різноманітні дані, розробити плани й, в остаточному підсумку, допомагає вирішити, які кроки й дії варто почати. Здатність ГІС інтегрувати просторові й непросторові дані, разом з функціями аналізу й моделювання процесів, дозволяє використовувати цю технологію як загальна платформа для інтеграції бізнес процесів різних департаментів, видів діяльності й дисциплін у масштабах усього міського або регіонального правління.

Корпоративний підхід до використання МГІС забезпечить загальну інфраструктуру для збору даних, обміну інформацією, співробітництва й проведення аналізу на рівні декількох або всіх департаментів, дозволить їм працювати з більшою ефективністю. Концепція муніципальної ГІС не обмежується ресурсами геопросторової інформації одного муніципалітету, вона передбачає поетапний розвиток і розширення на інші рівні керування, причому як по вертикалі (міський, районній, обласній, федеральній і міжнародний), так і по горизонталі - на інші муніципальні органи керування, приватні структури й організації в тім же регіоні. Ніж більше повною і якісною інформацією володіє муніципалітет, тим краще він зможе управляти й розподіляти наявні в нього ресурси, надавати коштовні відомості й засновані на них рішення для своїх клієнтів, демонструвати свою компетентність і значимість для всіх жителів. По суті, впровадження муніципальної ГІС забезпечує загальний інформаційний каркас, що сприяє виконанню різноманітної й критично важливої місії муніципалітету на сучасному більше інтегрованому рівні.

До недавніх пор багато муніципальні правління використовували модель ГІС, засновану на файловій структурі зберігання й звертання до даних. У результаті, окремі ГІС-користувачі або невеликі групи, що виконують приватні проекти, створювали й підтримували свої власні набори даних, що зберігаються на їхніх персональних комп'ютерах. Такий спосіб роботи часто приводив до швидкого росту обсягів надлишкових даних і додатків, які, по суті, минулому недоступні для інших користувачів навіть у тій же самій організації. Ціль створення муніципальної ГІС полягає у впровадженні технологій, стандартів і методів, що забезпечують більше тісна взаємодія й взаємообмін даними й послугами й, отже, що підвищують продуктивність і ефективність роботи й ГІС-користувачів, і всієї організації.

У випадку, коли організація координує свою діяльність на основі ГІС, всі співробітники, що використовують просторові дані, одержують можливість звертатися до загальних даних, затрачаючи менше часу на їхній пошук, відновлення й узагальнення. У них з'являється значно більше часу й можливостей повною мірою використовувати у своїй роботі потужні аналітичні засоби, які надає ГІС-технологія.

У цей час, еволюція багатокористувацьких інформаційних систем сприяє розширеному впровадженню муніципальних ГІС-рішень, що забезпечують обмін даними й додатками між багатьма департаментами, у тому числі інженерно-технічній і фінансовими, а також розробці загальних стандартів даних. Важливо зрозуміти, що в цій муніципальній структурі ГІС виконує свою звичайну роботу й розвивається подібним з описаним вище образом, тобто її застосування часто починається на рівні окремих проектів або департаментів. Однак у цьому випадку інтеграція ГІС досягається на основі скоординованого корпоративного підходу, а використання загальних стандартів сприяє розробці більше прозорої й розумної ієрархії проектів на рівні департаментів і всього муніципалітету за рахунок повноцінної загалькорпоративної інтеграції використовуваних даних і додатків.

Для реалізації й організації Муніципальної ГІС необхідно вирішити ряд складних і дорогих завдань, у тому числі:

1. Створення й введення регулярно обновлюваної цифрової топографічної основи;

2. Організації погодженого відновлення просторової інформації, що збирається різними відомствами;

3. Створення загальноміських класифікаторів основних структурних одиниць міста (вулиць, мікрорайонів т.п.);

4. Створення єдиного координаційного центра для ведення муніципальної ГІС.



2. Структура муніципальної географічної інформаційної системи

Розглядаючи міську управлінську структуру з боку інформаційного середовища, можна виділити такі основні організації міських служб. Переймаючи досвід створення Муніципальних ГІС інших країн можна представити експериментальну модель МГІС у місті Харкові.

Основним завданням регіональних, міських і муніципальних органів і підвідомчих їм організацій є ефективне керування на основі надання й удосконалювання послуг, що забезпечують здоров'я, безпеку й добробут громадян, що служить необхідних умовою стійкого розвитку територій. Ця найважливіша місія реалізується в результаті щогодинної діяльності по перетворенню в життя виробленої владою стратегії керування й розвитку.

Оскільки фінансові й матеріальні ресурси, наявні в розпорядженні місцевих і регіональних правлінь, далеко не безмежні, досягнення високої ефективності їхнього використання за допомогою сучасної геоінформаційної технології є критично важливим моментом. Тому що більшість планів, рішень і повсякденних дій міської й муніципальної влади залежить від точної, прив'язаної до місцевості інформації, те та технологія, що дозволяє збирати й відображати всю необхідну інформацію в наочному й зручному виді й буде визначальною. ГІС надає потужних інструмент керування інформацією, дозволяючи об'єднати дані всіх департаментів у єдине середовище спільного користування для раціонального планування й прийняття обґрунтованих рішень.

Взаємозв'язок підсистем МГІС призначені для ведення облікових об'єктів про територію міста, обліку й паспортизації об'єктів інженерних підприємств: об'єктів водозабезпечення, теплових мереж, електричних мереж, для автоматизованого ведення зонального регламенту міста, а також автоматизованої підготовки й видачі дозвільних документів: містобудівного плану земельної ділянки, кадастрових довідок, містобудівних висновків, проектів постанов про дозвіл на проектування й будівництво нового об'єкта. Також можна виділити такі функції МГІС: забезпечення збір з вилучених комп'ютерів, розміщених в інженерних службах міста, технічних умов на споруджувані об'єкти.

Більш ніж 30-літній світовий досвід використання технології географічних інформаційних систем муніципальними правліннями наочно показує, що достовірна географічно прив'язана інформація є критично важливим елементом у здійсненні їхньої місії. Причина полягає в тім, що облік усіляких комбінацій факторів, що впливають на здоров'я, безпеку й інші критерії якості життя громадян, що проживають у містах і районах, у своїй основі визначається географією або "просторовим місцем розташування". Маючи знання й розумінням території, ви володієте ситуацією. Параметри просторової інфраструктури міста або району, характеристики населення, що проживає на певній території, є тим базовим середовищем, у якій правління реалізують свою координуючу управлінську місію, спрямовану на ефективну облаштованість життя й побуту людей, забезпечення їхнього здоров'я й безпеки, підтримка оптимістичного настрою, ділової й суспільної активності.



3. Інженерні служби як одна зі складових частин муніципальної географічної інформаційної системи

Міська інженерна мережа являє собою динамічний організм, що складається з виділених підсистем, які в підсумку перетворять різні види ресурсів у послугу постачання споживачів цільовим продуктом. Інженерні служби міста вхідні до складу МГІС, можна розділити на служби по ряду ознак і призначень.

На сьогоднішній день існування й розвиток міста неможливо без інженерних мереж і служб, які займаються обслуговуванням їх. Інженерні мережі - це артерії міста, по яких поставляються життєво важливі ресурси кінцевому користувачеві.

Основні завдання міських інженерних служб:

- обслуговування й облік інженерних мереж;

- ремонт і відновлення;

- експлуатація;

- впровадження нових технологій.



4. Система теплопостачання як складова частина міських інженерних мереж

4.1 Системи централізованого теплопостачання

В Україні теплопостачання житлових, суспільних, промислових будівель проводиться головним чином системами централізованого теплопостачання, джерелами теплоти в яких служать теплоелектроцентралі (ТЕЦ) або крупні районні котельні. На долю централізованого теплопостачання від ТЕЦ і крупних районних котельних доводиться більше 80% теплоти, споживаною промисловістю і житлово-комунальним сектором. Потреба в теплоті житлово-комунального сектора, що становить приблизно 35% загальної кількості теплоти, використовуваної в країні, покривається від ТЕЦ у розмірі 33% і від крупних котельних - у розмірі 18%. Таким чином, в крупних містах більше 50% теплоти, призначеної для житлово-комунального сектора, виробляється на ТЕЦ і крупних районних котельних.

Теплоелектроцентралям віддають перевагу при теплопостачанні великих міст (чисельність населення більше 250 тис.). Проте, структура теплопостачання таких міст, як правило, містить в собі і котельні різної потужності.

Це пояснюється поряд переваг крупних систем централізованого теплопостачання, головними з яких є: можливість ефективного спалювання низькосортного палива з високим коефіцієнтом корисної дії в казанах великої потужності; зниження числа обслуговуючого персоналу на одиницю теплоти; низька питома витрата палива на одиницю теплоти; ефективне використання автоматизації технологічних процесів; зниження питомих капітальних вкладень в джерела теплоти; значне скорочення будівельних об'ємів виробничих будівель, площі забудови, витрати матеріалів на одиницю встановленої потужності; велика можливість застосування сучасних індустріальних методів будівництва і ще одна важлива перевага, пов'язана з охороною навколишнього середовища, - це можливість організації ефективного очищення продуктів згорання палива від шкідливих речовин.

Системи використання теплоти у споживача призначені для прийому теплоносія з теплових мереж, для його розподілу, підтримка необхідних параметрів у споживача, для обліку споживаної теплоти.

Теплопостачання великих міст характеризується складною структурою з наявністю декількох різнотипних джерел теплоти, які відпускають енергію в загальні теплові мережі. Часто в структуру теплопостачання міст входять котельні промислових підприємств, які разом із забезпеченням технологічних циклів підприємств, відпускають теплоту житловим будівлям.

Подача теплової енергії в приміщення для забезпечення в них комфортних параметрів внутрішнього повітря, приготування гарячої води для санітарно - гігієнічних потреб і пари для виконання технологічних процесів на промислових підприємствах вимагає організації і функціонування спеціальних систем теплопостачання, які бувають місцевими, якщо виробництво теплоти відбувається в місці його споживання, або централізованими, якщо виробництво теплоти здійснюється спеціальними підприємствами. Такі підприємства називають джерелами теплопостачання. Систему трубопроводів і спеціального устаткування, призначених для організації руху теплоносія від джерела до споживача і повернення охолодженого теплоносія до джерела теплопостачання, називають тепловими мережами.

Транспортування теплової енергії від ТЕЦ або котельних до споживачів (тобто до житлових будинків, адміністративних будівель, фабрик, заводів і інших об'єктів) здійснюється по теплових мережах. По видах теплового споживання мережі ділять на промислові, комунальні і змішані. До промислових відносяться мережі, що несуть виключно технологічне навантаження; комунальні - мережі, по яких забезпечуються житлові будинки, адміністративні та інші будівлі; змішані - мережі, призначені для постачання теплом як підприємств, так і комунальних будівель. До комунальних споживачів тепла відносяться місцеві системи опалювання, вентиляції і гарячого водопостачання житлових і громадських будівель, а до промислових споживачів - виробничо-технологічні системи.

Системи використання теплоти у споживача призначені для прийому теплоносія з теплових мереж, для його розподілу, підтримка необхідних параметрів у споживача, для обліку споживаної теплоти.

Водяні теплові мережі.

Відповідно до СНІП II-36-73 " Теплові мережі. Норми проектування" для цілей опалювання, вентиляції і гарячого водопостачання, як правило, як теплоносій застосовують гарячу воду, а для технологічних потреб - пара. Вода як теплоносій в порівнянні з парою має ряд істотних переваг: дозволяє легко змінювати її температуру залежно від температури зовнішнього повітря (тобто створюються зручності здійснення центрального якісного регулювання відпустки тепла); володіє значною щільністю в порівнянні з іншими теплоносіями, що дозволяє передавати на великі відстані значні кількості тепла при невеликому об'ємі теплоносія. Крім того, водяні системи опалювання і гарячого водопостачання дуже прості при їх монтажі і демонтажі. Основний недолік води як теплоносія полягає в тому, що на її перекачування витрачається велика кількість електроенергії.

Водяні системи теплопостачання, залежно від способу приєднання систем гарячого водопостачання, застосовуються двох типів: закриті і відкриті. У закритих системах вода, циркулююча в тепловій мережі, використовується тільки як гріюче середовище, тобто як теплоносій, але з мережі не відбирається. У відкритих системах циркулююча вода частково або повністю розбирається у абонентів для гарячого водопостачання. У закритих системах теплопостачання установки гарячого водопостачання приєднуються до теплових мереж за допомогою водяних підігрівачів, а у відкритих здійснюється безпосереднє приєднання.

Основні переваги відкритої системи: відсутність необхідності у водо-водяних підігрівачах, що значно здешевлює абонентські теплопідігрівальні установки і спрощує їх експлуатацію; підвищення довговічності місцевих установок гарячого водопостачання ( оскільки для них відбирається з мережі деаерована вода), а також можливість використання для транзитного транспорту тепла однотрубних систем. Основні недоліки відкритих систем водяних мереж: необхідність їх підживлення у великих і різко змінної по годинах доби кількостях, відповідних розбору гарячої води з мережі.

В даний час в знов споруджуваних водяних теплових мережах приблизно в рівній мірі поширені обидві системи, причому застосуванню відкритої системи віддається перевага в тих випадках, коли ТЕЦ може бути забезпечена достатньою кількістю води питної якості з міського водопроводу, а закритої системи - при складі води, що виключає необхідність в її зм'якшуванні і деаерації в абонентських теплопідготувальних установках. У решті випадків вибір системи теплових мереж обґрунтовується техніко-економічними розрахунками..

Залежно від кількості паралельно прокладених труб для теплопостачання системи діляться на однотрубні, двотрубні і багатотрубні. Для централізованого теплопостачання міст і селищ найбільшого поширення набули двотрубні системи, в яких теплові мережі складаються з двох трубопроводів - що подає і зворотного. У цій системі мережева вода циркулює по замкнутому контуру від ТЕЦ або котельної по подаючому трубопроводу до споживачів, звідки, віддавши частину тепла, повертається по зворотному трубопроводу знову на ТЕЦ або в котельну. У двотрубних відкритих мережах таке повернення здійснюється частково, а в двотрубних закритих повністю, за винятком незначного витоку теплоносія через нещільність в мережах і в місцевих системах.

В деяких випадках при подачі тепла комунальним споживачам і на технологічні цілі застосовуються тритрубні системи, при яких дві труби використовуються як подають для транспортування теплоносія з різними тепловими потенціалами, а одна - як загальна зворотна. Наприклад, по одній з подаючих труб може подаватися вода для цілей опалювання і вентиляції, а по іншій - для технологічних потреб і гарячого водопостачання. В цьому випадку вода в першій подаючій трубі може мати змінну температуру залежно від температури зовнішнього повітря, а в другому постійну. Таке розділення труб дозволяє легше проводити центральне регулювання різних навантажень. Проте тритрубні водяні мережі дорожчі за двотрубні. Чотирьохтрубні водяні мережі є поєднанням двох двотрубних мереж; одна пара служить для подачі тепла на опалювання і вентиляцію, друга - для подачі тепла тим же споживачам на гаряче водопостачання або на технологічні потреби.

муніципальний географічний інформаційний теплопостачання

4.2 Система теплопостачання як об'єкт управління

Як об'єкт керування система теплопостачання ставиться до класу багатомірних, многоязних, нелінійних стохастичних систем з розподіленими параметрами й мережною структурою.

Система теплопостачання є складним об'єктом, що характеризується наступними особливостями:

· територіальною просторістю,

· дворівневим принципом керування;

· наявністю у своєму складі виробництв із безперервним і дискретним характером;

· більшим числом параметрів і змінних;

· твердими вимогами до надійності роботи;

· розмаїтістю елементів систем і важкою доступністю до деяким з них;

· безперервною змінюваністю структури систем і станів їхніх елементів у часі;

· відсутністю в багатьох існуючих систем теплопостачання засобів автоматичного збору й передачі інформації;

· наявністю великої кількості людей у контурі керування системами;

· необхідністю функціонування в умовах близьких до критичного (аварії на магістральних трубопроводах або колекторах і т.д.).

Отже, керування цими системами повинне бути автоматизованим (з малим ступенем автоматизації), багатоцільовим, багаторівневим і відбіркам. При цьому, керування здійснюється в умовах неповної й недостовірної інформації про об'єкти, нерідко в критичних умовах.

Основна мета керування системою теплопостачання в нормальних умовах складається в забезпеченні теплом і гарячою водою споживачів.

4.3 Особливості й різноманіття задач автоматизованого управління

Як ми вже відзначали, система теплопостачання сучасних міст являє собою складні інженерні спорудження, що складаються із взаємозалежної просторово-розподільчої системи.

Основною особливістю роботи систем теплопостачання є необхідність безперервної поставки тепла споживачам. Безперервність роботи систем теплопостачання в умовах змінного навантаження вимагає високих показників надійності функціонування всіх конструктивних елементів систем, а у випадку виникнення аварійних ситуацій - максимально стислих строків їхнього усунення.

Територіальна роззосередженість об'єктів систем теплопостачання, складність технологічних процесів, використання значних обсягів поточної інформації вимагають автоматичного збору й передачі, а також комп'ютерної обробки даних про поточний стан систем з метою одержання рекомендацій з раціонального ведення технологічних процесів.

Оптимальне керування теплопостачанням неможливо без застосування автоматизованої системи керування (АСУ) організаційними й технологічними процесами.

Метою системи автоматизованого керування теплопостачального господарства міста є реалізація енергозберігаючої й екологічно безпечної технології.

Для досягнення цієї мети АСУ повинна виконувати наступні основні функції:

збір, передачу, первинну обробку технологічної інформації, що надходить зі споруджень теплопостачання;

контроль виконання ухвалених рішень і ефективності їхньої дії, а також контроль відхилень технологічного процесу теплопостачання від оптимального й виявлення причин відхилень;

· оперативний контроль, облік, звітність;

· надання технологічної й розрахункової інформації диспетчерові у формі сигналізації, індексації, протоколювання.

У центральний диспетчерський пункт повинна передаватися аварійна сигналізація, сигналізація роботи й стан основного технологічного встаткування, значення вимірів найважливіших технологічних показників. При необхідності із центрального диспетчерського пункту виконуються основні команди телекерування.

Диспетчеризація керування повинна сполучатися з автоматизацією об'єктів і споруджень. Тільки в цьому випадку може бути отриманий максимальний економічний ефект при дотриманні технологічних норм процесів теплопостачання.

Для правильного вибору ступеня й обсягу автоматизації велике значення має виявлення закономірності протікання процесів теплофікації. На об'єктах систем теплозабезпечення повинні бути телемеханізовані й автоматизовані:

основні технологічні процеси, що забезпечують нормальну роботу споруджень при заданому режимі;

пристрої й прилади, що забезпечують можливість швидкого виявлення й локалізації аварій;

пристрої й прилади, призначені для реєстрації й контролю параметрів технологічного процесу.

Реалізація навіть часткової автоматизації керування системами теплозабезпечення в рамках двох нижчих рівнів керування пов'язана з комп'ютерним рішенням великого числа технологічних, економічних, соціальних, організаційних і інших завдань. Функціональна розмаїтість, технічна складність і виробнича значимість цих завдань жадають від розроблювачів автоматизованих систем особливої уваги як до самих завдань, так і до засобів і методів їхнього рішення.

Найбільш важливими завданнями автоматизованої системи теплопостачання є технологічні (проблемні) завдання, розв'язувані в рамках основних і допоміжних підсистем. Основні технологічні завдання цих підсистем були визначені при їхньому розгляді раніше. Однак кожна з раніше згаданих завдань у рамках автоматизованої системи припускає рішення ряду підзадач, таких як:

· збір вхідної інформації;

· вибір структури баз даних і форматів подання даних на ЕОМ;

· уведення, верифікація, фільтрація, зберігання й статистична обробка вхідних даних;

· вибір методу й розробка алгоритму рішення завдання;

· вибір мови програмування й програмна реалізація алгоритму;

· розробка програмного інтерфейсу;

· налагодження програми й контрольний рахунок;

· відображення процесу рахунку, проміжних і закінчених результатів;

· документування й тиражування вхідної, проміжної й вихідної інформації.

Кожна з перерахованих підзадач відповідає певному етапу підготовки й рішення будь-якого завдання систем теплопостачання. Тому підзадачі можуть бути класифіковані по ознаці приналежності до того або іншого етапу.

У свою чергу, кожний етап, як і вся підзадача в цілому, може класифікуватися по ступені автоматизації, пріоритетності, тимчасовому режиму, задіяним обчислювальним пристроям і операційним середовищам і т.п.

Крім загальних ознак класифікації кожний етап рішення завдання може мати властиві тільки йому ознаки. Так, особливий інтерес у цьому плані представляє етап вибору методу рішення проблемних оптимізаційних завдань ППРВ і ПСУСВ, пов'язаних з оперативним керуванням потокорозподіленням і впливаючих на ефективність функціонування систем теплопостачання в цілому.

Рішення завдань такого класу пов'язане з вибором критерію оптимальності й проведенням складних гідравлічних розрахунків. Як ознака їхня класифікація може виступати:

· математичний апарат, що лежить в основі опису вихідного й вихідного даних, а також методу рішення;

· математична модель мережі;

· математична модель критерії (або цілісності);

· число критеріїв (показників);

· розмірність завдання;

· метод оптимізації;

· ступінь невизначеності вихідних даних;

· порядок змінних і розмірність масивів;

· точність обчислень;

період рішення й ін.

Достаток класифікаційних ознак (як розглянутого класу завдань, так і інших) робить структурну схему всеосяжної класифікації занадто громіздкої. Тому залишимо неї без уваги, а зупинимося ще на одній із класифікаційних ознак, властивим всім завданням, розв'язуваним за допомогою ЕОМ. Це ступінь і характер використання комп'ютерної графіки.

Відповідно до зазначеної ознаки всі завдання діляться на:

· розрахункові;

· картографії й топографічної прив'язки;

· пошуково-графічні;

· завдання загальної графічної підтримки;

· розрахунково-графічні.



Використана література

1. Дяченка Н.В. Використання ГИС-технологій у вирішенні завдань управління. - http: // nocnit.ru/2st/materials/Diachenko. Html

2. Еремченко Є. Новий підхід до створення ДВС для невеликих муніципальних утворень // ArcReview, 2005. - №2(32).

3. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. - М.: Финансы и статистика, 1998. - 288 с.

Размещено на Allbest.ru