Inteligentna Sieć Ciepłownicza i Dispatcher Operation Dashboard – projekt ConnectPoint dla Veolia Warszawa
Inteligentna Sieć Ciepłownicza (ISC) to projekt, który poprzez modernizację infrastruktury, doposażenie w armaturę pomiarową oraz armaturę zdalnie sterowaną (3 zdalnie sterowane przepompownie; 79 komór i 2500 węzłów) jak również zastosowanie najnowocześniejszych rozwiązań informatycznych ma na celu ograniczenie emisji CO2 (o 14,5 tys. ton w skali roku), ubytków wody sieciowej oraz strat ciepła.
Budowa rozwiązania IT to w skrócie:
- warstwa systemów natywnych odpowiedzialnych za komunikację z urządzeniami pomiarowymi i sterującymi,
- centralne repozytorium danych (CRD) składające się z bazy Asset Framework ( AF) odpowiedzialnej za zarządzanie strukturą danych oraz bazy PI, która zbiera strumień danych pomiarowych,
- szyna integracyjna ESB służąca do dystrybucji danych do odpowiednich systemów,
- warstwa analityczna wspierająca pracę dyspozytora
- warstwa prezentacyjna służąca do prezentacji wszystkich danych w jednym miejscu na mapie.
SYSTEM DOD
DOD czyli Dispatcher Operation Dashboard to moduł, który zrealizował ConnectPoint. Zadaniem postawionym wykonawcy było zebranie i zaprezentowanie wszystkich danych niezbędnych do zarządzania Warszawskim Systemem Ciepłowniczym. Aplikacja działa w oparciu o serwer mapowy ArcGIS for Server 10.4 oraz bazę SQL.
Do zbioru gromadzonych danych możemy zaliczyć między innymi dane dotyczące infrastruktury ciepłowniczej, które zostały pobrane z obecnie funkcjonującego w Veolii systemu GIS, poprzez wystawienie predefiniowanych widoków bazodanowych. Odcinki rurociągów, komory, węzły ciepłownicze, armatura pomiarowa i odcinająca to warstwy tworzące jeden serwis mapowy będący podstawą każdej wizualizacji.
Rys. 1
Na rysunku 1 widzimy kompozycję tak zwanej warstwy eksploatacyjnej z różnymi elementami mapy zasadniczej: od lewej ewidencja gruntów i budynków (nakładka E), następnie ulice, chodniki, trawniki i infrastruktura naziemna (nakładka S) oraz infrastruktura podziemna tak jak kable elektryczne, gaz, wodociągi, kanalizacja telefony (nakładka U).
Podstawą wielu analiz z wykorzystaniem systemów GIS są również zdjęcia lotnicze. Veolia udostępniła fotoplan oraz zdjęcia termowizyjne w trzech profilach kolorystycznych. które przedstawiono na rysunku 2.
Rys. 2
Określenie rozkładu ciśnienia, temperatury, czas transportu czynnika grzewczego czy też rozkładu mocy pomiędzy źródłami to zadanie dla symulatora obliczeń hydraulicznych. Z DOD został on zintegrowany poprzez szynę integracyjną ESB z wykorzystaniem standardu REST, co umożliwiło prezentację na mapie wszystkich wyżej wymienionych informacji. Przedstawiono je na rysunku 3.
Rys. 3
Mapy wysokościowe, mapy poziomu wód gruntowych czy też symulacja powierzchni zalanej podczas powodzi przy założonym konkretnym stanie wysokości wody w Wiśle to warstwy, które w codziennej pracy wspierają dyspozytora w ocenie ryzyk i zagrożeń związanych z eksploatacją sieci – zagadnienia te zaprezentowano na rysunku 4.
Rys. 4
Dzięki integracji z systemem bilingowym, systemem assets management, aplikacją mobilną, GIS-em i aplikacją do zarządzania brygadami w terenie aplikacja DOD znalazła się w centrum procesu zarządzania awariami. Dyspozytor ma możliwość zarejestrowania wszystkich wyłączeń, w tym również tych związanych z awariami sieciowymi. Po wskazaniu na mapie miejsca awarii, dyspozytor otrzymuje informację o najbliższej armaturze umożliwiającej wydzielenie obszaru, na którym doszło do awarii. Po zamknięciu armatur dyspozytor widzi na mapie miejsce awarii, wyłączone armatury, odłączone odcinki i odłączonych odbiorców oraz ma dostęp do danych związanych z wyłączeniem, takich jak koszt wyłączenia czy ilość odłączonej mocy.
INNE KORZYŚCI
System DOD to nie tylko mapy, to również wiele funkcji wspierających dyspozytora w podejmowaniu decyzji, jak również wiele różnego rodzaju rejestrów.
Schemat strategicznej sieci ciepłowniczej (schemat podstawowy), to schemat, na którym dyspozytor widzi między innymi główne komory magistralne z armaturą. Stan armatur przedstawiony na schemacie jest rejestrowany w centralnym repozytorium danych, a poprzez integrację z systemem PI w każdej chwili możemy odczytać historyczny stan armatur w konkretnym dniu i konkretnej godzinie. Ze schematu podstawowego można wywołać schematy synoptyczne poszczególnych komór, na których prezentowane są dane czasu rzeczywistego, takie jak wyniki pomiarów ciśnień czy też temperatur (rysunek 5).
Rys. 5
Dziennik pracy dyspozytora to rejestr umożliwiający zapisywanie wszystkich zdarzeń związanych z pracą dyspozytora. Są to zarówno zgłoszenia odebrane przez dyspozytora, jak i polecenia pracy przekazane do brygad terenowych, czy też dyspozytorów zarządzających źródłami ciepła. Rejestr ten zintegrowany jest z centralą telefoniczną, co powoduje, że na panelu dyspozytorskim widoczne są wszystkie połączenia przychodzące i wychodzące, które po wybraniu myszką zamieniane są we wpis w dzienniku. Dyspozytor ma możliwość powrotu i odsłuchania każdej zarejestrowanej rozmowy (rysunek 6).
Rys. 6
Scenariusze pracy sieci opracowane przez System Wsparcia Decyzji będące elementem Inteligentnej Sieci Ciepłowniczej (ISC) są przesyłane do DOD i prezentowane dyspozytorowi w postaci zestawień tabelarycznych. Dyspozytor ma możliwość porównania wielu scenariuszy pod kątem wskaźników KPI (kosztowych, jakościowych, ilościowych) po czym, jeden z nich przyjąć do realizacji. DOD prezentuje poszczególne kroki scenariusza na wykresach (rysunek 7) i na mapie.
Rys. 7
Budowane rozwiązanie umożliwia między innymi prezentację wielu map, które mogą być ze sobą powiązane, rejestrów, wykresów na panelu operatora. Aplikacja w pełni wpisuje się we współczesne standardy programistyczne – (Java). Przykładowy obraz panelu DOD przedstawiono na rysunku 8.
Rys. 8
Podsumowując, opracowanie i wdrożenie przedstawionej aplikacji to duże wyzwanie zarówno dla wykonawcy, jak i dla klienta. Zintegrowanie wyników działania wielu skomplikowanych systemów pod kątem technicznym i biznesowym w jednej aplikacji, wydajnej i przyjaznej dla użytkownika, będzie dużym osiągnięciem. Wdrożenie tego projektu będzie oznaczało, że Veolia będzie posiadała aplikację unikatową, nie tylko na skalę polską ale i światową.
Materiał dostępny również na portalu ArcanaGIS :