Телефон: +7 (383)-202-16-86

Статья опубликована в рамках: XLII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 05 апреля 2018 г.)

Наука: Информационные технологии

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Зайнуллина А.А. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОТОТИПА ГИС ДЛЯ МОНИТОРИНГА РАБОТЫ ГОРОДСКОЙ ЛИВНЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. XLII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 7(42). URL: https://sibac.info/archive/meghdis/7(42).pdf (дата обращения: 22.08.2019)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОТОТИПА ГИС ДЛЯ МОНИТОРИНГА РАБОТЫ ГОРОДСКОЙ ЛИВНЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ

Зайнуллина Айгуль Айдаровна

студент (магистратура), кафедра ГИС, УГАТУ,

РФ, г. Уфа

Научный руководитель Атнабаев Андрей Фарагатович

канд. техн. наук, доцент кафедры ГИС, УГАТУ,

РФ, г. Уфа

Система подземных коммуникаций играет важную роль в обеспечении благоприятных условий проживания, как в мегаполисах, так и в небольших городах.

В настоящее время в мире наблюдается нестандартное проявление природных явлений (резкие оттепели, продолжительные снегопады, ливни и т.п.), в том числе выпадение кратковременных осадков, превышающих среднестатистические данные в сотни раз, что приводит к чрезвычайным последствиям для городской инфраструктуры (в том числе подземным коммуникациям).

Стихийные погодные условия, количество осадков, превышающих норму – всё это наносит как экологический, так и экономический ущерб для населения. Управление и поддержание целостности системы водоотведения требует серьезных вложений на обслуживание и ремонтные работы. Использование и внедрение инновационных технологий позволит снизить затраты. Таким образом для обеспечения бесперебойной работы городской ливневой канализации необходимо разрабатывать комплекс мер и систем поддержки принятия решений, позволяющих снизить затраты на ликвидацию возможных последствий от чрезвычайных ситуаций, вызванных природными стихиями.

На сегодняшний день зачастую поддержание инфраструктуры ливневой канализации в рабочем состоянии решается лишь устранением фактических нарушений (неисправные колодцы, прочистка и т.п.), а также мало уделяется внимание системам мониторинга и прогнозирования возможных чрезвычайных ситуаций. Поэтому выявленная задача является актуальной.

Объектом в исследовании является пространственно-распределенные данные, описывающие инфраструктуру систем ливневых канализаций. Предметом исследования является информационная поддержка принятия решений для обеспечения бесперебойной работоспособности ливневой канализации в повседневной жизни, в том числе и чрезвычайных ситуациях.

Решение описанной проблемы является одним из приоритетных направлений деятельности в сфере коммунального хозяйства, как для России, так и для зарубежных стран.

Для исследования был выбран частный пример - город Уфа. В связи с чрезвычайной природной ситуацией оказалась подтоплена часть улиц, городским дорогам был нанесен ущерб в 43 млн. рублей. В ходе разбирательств было выяснено, что отсутствуют сооружения для обезвреживания ливневых и талых вод.

В настоящее время в г. Уфа не полностью решены проблемы  бесперебойной работы в системе ливневой канализации. О состоянии одной трети части системы отсутствует какая-либо информация.(1)

Внедрение современных IT-технологий позволит выйти на новый инновационный уровень решения проблемы.

В системе подземной коммуникации нет автоматизированного процесса, то есть при наступлении чрезвычайной ситуации используется рабочая сила. Автоматизация в свою очередь способна снизить риск затопления.

На основе анализа статистических данных выпавших атмосферных осадков за 2014-2017 год были получены следующие результаты(2):

Таблица 1.

Максимальное количество выпавших атмосферных осадков (в соотношении месяц/год)

Месяц/год

2014

2015

2016

2017

1

2

3

4

5

Март

5 мм

7 мм

7 мм

13 мм

Апрель

9 мм

12 мм

12 мм

10 мм

Май

18 мм

22 мм

15 мм

35 мм

Июнь

8 мм

7 мм

22 мм

27 мм

Июль

27 мм

16 мм

7 мм

13 мм

Август

4 мм

8 мм

13 мм

6 мм

Сентябрь

22 мм

9 мм

12 мм

110 мм

Октябрь

4 мм

13 мм

8 мм

13 мм

 

 

Максимальный объем осадков, выпавших за 2017 год, составил 110 мм в сентябре, что превышает показатели за рассмотренные 4 года.

Одной из ярких проблем водоотведения является слабая пропускная способность и предрасположенность к засорению ливневой канализации. Это в частности наблюдается в период затяжных дождей. Проблема проявляется в скоплении огромных «стоячих» луж на тротуарах и проезжей части.

Для устранения проблемы в настоящее время решают следующие задачи:

- прокладка дополнительной системы поверхностного водоотвода.

- восстановление имеющихся неисправных колодцев, а именно прочистка от мусорных засоров с помощью использования метода пневмоипульсов. При своих положительных сторонах данный метод является лишь профилактикой, но в критических ситуациях требуются незамедлительные действия.

- решение проблемы износа основных фондов. Износ, в первую очередь, касается магистральных трубопроводов.

Тем не менее, система подземных коммуникаций (в частности система ливневой канализации), нуждается в системе немедленного реагирования в условиях чрезвычайных ситуаций.

Авторами статьи предлагается решение рассматриваемой проблемы за счет создания прототипа системы поддержки принятия решений в сфере бесперебойного функционирования городской ливневой канализации на основе ГИС- технологий.

В ходе анализа предметной области было выявлено, что прототип ГИС должен решать следующие задачи:

-анализ сетевой модели;

-анализ поверхности;

-анализ водосборных участков;

-анализ возможных зон подтопления;

-поддержка принятия решений (в виде установок откачивающей аппаратуры).

Вышеописанные проблемы в современном мире принято решать с помощью ГИС-технологий.(3)

Для разработки рабочей системы необходимо создать тестовые данные местности. Для решения этой задачи выбрана программа

В ходе системного анализа предметной области были выявлены основные задачи, которые решаются для достижения главной цели и данные, которые необходимы для решения этих задач, представленных в виде функциональной модели (рисунок 1).

На рисунке 1 представлена контекстная диаграмма процесса пространственной обработки данных (по методологии IDEF0) для улучшения работоспособности систем ливневой канализации.

 

айдиэф1.jpg

Рисунок 1. Контекстная диаграмма

На рисунке 2 изображена диаграмма декомпозиции процесса.

 

декомпозиция1.jpg

Рисунок 2. Диаграмма декомпозиции

 

При изучении объектов автоматизации, свойств, а также взаимоотношений между данными объектами была построена информационная модель по методологии IDEF1X (рисунок 3).

 

rtroIZ2PP2Y.jpg

Рисунок 3. Информационная модель

 

Разработка и внедрение данного прототипа решает проблему подтопления при стихийных природных явлениях с помощью таких функций, как: системы анализ сетевой модели ливневой канализации, анализ 3D поверхности, анализ водосборных участков, анализ возможных зон подтопления, поддержка принятия решений (в виде установок откачивающей аппаратуры).

Последующая установка откачивающего устройства и датчика способствуют повышению работоспособности системы ливневых канализаций, а именно:

- позволяет отслеживать уровень воды;

- позволяет мгновенно реагировать в условиях чрезвычайных ситуаций.

 

Список литературы:

  1. Еженедельник «Аргументы и Факты» №41 11/10/2017:[Электронный ресурс].URL: http://www.ufa.aif.ru/society/jkh/nicheynaya _ livnevka_ tret_ulichnoy_kanalizacii_ufy_nikto_ne_obsluzhivaet.(Дата обращения 10.10.2017).
  2. Климатический справочник населенных пунктов России: [Электронный ресурс].URL: http:// www. atlasyakutia. ru/ weather/ 2017/ prec/ ufa_ prec_2017.php. (Дата обращения 15.10.2017).
  3. Павлов С.В., Христодуло О.И. Основные принципы интегрированной обработки пространственной информации для оценки и контроля взаимного влияния объектов промышленности и окружающей среды: [Электронный ресурс].URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=26056134. (Дата обращения 15.10.2017).
  4. Каждан A. Проблемы водоснабжения и водоотведения строительства/ A. Каждан, Е.Марголин-ЖКХinfo информационно-аналитический журнал [Электронный ресурс]: URL: http: //www. zhkh.info/ contentview2046/69/26.04.2009. (Дата обращения 1.11.2017).
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий