ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ INNOVYZE INFOWATER ΚΑΙ ARCGIS ΣΕ ΕΡΓΑ ΤΗΛΕΛΕΓΧΟΥ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΔΙΚΤΥΩΝ Σπύρος Μίχας, Πολιτικός Μηχανικός, PhD, MSc Ελένη Γκατζογιάννη, Πολιτικός Μηχανικός, MSc
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ Γενικά για τα έργα τηλελέγχου και διαχείρισης δικτύων ύδρευσης στη χώρα μας Οι εφαρμογές ArcGIS/Innovyze Infowater Παραδείγματα: ΔΕΥΑ Καρδίτσας Χωρική και χρονική κατανομή της ζήτησης Εκτιμήσεις διαρροών και μη τιμολογούμενου νερού Βαθμονόμηση Παραδείγματα: ΔΕΥΑ Βισαλτίας Προγραμματισμός αντλιών Διασύνδεση SCADA: Συμπεράσματα Αυτόματη προσομοίωση Άντληση δεδομένων μέσω ArcToolbox
ΈΡΓΑ ΤΗΛΕΛΕΓΧΟΥ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΔΙΚΤΎΩΝ ΥΔΡΕΥΣΗΣ Πρόγραμμα ΕΠΠΕΡΑΑ Άξονας Προτεραιότητας 2 «Προστασία και Διαχείριση Υδατικών Πόρων» Δεκάδες ενταγμένα έργα (κάποια έχουν υλοποιηθεί) Βασικές προδιαγραφές (σε ότι αφορά την προσομοίωση) Λογισμικό προσομοίωσης Ανάλυση υδατικού ισοζυγίου Ενεργειακή βελτιστοποίηση Διαχείριση δικτύων «Πόρταλς» - Διαχείριση παραπόνων-αιτημάτων πελατών
ΠΛΑΤΦΟΡΜΕΣ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΔΙΚΤΥΟΥ Πρόταση ArcGIS + Innovyze Infowater ArcGIS, για τη διαχείριση όλων των γεωγραφικών πληροφοριών, μαζί με τις επεκτάσεις Geostatistical Analyst, Network Analyst: Λογισμικό αναφοράς διεθνώς σε επεξεργασία και ανάλυση δεδομένων GIS Κοινή πλατφόρμα γεωγραφικής επεξεργασίας και υδραυλικής ανάλυσης (με αμέτρητα πλεονεκτήματα!). Innovyze Infowater, για την μαθηματική προσομοίωση του δικτύου και την ανάλυση των διαφόρων σεναρίων, με τις επεκτάσεις του: Από τα πλέον προηγμένα παγκοσμίως λογισμικά ανάλυσης δικτύων υπό πίεση Μεγάλη βιβλιοθήκη εργαλείων εισαγωγής, επαλήθευσης, προσομοίωσης και ανάλυσης αποτελεσμάτων Πλήρης ενσωμάτωση στο ArcGIS (αρκεί η έκδοση Basic)
ΕΠΕΚΤΑΣΕΙΣ INFOWATER Οι επεκτάσεις του Infowater καλύπτουν μια σειρά απαιτήσεων για ένα σύγχρονο σύστημα προσομοίωσης δικτύου ύδρευσης Demand Allocator: Χωρική ανάλυση ζητήσεων Calibrator: Βαθμονόμηση με πολλαπλά κριτήρια Designer: Βελτιστοποίηση διαστασιολόγησης Scheduler: Βελτιστοποίηση διαχείρισης αντλήσεων και ενέργειας Valve Criticality Modeling Protector Skeletonizer Leak Detection Manager Sensor Location Manager Pressure Zone Manager Sustainability
ΕΡΓΑΛΕΙΑ Επιφάνεια εργασίας ARCGIS - INFOWATER ΜΕΝΟΥ ΚΑΙ ΕΡΓΑΛΕΙΟΘΗΚΗ ARCINFO ΜΕΝΟΥ ΚΑΙ ΕΡΓΑΛΕΙΟΘΗΚΗ INFOWATER ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΜΕΝΟΥ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΛΟΗΓΗΣΗ Σ ΣΤΙΣ ΒΔ ΠΙΝΑΚΑΣ ΜΗΝΥΜΑΤΩΝ
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΚΤΥΟΥ Εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού λίμνης Πλαστήρα Εξωτερικό υδραγωγείο Συνδέσμου
ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΤΗΛΕΛΕΓΧΟΥ Έργο: «ΠΡΟΜΗΘΕΙΑ ΚΑΙ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΥ ΔΙΑΡΡΟΩΝ, ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΚΑΙ ΤΗΛΕΕΛΕΓΧΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΤΟΥ ΔΗΜΟΥ ΚΑΡΔΙΤΣΑΣ» Το έργο υλοποιεί η εταιρεία : Το ομοίωμα και το GIS υλοποιεί η εταιρεία: Για το έργο επιλέχθηκε λογισμικό:
ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ Κατάρτιση λεπτομερούς μαθηματικού ομοιώματος (μοντέλου) με βάση τα πλέον επίκαιρα στοιχεία Κατάρτιση στρατηγικού μαθηματικού ομοιώματος (μοντέλου) Βαθμονόμηση του ομοιώματος με βάση διαθέσιμες μετρήσεις Σχεδιασμός υπομοντέλων και ζωνών ελέγχου Γεωγραφική συσχέτιση αρχείου καταναλώσεων και υδρομέτρων και ενημέρωση δεδομένων κατανάλωσης δικτύου Ανάπτυξη σεναρίων προσομοίωσης Εκπαίδευση στη χρήση του τελικού ομοιώματος
ΔΙΑΘΕΣΙΜΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΚΑΡΔΙΤΣΑΣ Γεωγραφική βάση δεδομένων με στοιχεία υποβάθρου (2000, 2010, 2013) Πολεοδομικά δεδομένα και σχέδιο πόλης Τοπογραφικά στοιχεία και υψόμετρα Χρήσεις γης Ορθοφωτοχάρτης (2010) Άξονες οδών με αρίθμηση Δεδομένα δικτύου Παλαιότερα ομοιώματα (2000, 2010) Επικαιροποιημένα δεδομένα «όπως κατασκευάστηκαν» Μετρήσεις Χρονοσειρές παροχών, πίεσης σε διάφορα σημεία Πλήρεις για όλους τους σταθμούς μόνο για το έτος 2013!
ΓΕΩΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΥΔΡΟΜΕΤΡΩΝ Συλλογή δεδομένων υδρομέτρων Συλλογή Λογαριασμοί Λίστες Ψηφιοποίηση καταγραφής δεδομένων καταναλωτών και επεξεργασία κατανάλωσης υδρομέτρων δεδομένων από την αρμόδια καταναλώσεων υπηρεσία Διευθύνσεις Καταναλώσεις
Γεωκωδικοποίηση υδρομέτρων με βάση τη διεύθυνση Αυτόματη τοποθέτηση υδρομέτρων
ΔΗΜΙΟΥΡΓΊΑ ΜΟΝΤΈΛΟΥ Ζητήσεις Κατανομή καταναλώσεων Χωρική κατανομή ζητήσεων με ειδικό εργαλείο
ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΖΗΤΗΣΕΩΝ Διαδικασία και δεδομένα για το χωρικό υπολογισμό των ζητήσεων Σύνολο δεδομένων μοντέλου Ο/Χ, Πολ. ζώνες, Σχέδιο πόλης, οδοί, έργα Πολύγωνα Thiessen Κεντροειδή σε κόμβο Υδρόμετρα σε κόμβο Υδρόμετρα σε κλάδο
ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΧΩΡΙΚΩΝ ΚΑΤΑΝΟΜΩΝ Χωρική Χωρική κατανομή κατανομή της ζήτησης της ζήτησης βάσει πολεοδομικών βάσει μετρήσεων δεδομένων (2013) (2010)
Εισαγωγή και ανάλυση σταθμών ελέγχου Λανθασμένες μετρήσεις λόγω κατάκλυσης φρεατίου Οροφή ημερήσιων αιχμών Διακοπή λειτουργίας μετρητήμετρήσεις μετά την Ανίχνευση τάσης μετρήσεων Έλλειψη μετρήσεων επισκευή του φρεατίου Έλεγχος ακροτάτων: πιθανή εσφαλμένη μέτρηση Νυχτερινές απώλειες Αποσφαλμάτωση Έλεγχος συνέπειας μετρήσεων: Μη φυσική διακύμανση μετρήσεων Πιθανή βλάβη οργάνου Απόρριψη των μετρήσεων
ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ Μέσες ημερήσιες διακυμάνσεις ανά μήνα 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1,80 1 1,60 6 8 1,40 9 12 1,20 Ετήσιο 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00
ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ Επτά ημέρες του Φεβρουαρίου 2013 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 2,00 Δευ 1,80 Τρι 1,60 Τετ Πεμ 1,40 Παρ Σαβ 1,20 Κυρ Ετήσιο 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00
ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ Ημερησια διακύμανση σημαντικών αργιών (συντελεστής μέσης ημερήσιας στο μήνα) 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 2,20 2,00 15-Αυγ 25-Δεκ 1,80 28-Οκτ 25-Μαρ 1,60 30-Σεπ Ετήσιο 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00
ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ Α.Παραμετροι Βαθμονομησης Calibrator Ομάδες ζήτησης Ομάδες τραχύτητας Ομάδες κατάστασης αγωγού Μετρήσεις παροχής Μετρήσεις πίεσης Βαθμονόμηση με εξελιγμένους αλγορίθμους Ρύθμιση κατά περίπτωση: Τραχύτητας Ζήτησης Κατάστασης αγωγού
Βαθμονόμηση Υπολογισμός Εισαγωγή Δοκιμές Επισκόπηση βαθμονόμησης ημερήσιας αποτελεσμάτων ημερήσιας του μοντέλου κατανομής κατανομής βαθμονόμησης (pattern) της κατανάλωσης στους κόμβους απότου τις ομοιώματος μετρήσεις ΤΣΕ29: Observed data ΤΣΕ27: Observed data ΤΣΕ10: Observed data ΤΣΕ01G: ΤΣΕ27 ΤΣΕ29 Observed data ΤΣΕ01Α: Observed data ΤΣΕ01Α ΤΣΕ01G ΤΣΕ10
ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ B.Παραδοχές και κριτήρια Στιγμιαία βαθμονόμηση (μόνιμες συνθήκες SS) 4 ομάδες τραχύτητας 32 ομάδες ζήτησης 8 κόμβοι (με μετρήσεις πίεσης) 16 θέσεις μέτρησης παροχής Μεταβολή ημερήσιας κατανομής κατανάλωσης (Χωρικά, Χρονικά) Χρήση μετρήσεων ενός έτους Κριτήρια ποιότητας βαθμονόμησης μοντέλων δικτύων ύδρευσης Χρήση Επίπεδο λεπτομέρειας Τύπος προσομοίω σης Αριθμός διαθέσιμων μετρήσεων πίεσης (% επί των κόμβων του δικτύου) Ακρίβεια μετρήσεων πίεσης DRINKING WATER DISTRIBUTION SYSTEMS (ASSESSING AND REDUCING RISKS), US NRC, 2006) Αριθμός διαθέσιμων μετρήσεων παροχής (% επί των αγωγών του δικτύου) Ακρίβεια μετρήσεων παροχής Σχεδιασμός Χαμηλό SS / EPS 10% ±3.5m (5psi) /100% 1% ±10% Μελέτη Μέτριο / υψηλό SS / EPS 5%-2% ±1.4m (2psi) /90% 3% ±5% Επιχειρησιακή χρήση Χαμηλό / υψηλό SS / EPS 10%-2% ±1.4m (2psi) /90% 2% ±5% Ποιότητα νερού Υψηλό EPS 2% ±2.1m (3psi) /90% 5% ±2%
ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ Γ.Αποτελέσματα (Προσωρινά!) Κωδικός Θέση Χειμώνας 28/2/2013 Χειμώνας Αποτελέσμα τα Διαφορά Καλοκαίρι 30/8/2013 Καλοκαίρι Αποτελέσμα τα Διαφορά Παροχές TSE-01A YDATOPYRGOS A 73.8 63.3-14.3% 84.7 65.5-22.6% TSE-01B YDATOPYRGOS B 12.3 9.3-24.5% 14.1 9.8-30.3% TSE-01D YDATOPYRGOS D 111.0 105.8-4.7% 111.0 108.1-2.6% TSE-01E YDATOPYRGOS E 30.1 31.1 3.2% 24.2 31.5 30.2% TSE-01G YDATOPYRGOS G 48.2 54.2 12.3% 53.8 55.4 3.1% TSE-02 EKKOKKISTHPIA 8.5 9.1 7.5% 10.0 9.5-4.3% TSE-03 NOSOKOMEIO 5.4 5.5 2.6% 5.9 6.2 4.9% TSE-10 SAMAROPOYLOY-OLYMPOY 41.1 37.3-9.2% 45.9 36.7-20.1% TSE-12 SARANTAPOROY BYZANTIOY 10.9 8.9-18.2% 11.2 9.0-19.5% TSE-14 DIMOTIKA SXOLEIA 38.3 22.6-40.9% 43.8 22.2-49.3% TSE-15 THESSALIOT. K AGRAFON 18.8 18.7-0.8% 22.5 22.6 0.4% TSE-20A TZELLA K BASARDANH 12.2 14.4 18.2% 15.9 17.3 8.9% TSE-20B TZELLA K BASARDANH 5.4 4.7-13.4% 6.8 5.6-17.5% TSE-23 ETHN MAKARIOY PRO 8.0 3.6-54.2% 9.8 3.6-63.2% TSE-27 TRIKALON-AG.SERAFIM 8.5 8.8 3.5% 10.6 11.3 6.7% TSE-29 MIRMIDONWN K GARDIKIOY 7.8 7.9 0.8% 10.9 11.3 3.1% Πιέσεις TSE-01 YDATOPYRGOS Eisodou 24.6 24.7 0.4% 19.2 24.2 - TSE-15 THESSALIOT. K AGRAFON 26.8 27.2 1.3% 21.0 26.5 - TSE-22 ITHAKIS - MPIZANIOY 29.9 30.1 0.6% 23.4 29.5 - TSE-27 TRIKALON-AG.SERAFIM 28.3 30.1 6.1% 22.1 29.3 - TSE-29 MIRMIDONWN K GARDIKIOY 28.6 28.8 0.7% 21.7 27.5 - TSE-30 DIAST. TRIKALON KARDITSA 27.0 28.8 6.4% 21.4 27.4 - TSE-35 ERGATIKA AG NIKOLAOY 29.6 31.0 4.8% 23.4 30.0 - TSE-37 KTHNIATRIKH 27.3 33.6 22.9% 22.2 32.7 - Ελλείψεις καταγραφής δικτύου Αξιοπιστία μετρήσεων Προβλήματα στον κυριότερο από τους μετρητές Μόνο ένα έτος μετρήσεων Αδυναμία εκτέλεσης επαληθεύσεων Μικρός αριθμός θέσεων μετρήσεων Μικρή επικάλυψη μετρητών Βαθμονόμηση Κόμβοι μοντέλου: 2279 8 0.35% Αγωγοί μοντέλου: 3974 16 0.40%
ΕΚΤΙΜΗΗΣΗ ΣΥΝΟΛΙΚΩΝ ΑΠΩΛΕΙΩΝ ΔΙΤΚΥΟΥ Μέσοι όροι ετήσιων ποσοστήτων νερού ύδρευσης Καρδίτσας Τιμολογούμενο: 1,4 εκ.μ 3 Αγορά από το Σύνδεσμο: 4,9 εκ.μ 3 Διαφορά αγοράς με διατιθέμενο: 0,4 εκ.μ 3 Διαφορά διατιθέμενου με τιμολογούμενο: 3,1 εκ.μ 3 Είσοδος στην πόλη: 4,5 εκ.μ 3
ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΙΣΟΖΥΓΙΟ ΝΕΡΟΥ Αγορά Τιμολόγηση - Κατανάλωση A2001 B2001 A2002 B2002 A2003 B2003 A2004 B2004 A2005 B2005 A2006 B2006 A2007 B2007 A2008 B2008 A2009 B2009 A2010 B2010 A2011 B2011 A2012 B2012 A2013 B2013 10,00 Αγορά από Σύνδεσμο 9,00 Τιμολογημένο 8,00 Καταμετρημένη είσοδος 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Απώλειες στο εξωτερικό υδραγωγείο: 0,5 εκ. μ 3 Απώλειες στο εσωτερικό δίκτυο: 3,1 εκ.μ 3 Εκτιμώμενη μη τιμολογούμενη κατανάλωση: 1,2~1,6 εκ.μ 3 (Για 40.000 κατοίκους, συμπεριλαμβανομένων των λάθος καταμετρήσεων) Εκτιμώμενες αφανείς διαρροές: 1,9~1,5 εκ.μ 3
ΤΗΛΕΛΕΓΧΟΣ ΔΗΜΟΥ ΒΙΣΑΛΤΙΑΣ Γενικά στοιχεία για το έργο και τα μοντέλα Εκτεταμένο πρόγραμμα μετρήσεων σε όλο το εξωτερικό δίκτυο Παροχή Πίεση Ποιοτικά δεδομένα Στάθμες δεξαμενών Ενεργειακά 5 οικισμοί 4 ξεχωριστά εξωτερικά δίκτυα με γεωτρήσεις και δεξαμενές Αντλιοστάσια Μήκος ~40 χλμ
ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΤΗΛΕΛΕΓΧΟΥ Έργο: «Eγκατάσταση Συστήματος Τηλελέγχου Τηλεχειρισμού για την Παρακολούθηση Ποιότητας Ποσότητας Πόσιμου Νερού του Δήμου Βισαλτίας» Το έργο υλοποίησε η εταιρεία : Το ομοίωμα και το GIS υλοποίησε η εταιρεία: Για το έργο επιλέχθηκε λογισμικό:
ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΑΝΤΛΙΩΝ Εισαγωγή χαρακτηριστικών αντλιών Ισχύς Παροχή Καμπύλη Απόδοση Βαθμονόμηση της λειτουργίας τους (σε βαθμονομημένο μοντέλο) Πρόγραμμα «Χρονική» αρχική ρύθμιση Σύγκριση με μετρήσεις Αυτοματοποίηση κανόνων Έλεγχος Σενάρια εξοικονόμησης και τροποποίησης του προγράμματος Με ή χωρίς βελτιστοποίηση
ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΛΕΙΤΟYΡΓΙΑΣ ΑΝΤΛΙΩΝ Ομάδες στοιχείων Αντλία Δικλείδες Αγωγοί Κόστος προμήθειας Περιορισμοί Στάθμες δεξαμενών Πίεση κόμβων Ταχύτητα/Παροχή αγωγών Παροχή αντλίας Παροχή δικλείδας Ηλικία νερού σε κόμβο Επιλογές Συντελεστές βαρύτητας (εκκίνησης, ανοίγματος αγωγού, παροχής κλπ παραμέτρων, καθώς και επιλογές βελτιστοποίησης)
ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ ΔΙΚΤΥΟΥ ΜΕ ΑΝΤΛΙΕΣ
ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΑΠΌ ΤΟ SCADA Τρόπος επικοινωνίας Βάση δεδομένων με μετρήσεις ανά λεπτό Αρχείο Infowater SCADA (sda)
ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΑΠΌ ΤΟ SCADA Χρήση custom ArcToolbox για άντληση ιστορικών δεδομένων από το SCADA
ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΜΕ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΠΌ ΤΟ SCADA Αυτόματες προσομοιώσεις και σύγκριση με μετρήσεις
ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ - ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Συμπεράσματα από τη χρήση των εργαλείως ArcGIS + Infowater Περιβάλλον προσομοίωσης Innovyze Infowater: Ισχυρή ενσωμάτωση και προσανατολισμός στη λογική των ΣΓΠ Εργαλεία διαχείρισης και δημιουργίας σεναρίων Βοηθητικά εργαλεία κατάρτισης ομοιώματος Ανάλυση αποτελεσμάτων σε περιγραφικό και γεωγραφικό περιβάλλον Ολοκληρωμένη διαχείριση σε ArcGIS: Γεωγραφικά δεδομένα και υδραυλικά στοιχεία αλληλοτροφοδοτούνται σε χωρικό επίπεδο Τα εξ ορισμού ισχυρότατα εργαλεία του ArcGIS είναι διαθέσιμα για οποιεσδήποτε συνδυαστικές επεξεργασίες και αναλύσεις. Άμεσα οπτικά αποτελέσματα
Ευχαριστούμε για την προσοχή σας! Σπύρος Μίχας Πολιτικός Μηχανικός, PhD, MSc Ελένη Γκατζογιάννη, Πολιτικός Μηχανικός, MSc http://www.hydroex.gr