استفاده از رشد GIS در کسب و کار آب و فاضلاب شهری

با این حال، داده های جدولی مرتبط با یک آدرس معمولاً در تجارت ابزار کافی نیست. فناوری سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) سطح کاملاً جدیدی از عملکرد را اضافه کرده است – و جهان را به روی انبوهی از اطلاعات باز کرده است.

GIS تقریباً در هر صنعتی استفاده می شود. مردم هر روز از آن استفاده می کنند، چه متوجه شوند و چه ندانند. دریافت مسیرهای رانندگی از فرودگاه به هتل از نوعی GIS استفاده می کند که آدرس ها را به شبکه های خیابانی و الگوهای ترافیکی مرتبط می کند. به دست آوردن یک لیست اینترنتی از رستوران های نزدیک از یک نوع خاص، از یک تابع جستجوی GIS برای پرس و جو از داده های تجاری مرتبط با مکان های جغرافیایی در یک شعاع تعریف شده توسط کاربر استفاده می کند.

از نقشه های GIS می توان برای نمایش مکان های شکایات مربوط به آب در زیرزمین ها و سیل خیابان ها استفاده کرد. برای بزرگنمایی تصویر اینجا را کلیک کنید

استفاده از GIS در تجارت آب و برق مزایای زیادی دارد. 80 تا 90 درصد از داده های یک ابزار به نحوی با یک موقعیت جغرافیایی مرتبط است. شرکت های برق باید بدانند که لوله ها، شیرها، پمپ ها، کنتورها و سایر تاسیسات در کجا قرار دارند. آنها همچنین باید مکان و الگوهای مصرف آب مشتریان خود را بدانند. و آنها باید بدانند که خدمه آنها در کجا کار می کنند و چه امکاناتی نیاز به تعمیر و نگهداری دارند. GIS به کاربران اجازه می دهد تا اطلاعات را بر اساس موقعیت مکانی آن و رابطه فضایی آن با سایر ویژگی ها جستجو و تجزیه و تحلیل کنند – اغلب در جایی که هیچ رابطه دیگری در دسترس نیست.

Utilities معمولاً پایگاه های اطلاعاتی متعددی را نگهداری می کنند که به طور مستقل در طی سالیان متمادی توسعه یافته اند. با مرتبط کردن مکان‌های مشترک، این مجموعه‌های داده غیرمرتبط می‌توانند مرتبط شوند. به عنوان مثال، برنامه‌های GIS می‌توانند به شناسایی روند شکست‌های اصلی آب برای اولویت‌بندی پروژه‌های جایگزینی و بازسازی لوله کمک کنند. چنین پروژه‌هایی معمولاً با استفاده از معیارهای وزنی مختلف مانند مواد لوله، قطر، سن، شرایط خاک اطراف، نزدیکی به مکان‌های بحرانی (مانند بیمارستان‌ها و مدارس)، تاریخچه شکست اصلی، کیفیت آب و هماهنگی با سایر کارهای عمومی تجزیه و تحلیل می‌شوند. پروژه ها. این معیارها را می توان به صورت مکانی در یک GIS نشان داد و با موجودی لوله مرتبط کرد. پس از آن، Utilities نه تنها می توانند تصمیم بگیرند که چه بهبودهایی را انجام دهند، بلکه همچنین می توانند تصمیم بگیرند که چه زمانی آن بهبودها را به بهترین نحو انجام دهند.

واضح ترین کاربرد GIS ثبت و تحلیل شرایط فعلی است. نمایش دیجیتالی شبکه آب یا فاضلاب معمولاً شامل لوله‌ها، مترها، دریچه‌ها، منهول‌ها و سایر تأسیسات حیاتی است که به نوعی پس‌زمینه زمینی خیابان‌ها، قطعات، خطوط و مرزهای سیاسی ارجاع می‌شوند. این تصویر ساخته شده، چه، کجا و چه زمانی از تاریخچه ابزار را ارائه می دهد. با این حال، همان داده ها در آینده نگری بسیار مفید هستند – به ویژه هنگام ادغام GIS با مجموعه داده ها و برنامه های کاربردی دیگر.

پس از ایجاد، یک GIS می‌تواند به عنوان یک پیوند حیاتی برای برآورده کردن نیازهای نگهداری داده‌ها، پشتیبانی از فعالیت‌های تجزیه و تحلیل/گزارش داده‌های متعدد، و ارتباط با سایر برنامه‌ها ارتقا یابد. چند نمونه در زیر توضیح داده شده است.

ادغام با مدلسازی هیدرولیک/هیدرولوژیک

مدل‌سازی هیدرولیک و هیدرولوژیکی (H/H) معمولاً برای تجزیه و تحلیل شبکه‌های آب و فاضلاب – به ویژه برای توسعه طرح‌های جامع و طرح‌های بهبود سرمایه استفاده می‌شود. این فعالیت مدل‌سازی می‌تواند به شرکت‌ها کمک کند تا عملکرد سیستم را ارزیابی کرده و بهبودهای لازم برای پارامترهایی مانند برآورده کردن نیازهای فشار آب یا کاهش مشکلات آب در زیرزمین را شناسایی کنند.

تجزیه و تحلیل شکست اصلی GIS می تواند از اولویت بندی تعویض لوله پشتیبانی کند. برای بزرگنمایی تصویر اینجا را کلیک کنید

اگرچه بسیاری از داده‌های مورد نیاز برای مدل‌سازی را می‌توان در یک GIS نگهداری کرد، مدل‌سازی و GIS در طول تاریخ در مسیرهای جداگانه اما موازی توسعه یافته‌اند. هدف اولیه برای یک تحلیلگر GIS معمولاً ایجاد یک تصویر جغرافیایی دقیق و به روز از سیستم ابزار واقعی بوده است – هر چه جزئیات بیشتر، بهتر. هدف اصلی برای یک مدل ساز ایجاد یک نمایش هیدرولیکی صحیح از شبکه، تحت شرایط عملیاتی مختلف بوده است که از تحلیل مدل سازی جریان/فشار پشتیبانی کند – هر چه ساده تر، بهتر. از لحاظ تاریخی، ایجاد مدل‌های جدید H/H مستلزم جمع‌آوری داده‌های خسته‌کننده و پرهزینه و تلاش‌های ساخت مدل است، که اغلب کارهایی را که قبلاً در ایجاد GIS یا مدل‌های قبلی انجام شده است تکرار می‌کند.

پیشرفت های اخیر در عملکرد نرم افزار و پایگاه داده به طور چشمگیری شکاف بین این دو برنامه قدرتمند را کاهش داده است. وقتی یک GIS به درستی طراحی شود، اکنون می توان برای توسعه کارآمد اکثر مدل H/H استفاده کرد. پاکسازی داده ها و ابزارهای یکپارچگی، تلاش برای ایجاد اتصال شبکه مورد نیاز و تأیید ساخت صحیح شبکه را ساده می کند – مانند جلوگیری از وارد شدن لوله 4 اینچی به وسط یک لوله 24 اینچی.

با حفظ ارتباط بین مدل و GIS می توان به مزایای بیشتری دست یافت. این ادغام به طور قابل توجهی توانایی به روز رسانی یا افزایش تلاش های مدل سازی آینده را بهبود می بخشد. استفاده از قابلیت های پیشرفته تجزیه و تحلیل فضایی GIS می تواند نتایج مدل سازی را بیشتر افزایش دهد. مثالها عبارتند از:

• تجزیه و تحلیل جریان آتش. اکثر نرم افزارهای مدل سازی هیدرولیک می توانند مقادیر جریان موجود در گره ها را در سراسر شبکه سیستم محاسبه کنند. دسته های مختلف کاربری زمین نیازمندی های جریان آتش متفاوتی دارند. ارتباط نتایج مدل با الزامات کاربری زمین در GIS، کاربران را قادر می‌سازد تا توانایی یک سیستم توزیع را برای برآوردن الزامات جریان آتش برای کاربری‌های مختلف زمین ارزیابی کنند. این اطلاعات برای برنامه ریزی بهبود سیستم توزیع برای ارائه حفاظت مناسب در برابر آتش مفید است.

این تجزیه و تحلیل را می توان با استفاده از ابزارهای تجزیه و تحلیل ریسک برای تعیین رتبه بندی عوامل خطر به کاربری های خاص (به عنوان مثال، بیمارستان ها، مدارس، ساختمان های بلند) به سطح بالاتری برد. خطرات آتش سوزی خاص را می توان با استفاده از GIS برای همپوشانی این رتبه بندی ها با داده های جریان آتش تعیین کرد. این تجزیه و تحلیل می تواند به تعیین یا حمایت از رتبه بندی ISO (دفتر خدمات بیمه) شهر کمک کند.

• تجزیه و تحلیل منبع آب آشامیدنی. شرکت‌هایی که آب را از منابع متعدد به دست می‌آورند نیاز به درک خوبی از نحوه ترکیب آب در سراسر شبکه دارند. این امر به ویژه در مواردی که کیفیت منبع متفاوت است مهم است. مشتریان ممکن است بخواهند بدانند که کدام منبع آب آنها را تامین می کند. با این حال، در طول زمان ممکن است از منابع مختلفی به مشتری خدمات داده شود و ترکیب متناسب منابع مختلف ممکن است دائما در حال تغییر باشد. ترکیب نسبتی (یا درصدی) طولانی مدت آب منبع، نشانه خوبی از کیفیت کلی آب مصرف کننده است.

برای یک سناریوی عملیاتی خاص، مدل هیدرولیک می تواند برای محاسبه درصد تقاضای کل عرضه شده توسط هر منبع آب در هر مکانی در سیستم توزیع استفاده شود. با استفاده از GIS می توان برای هر منبع درصدی را ایجاد کرد. همپوشانی این داده ها بر روی یک خیابان دیجیتال یا نقشه بسته می تواند به کاربران کمک کند تا آدرس های خیابان را با چندضلعی های درصد منبع مرتبط کنند تا درصد تقریبی آبی را که هر مشتری از هر منبع دریافت می کند، تعیین کند.

• تخصیص تقاضای مصرف آب. برای مدل‌سازی دقیق شبکه توزیع آب، مهندسان باید بفهمند که آب در شرایط مختلف مصرف آب کجا مصرف می‌شود. تخصیص تقاضا فرآیندی است که در آن داده های مصرف آب فعلی یا پیش بینی شده در آینده به مکان هایی در شبکه اختصاص می یابد. در حالت ایده آل، تقاضای آب موجود با استفاده از داده های کنتور آب مرتبط با نقاط خاصی در سیستم شبکه آب تخصیص می یابد. این روش برای محله های مستقر به خوبی جواب می دهد. با این حال، داده‌های متره خوب مرتبط با آدرس‌های فیزیکی یا مکانی در شبکه ممکن است در دسترس نباشند. با استفاده از ابزار GIS می توان تقاضای مصرف آب را به طور غیرمستقیم بر اساس داده های جمعیت یا نقشه های کاربری زمین استخراج کرد. این روش همچنین در پیش بینی مصرف آب در مناطق رشد آتی مفید است.

• ایجاد ارتفاع تسهیلات: داده های نظرسنجی GPS (در صورت وجود) یا مدل های ارتفاعی دیجیتال (DEM) می توانند برای تعیین خودکار ارتفاع گره های مورد نیاز برای مدل سازی H/H استفاده شوند. این روش های مبتنی بر GIS بسیار برتر از فرآیند پر زحمت تخمین دستی ارتفاعات از روی نقشه های کانتور هستند.

ادغام با سیستم اطلاعات مشتری

ایجاد پیوندهای مشترک پایگاه داده بین GIS و سوابق مشتری به شرکت‌ها اجازه می‌دهد تا استفاده از تقاضای بلادرنگ را با مدل شبکه GIS مرتبط کنند. این در پشتیبانی از مدل‌سازی H/H و دیگر قابلیت‌های تجزیه و تحلیل/گزارش مفید است. توابع ردیابی شبکه در GIS همچنین می‌توانند گزارش‌های مفیدی مانند فهرستی از مشتریانی که تحت تأثیر بسته شدن شیرها قرار گرفته‌اند، شناسایی مشتریان «بحرانی» که توسط بخشی از سیستم خدمت‌رسانی می‌شوند، یا فهرست پستی/اعلان مشتریان خاص ارائه کنند.

نمایش گرافیکی از چگونگی ایجاد یک صفحه تراز از نقشه/پایگاه داده پیوسته GIS برای بزرگنمایی تصویر اینجا را کلیک کنید

ارتباط سوابق مشتری با مکان های جغرافیایی می تواند مزایای خدمات مشتری بیشتری را فراهم کند. هنگامی که یک مشتری با یک شکایت تماس می گیرد، نماینده خدمات مشتری می تواند بلافاصله محل شکایت فعلی و همچنین شکایات اخیر را در این نزدیکی مشاهده کند. سپس می توان یک سفارش کاری مرتبط با آن مکان ایجاد کرد.

سوابق آدرس مشتری اغلب محدودیتی برای این ادغام ایجاد می کند. داده‌های آدرس اغلب به آدرس‌های صورت‌حساب گره خورده است، که لزوماً با آدرس‌های متره یکسان نیستند. بنابراین، ممکن است رابطه قابل اعتمادی بین سابقه مشتری و مکان کنتور وجود نداشته باشد. به همین ترتیب، بسیاری از شرکت‌های برق فاقد روابط قابل اعتماد بین سوابق متر و مکان‌های موجود در طول شبکه هستند. برای ایجاد این روابط می توان از انواع ابزارهای GIS استفاده کرد.

ادغام با مدیریت دارایی

زیرساخت های قدیمی، تقاضاهای تحمیل شده توسط رشد سریع، و نگرانی ها در مورد بهینه سازی سیستم و GASB 34 همچنان علاقه به بهبود مدیریت دارایی را افزایش می دهد. اکثر شرکت‌ها از سیستم‌های نگهداری سوابق چاپی به سیستم‌های رایانه‌ای برای ردیابی و نگهداری دارایی‌ها نقل مکان کرده‌اند یا در حال حرکت هستند. سیستم‌های رایانه‌ای نه تنها مدیریت سوابق برتر را فراهم می‌کنند، بلکه ابزاری برای برنامه‌ریزی و برنامه‌ریزی فعالیت‌های کاری مانند برنامه‌های نگهداری شیر و شیر یا برنامه‌های تمیز کردن و بازرسی لوله‌ها فراهم می‌کنند.

سیستم های کامپیوتری که به طور خاص برای بهبود مدیریت دارایی توسعه یافته اند عبارتند از سیستم مدیریت نگهداری کامپیوتری (CMMS) و مدیریت سفارش کار (WOM). این برنامه های پایگاه داده اغلب منبع اصلی اطلاعات ویژگی برای لوله ها، اتصالات، شیرها و سایر اجزای سیستم های توزیع هستند. آنها اغلب برای ردیابی موجودی مواد و خریدهای سفارشی استفاده می شوند.

پیوند (یا انتقال) این داده دارایی به GIS آن را مستقیماً به سیستم شبکه بدون نیاز به وارد کردن مجدد آن یا نگهداری مجموعه داده های تکراری مرتبط می کند. همچنین امکان گزارش ارزش دارایی‌های زیرساختی بر اساس منطقه جغرافیایی (به عنوان مثال، مرزهای مالیاتی/شهری، مناطق تحت فشار) یا استفاده در پروژه‌های اولویت‌بندی جایگزینی لوله و بازسازی را فراهم می‌کند.

مجموعه داده های میدانی

در حال حاضر بسیاری از شرکت‌های برق داده‌های GIS را به میدان می‌برند، جایی که می‌توان مستقیماً از آن برای پشتیبانی از فعالیت‌های تعمیر و نگهداری، موجودی‌های تأسیسات، ساخت‌وساز، مکان تأسیسات مدفون، و غیره استفاده کرد. چنین استفاده‌ای بسیاری از فعالیت‌های فشرده مانند ورود دستی داده‌های جمع‌آوری‌شده در میدان را حذف می‌کند. فرم‌ها، ادغام داده‌ها در دفتر، تأییدیه‌های QC اضافی، و بازدیدهای مجدد میدانی. رایانه های دستی و مقاوم با قابلیت های ترکیبی GIS/GPS ارائه می دهند:

• ارتباط فوری با موقعیت مکانی و سایر ویژگی ها (حتی عکس ها)
• بررسی داده های موجود که برای پشتیبانی از فعالیت های میدانی استفاده می شود
• اعتبار سنجی فوری داده های قبلی و جمع آوری شده
• کاهش نیاز به طرح‌های میدانی برای نشان دادن طرح‌بندی تأسیسات
• حذف ورود مجدد داده ها

نمایش گرافیکی نحوه ارتباط GIS چند ضلعی درصد منبع آب آشامیدنی با یک آدرس برای بزرگنمایی تصویر اینجا را کلیک کنید

تولید ورق تراز خط لوله
به روز بودن ورق های تراز با کیفیت ساخت و ساز برای پروژه های خطوط لوله انتقال قبلاً تنها یک رویا بوده است. پیشرفت در نرم افزار تولید ورق تراز مبتنی بر GIS این امر را به واقعیت تبدیل کرده است. برگه های تراز خط لوله اساساً به گزارش هایی تبدیل می شوند که می توانند از داده های ذخیره شده در پایگاه داده GIS تولید شوند. همانطور که داده های محیطی، حق تقدم، شرایط سایت و مهندسی جمع آوری یا اصلاح می شوند، می توان برگه های جدیدی از GIS تولید کرد تا جدیدترین اطلاعات موجود را به همه کاربران ارائه دهد. انواع فرمت‌ها، محتویات و مقیاس‌های برگه را می‌توان از برنامه‌ریزی قبل از ساخت تا عملیات‌های در حال ساخت و ساز استفاده کرد. از همین داده ها می توان برای اهداف و تحلیل های دیگر در طول چرخه عمر پروژه استفاده کرد.

نتیجه

اگرچه GIS و فن‌آوری‌های مرتبط با آن تأثیرات عمده‌ای بر نحوه مدیریت زیرساخت‌ها و عملیات توسط شرکت‌ها گذاشته است، هنوز فرصت‌های زیادی برای بهبود روش استفاده از GIS و مدیریت زیرساخت‌ها و عملیات وجود دارد. بزرگترین محدودیتی که هنوز این صنعت را آزار می دهد کیفیت داده های موجود است. حتی در این عصر اطلاعات، بسیاری از داده های موجود قدیمی، ناقص، نادرست یا در قالب اشتباه هستند. خبر خوب این است که از آنجایی که داده‌های با کیفیت پایین با استفاده از فناوری GIS تأیید، تأیید و/یا مهاجرت می‌شوند، به بهبود ادامه خواهند داد.

بنابراین دفعه بعد که برای تحویل پیتزا تماس گرفتید، می‌توانید از فناوری GIS نه تنها برای نقشش در یافتن آدرس و نقشه‌برداری مسیرها، بلکه برای پشتیبانی از زیرساخت‌ها برای تماس‌های تلفنی، تأمین آب تمیز و انتقال فاضلاب به مراکز تصفیه تشکر کنید. .

درباره نویسنده:

Paul Ginther مدیر بخش GIS است که اخیراً برای تجارت آب Black & Veatch، یک شرکت مهندسی، مشاوره و ساخت و ساز جهانی تأسیس شده است. این شرکت اخیراً پیشنهاد GIS خود را برای پاسخگویی به تقاضای فزاینده برای فناوری‌های فضایی در میان شرکت‌های آب و فاضلاب ایالات متحده گسترش داده است. یکی از اهداف این بخش ارتقاء درک بهتر از کاربردهای راه حل های مرتبط با GIS است. Ginther بیش از 25 سال تجربه در مدیریت پروژه، مشاوره و تجربه پیاده سازی پروژه های GIS دارد. او دارای مدرک کارشناسی ارشد از دانشگاه ایالتی واشنگتن و مدرک لیسانس از دانشگاه ایالتی نیویورک در آلبانی است.

به طور کلی از فناوری GIS برای پاسخ به سوالاتی مانند:

• کجاست … ؟
• چقدر بزرگ است …؟
• کی شد…؟
• کی میشه…؟
• چند … نزدیک … هستند؟
• چه شکلی می شود اگر …؟
• کوتاه ترین راه چیست؟
• این دو چه ارتباطی با هم دارند؟
• آیا می توانیم این را با داده های … ترکیب کنیم؟
• چه چیزی از آن زمان تغییر کرده است؟