przestrzenny wymiar informacji

Doświadczenie

System informatyczny klasy GIS wspomagający zarządzanie infrastrukturą w Vattenfall Europe Berlin (Bewag)

Geneza projektu BEWAG
W 2001 roku berlińskie zakłady energetyczne BEWAG AG (obecnie Vattenfall Europe Berlin) rozpisały międzynarodowy przetarg na wdrożenie systemu informatycznego, do wspomagania zarządzaniem infrastrukturą firmy. Jako wykonawcę wybrano Grupę SHH, która zaproponowała w tym względzie własne rozwiązanie – system PARIS. Tym samym stolica Niemiec, licząca 3,5 miliona mieszkańców postawiła na najnowocześniejszy, obiektowo zorientowany system, bazujący na innowacyjnych technologiach geoinformacyjnych. Środowisko PARIS jest silnym narzędziem informatycznym opartym na bazie danych ORACLE, którego celem jest wszechstronne wsparcie dla takich procesów jak:

  • prowadzenie ewidencji przestrzenno-technicznej infrastruktury sieciowej elektroenergetycznej i ciepłowniczej, w tym gospodarowanie środkami trwałymi,
  • zarządzanie wszelką dokumentacją dotyczącą infrastruktury sieciowej i innych urządzeń,
  • eksploatacja sieci,
  • optymalizacja pracy sieci z uwzględnieniem obliczeń hydraulicznych i termodynamicznych,
  • wspomaganie robót inwestycyjnych,
  • wspomaganie obsługi klienta.

Zadania Grupy SHH w ramach projektu
Wdrożenie w Vattenfall Europe Berlin systemu zarządzania sieciami energetycznymi i ciepłowniczymi  obejmowało nie tylko dostawę samego systemu, lecz przede wszystkim zgromadzenie danych o infrastrukturze oraz wprowadzenie ich do  tegoż systemu. W zakresie sieci cieplnej., prace zostały podzielone na następujące zadania główne: 

  1. Opracowanie koncepcji (projektu technicznego) systemu zarządzania siecią energetyczną i ciepłowniczą (NIS) 
  2. Utworzenie systemu zarządzania dokumentacją (Document Management System DMS)
    1. Skanowanie dokumentacji technicznej 
    2. Georeferencja dokumentacji 
    3. Migracja danych numerycznych różnego pochodzenia do jednorodnego środowiska bazodanowego ORACLE 
  3. Modelowanie systemu paszportyzacji NIS 
  4. Zasilenie systemu NIS w dane 
    1. Wektoryzacja sieci energetycznej i ciepłowniczej 
    2. Parametryzacja danych 
  5. Dostosowanie systemu do potrzeb różnych użytkowników VEB 
  6. Dostawa sprzętu komputerowego do obsługi systemu 
  7. Szkolenie użytkowników 
  8. Opieka techniczna i poprawa błędów w ramach gwarancji 
  9. Aktualizacja danych 

Aby osiągnąć zamierzony efekt, przez 6 lat specjaliści Grupy SHH, pod nadzorem pracowników Vattenfall przetworzyli do postaci numerycznej całość zasobu mapowego, obejmującego ok. 1.700 km tras sieci ciepłowniczych. Całość prac w części ciepłowniczej, tzw. podprojekt „Waerme”, powierzona została polskim inżynierom z firmy SHH Sp. z o.o. z Wrocławia.

Jednocześnie z procesem pozyskiwania danych wrocławscy informatycy współtworzyli kluczowe moduły oprogramowania środowiska PARIS. Całość wdrożenia, była koordynowana przez SHH GmbH. Zakończenie prac wdrożeniowych nastąpiło w grudniu 2007 r.

Organizacja projektu 

Wdrożenie tak skomplikowanego systemu informatycznego było przede wszystkim ogromnym przedsięwzięciem organizacyjnym. Samo uporządkowanie, oznakowanie kodami paskowymi, wprowadzenie do bazy danych opisów atrybutowych o najważniejszych cechach dokumentu, a następnie przetworzenie techniką skanowania do postaci cyfrowej ok. 1,2 mln dokumentów było wielkim osiągnięciem, tym bardziej, że cały ten proces odbywał się równolegle do normalnej pracy archiwów firmy Vattenfall. Dużym wyzwaniem okazało się również stworzenie repozytorium całego zasobu, do którego dostęp (poprzez przeglądarkę internetową) uzyskało około 1 tys. pracowników firmy Vattenfall oraz operatorów SHH. Warto zaznaczyć, że całość dokumentacji analogowej przechowywana była w wielu odległych od siebie archiwach, obejmowała różne dokumenty (mapy, plany, odręczne szkice, tabulogramy, itp.), występowała pod wieloma postaciami (papierowej, foliogramów, mikrofilmów, itp.) i cechował ją różny stopień zniszczenia oraz aktualności.

Aby skutecznie przejść kilkuletni proces wdrożeniowy, a następnie efektywnie korzystać z systemu informatycznego, Vattenfall musiał wprowadzić szereg zmian w sferze organizacji pracy – m. in. wydzielić odpowiednie zespoły i komórki, zajmujące się bieżącą współpracą z wykonawcami, kontrolą jakości danych, czy administracją systemem. Największą barierą dla wdrożenia systemu były jednak ludzkie przyzwyczajenia i myślenie tradycyjnymi schematami. Sporą trudnością było przestawienie pracowników na cyfrowe techniki dostępu i aktualizacji danych.

Realizacja projektu 

Głównym zadaniem, jakie postawiono przed wykonawcami projektu było zgromadzenie kompleksowych, zlokalizowanych przestrzennie informacji o wszystkich urządzeniach (nazywanych w systemie obiektami technicznymi) wykorzystywanych przez przedsiębiorstwo oraz wdrożenie systemu informatycznego, zarządzającego tymi informacjami.

Podstawą do rozpoczęcia właściwego procesu zasilania systemu w dane było wdrożenie serwisu internetowego DMS (ang. Document Management System). Dzięki serwisowi DMS, w którym każdemu dokumentowi nadano odniesienie przestrzenne, operatorzy otrzymali bezpośredni dostęp do informacji na temat: map zasadniczych, map przeglądowych sieci, szczegółowych planów przebiegu tras przewodów energetycznych i ciepłociągów, schematów komór, węzłów i skrzynek rozdzielczych, szkiców inwentaryzacji geodezyjnych oraz szeregu istotnych danych alfanumerycznych.

Najdłuższym i najbardziej skomplikowanym etapem wdrożenia była wektoryzacja pełnej infrastruktury sieciowej firmy Vattenfall. Równolegle, na wspólnym zasobie dostępnym przez DMS, wprowadzało dane do systemu nawet kilkaset osób. Wektoryzacja odbywała się w sposób ściśle określony w „Zasadach wprowadzania danych”, a wykryte rozbieżności między różnymi materiałami źródłowymi były na bieżąco wyjaśniane przez znających teren pracowników Vattenfall.

System zarządzania obiektami infrastruktury swoim zakresem objął zarówno podstawową ewidencję przestrzenną urządzeń systemu (paszportyzację), jak i rozszerzoną funkcjonalność. Ten rozszerzony wariant, stanowiący znakomity przykład rozwiązania zintegrowanego, ma na celu ułatwienie zarządzania majątkiem poprzez powiązania systemu GIS z innymi systemami informatycznymi przedsiębiorstwa. Powiązania takie realizowane są do:

  • podsystemów sprzedaży i analiz rynkowych – w zakresie informacji o odbiorcach oraz obiektach zasilanych, łącznie z dostępem do informacji o zawartych umowach, rozliczeniach oraz formach płatności i księgowaniach;
  • podsystemów planowania produkcji i dystrybucji ciepła – w zakresie procesu prognozowania, planowania produkcji i zamawiania mocy cieplnej ogólnej i w rozbiciu na konkretne obszary miasta;
  • podsystemów zarządzania inwestycjami i remontami – w zakresie tworzenia planów inwestycyjnych i remontowych oraz kontroli prowadzonych prac na obiektach sieci ciepłowniczej;
  • podsystemów czasu rzeczywistego oraz modułów obliczeń i symulacji pracy sieci – w zakresie wizualizacji bieżących i symulowanych parametrów pracy sieci.

Sprawny system informatyczny

Oferta zaproponowana przez SHH przedsiębiorstwu VEB bazowała na autorskim rozwiązaniu PARIS (ang. PARametric Information System). Środowisko PARIS stanowiło jądro programowe utworzonego systemu GIS, umożliwiając z jednej strony definiowanie i modelowanie parametryczne struktur danych, relacji, praw dostępu, jak i interfejsów użytkowników, a z drugiej przeglądanie, zasilanie, bieżącą aktualizację oraz analizowanie danych.

Modelowanie rozwiązań

Wizualizacja przestrzenna procesu dystrybucji, wspierająca procedury kontroli, eksploatacji i planowania sieci odbywa się w oparciu o spójny topologicznie model sieci. PARIS posiadał gotowe, standaryzowane modele sieci orazszereg procedur kontroli geometrycznej i topologicznej dla jej komponentów. Każdy z obiektów systemu, będących elementami systemu ciepłowniczego, oprócz reprezentacji graficznej posiada rozszerzony opis bazodanowy, którego struktura w prosty, ale bezpieczny sposób może być modyfikowana oraz łączona z zewnętrznymi bazami. Zaimplementowane narzędzia pozwalają na wizualizację obiektów w dowolnym zakresie i obszarze.

Standaryzowana ewidencja obiektów sieci ciepłowniczej zapewniła powstanie jednolitej postaci graficznej zasobów w zakresie symboliki zgodnej z normami branżowymi i/lub zakładowymi. Wszystkie atrybuty, stany i zdarzenia (metody) przypisane obiektom sieci zdefiniowane zostały w oparciu o przyjęte modele danych. Dane podlegały stałej kontroli i weryfikacji pod kątem zgodności z przyjętymi standardami. Na przygotowanych modelach, w sposób dynamiczny dokonywane są również symulacje i obliczenia parametrów hydraulicznych i sieci (przy użyciu zewnętrznego, zintegrowanego modułu obliczeniowego STANET).

Wykorzystanie serwera publikacji danych LooXXweb’a

Zauważalny od lat 90 ubiegłego wieku gwałtowny rozwój technologii internetowych miał istotny wpływ również na wdrożenie systemu w Vattenfall Europe Berlin. Pierwotnie zakładano wykorzystanie Inter‑/Intranetu wyłącznie jako platformy systemu zarządzania dokumentacją i komunikacji na linii zamawiający-wykonawcy (DMS).

Założenia te zostały szybko uzupełnione o potrzebę publikacji wszelkich danych systemowych za pośrednictwem przeglądarek internetowych. Powszechność dostępu do danych graficznych i opisowych jest obecnie realizowana na bazie serwisu PARIS LooXXweb.

Jest to rozwiązanie udostępniające użytkownikom z firmy Vattenfall zasoby graficzne (w postaci rastrowej i wektorowej), jak i ich atrybuty opisowe (z możliwością pełnej edycji tych ostatnich) w standardowej przeglądarce internetowej.. W zależności od przyjętej konfiguracji dane mogą być udostępniane wewnątrz przedsiębiorstwa (Intranet), jak i na zewnątrz (Internet). Istotne jest to, że dostęp do zasobów jest możliwy jedynie po identyfikacji użytkownika i jego hasła.

Wnioski 

Każde wdrożenie systemu klasy GIS dotyka trzech istotnych obszarów, na które składają się:

  • dane (przestrzenne, sieciowe, terenowe, techniczne) 
  • narzędzia (procedury, oprogramowanie, sprzęt) 
  • personel (kadra menedżerska, użytkownicy, administratorzy). 

Patrząc obiektywnie na realizowane w przedsiębiorstwie Vattenfal Europe Berlin wdrożenie można niezaprzeczalnie stwierdzić, że czynnikiem, który zapewnił sukces temu przedsięwzięciu,  jest połączenie trzech wyżej wymienionych obszarów w jeden sprawnie funkcjonujący organizm. Efektem tej pracy jest wykorzystanie GIS do rzeczywistej poprawy jakości zarządzania oraz zdobycia przewagi konkurencyjnej na niemieckim rynku energetycznym.

Podstawowe dane o firmie Vattenfall Europe Berlin 

Największy producent i dystrybutor energii elektrycznej i cieplnej w Berlinie (5% udział w rynku niemieckim; największy producent i dystrybutor energii cieplnej w Europie zachodniej)

  • 60 000 km sieci energetycznej 
  • 1 700 km tras ciepłowniczych (4100 km rurociągów) 
  • 10 500 stacji przekaźnikowych i sieciowych energii elektrycznej 
  • 16 000 węzłów ciepłowniczych 
  • 6 800 komór/studni 
  • 82 300 armatury 
  • 613 500 gospodarstw domowych odbiera energię cieplną (co trzecie mieszkanie w Berlinie jest ogrzewane przez VEB) 
  • 26 własnych elektrowni i elektrociepłowni 
  • 5 039 MW moc produkcji cieplnej 
  • 8 700 GWh sprzedaż energii cieplnej