System informatyczny wspomagający optymalizację i

System informatyczny
wspomagający optymalizację
i administrowanie produkcją
i dystrybucją wody przeznaczonej
do spożycia przez ludzi subregionu
centralnego i zachodniego
województwa śląskiego
Izabela Zimoch
Zenon Szlęk
Biuro Badań i Rozwoju
Technologicznego
Katowice, dnia 13.08.2013 r.
Program Operacyjny Innowacyjna Gospodarka, 2007-2013
1. Oś priorytetowa:
Badania i rozwój nowoczesnych technologii
Działanie 1.3:
Wsparcie projektów B+R na rzecz przedsiębiorców
realizowanych przez jednostki naukowe
Poddziałanie 1.3.1 Projekty rozwojowe
Celem projektu jest opracowanie algorytmów obliczeniowych
i programów komputerowych zintegrowanego systemu
informatycznego wspomagającego zarządzanie złożonym systemem
wodociągowym.
Poprawna realizacja funkcji Spółki winna opierać się na
zoptymalizowaniu struktury wykorzystania źródeł i procesu
dystrybucji wody.
Celowi temu ma służyć proponowany system informatyczny.
Zadania wykonywane przez poszczególne moduły to:
generowanie grafu hydraulicznego sieci wodociągowej (moduł GIS);
monitorowanie pracy sieci (moduł SCADA);
rejestracja i archiwizacja danych okresowych o rozbiorach w węzłach
użytkowników (moduł CIS);
obliczenia hydrauliczne sieci (moduł Model Hydrauliczny) optymalizacja,
sterowanie i planowanie sieci wodociągowej(moduł Optymalizacji,
Sterowania i Planowania).
Kluczowy element systemu
informatycznego, to system GIS,
gromadzący wszystkie
informacje i dane techniczne,
technologiczne, ekonomiczne
i identyfikacyjne o systemie
wodociągowym, źródłach wody
i otoczeniu systemu, czyli jego
odbiorcach obecnych
i potencjalnych.
Planowany zintegrowany system informatyczny
zarządzania, optymalizacji i sterowania siecią
wodociągową ma na celu usprawnienie i ułatwienie
pracy operatorów eksploatujących sieć, projektantów
sieci i kadry zarządzającej przedsiębiorstwem
wodociągowym oraz usprawnienie i poprawę
niezawodności funkcjonowania sieci.
System informatyczny składać się będzie
z 5 współpracujących modułów:
systemów GIS,
SCADA
CIS,
modelu hydraulicznego
modułu optymalizacji, sterowania i planowania.
Podstawowe zadania to:
generowanie grafu sieci wodociągowej z systemu GIS do modelu
hydraulicznego;
monitorowanie pracy sieci;
rejestracja danych o rozbiorach wody;
obliczenia hydrauliczne sieci;
optymalizacja struktury i pracy sieci;
energooszczędne i predykcyjne sterowanie pracą stacji poboru
i uzdatniania wody i przepompowni strefowych;
planowanie prac remontowych, rewitalizacyjnych i związanych
z rozbudową i projektowaniem sieci;
wykrywanie i lokalizacja ukrytych wycieków wody.
Planowany system informatyczny zarządzania i sterowania siecią ma
na celu usprawnienie i ułatwienie pracy operatorów i kadry
zarządzającej przedsiębiorstwem.
W wyniku prac badawczych prowadzonych w ramach projektu znajdą
zastosowanie nowoczesne metody obliczeniowe matematyki i informatyki
stosowanej oraz komputerowe techniki komunikacyjne. Dotyczy to w
szczególności opracowania algorytmów optymalizacji wielokryterialnej
stosowanej do optymalizacji, sterowania i projektowania sieci
wodociągowej; stosowania nowoczesnych języków i technik
programowania przy tworzeniu modułów systemu; stosowania
nowoczesnej i wydajnej komunikacji międzymodułowej za pomocą sieci
komputerowej do wymiany informacji między programami systemu;
stosowania nowoczesnych urządzeń pomiarowych do rejestracji stanów
pracy sieci wodociągowej; stosowania efektywnych systemów transmisji
danych w systemie monitoringu.
Prace badawczo mają charakter kompleksowy i dotyczą
zagadnień z dziedziny rozwijania systemów GIS i SCADA,
modelowania matematycznego i identyfikacji, symulacji
komputerowej, planowania eksperymentu, optymalizacji,
sterowania oraz komputerowych systemów wspomagania
decyzji i zarządzania.
Cały zakres prac podzielony został na ciąg kolejno lub
równolegle realizowanych zadań względnie grup zadań:
(1) Opracowanie i integracja modułów GIS, SCADA, CIS;
(2) Opracowanie modelu hydraulicznego sieci wodociągowej
i jego kalibracja na podstawie danych z monitoringu
i z przeprowadzonej szarży pomiarowej;
(3) Opracowanie modułów optymalizacji, sterowania
i planowania;
(5) Opracowanie dokumentacji technicznej systemu
informatycznego;
(6) Testowanie programów dotyczących modelowania,
optymalizacji, sterowania i planowania;
(7) Integracja systemu informatycznego
Planowany koszt projektu
– 4 600 000,- zł
w tym udział
Górnośląskiego Przedsiębiorstwa Wodociągów SA – 2 500 000,- zł
Na nasz udział składa się:
1. Wkład pracy pracowników naszej Spółki w realizację
projektu,
2. Realizacja umowy z IB-ONE Sp. z o.o.
02-626 Warszawa, Al. Niepodległości 69
„Usługa telemetrii danych pomiarowych”
– wartość umowy 1 362 234,00 zł (netto), 1 675 547,82 zł (brutto).
3. Realizacja umowy z AQUARD Sp. z o.o.
00-819 Warszawa, ul. Złota 61/100
"Inwentaryzacja infrastruktury naziemnej i podziemnej obiektów i urządzeń
GPW S.A. w Katowicach - sieci wodociągów magistralnych wraz
z opracowaniem wielofunkcyjnej inwentaryzacji wirtualnej 3D" –
wartość umowy 400 000,00 zł (netto), 492 000,00 zł (brutto),
W kraju i również zagranicą nie wykonuje się prac o podobnym
zakresie, to znaczy dotyczących opracowania i uruchomienia
kompleksowego wielomodułowego systemu informatycznego do
wspomagania kompleksowego zarządzania, optymalizacji i sterowania
systemem zaopatrzenia w wodę i kontroli jakości wody
funkcjonującego w skali regionalnej.
W planowanym systemie informatycznym zadania sterowania
i optymalizacji pracy sieci o charakterze technicznym i zadania
zarządzania o charakterze organizacyjnym (planowanie) są
rozwiązywane łącznie.
Opracowane programy i algorytmy będą mogły być zastosowane
w innych przedsiębiorstwach wodociągowych po pewnych
adaptacjach zależnych od wielkości, złożoności i struktury
zarządzanej sieci wodociągowej.
Wynikiem projektu będzie przetestowany w warunkach
rzeczywistych zintegrowany system informatyczny do
kompleksowego zarządzanie złożonym systemem
wodociągowym.
Wyniki będące rezultatem projektu będą szeroko
upowszechniane w środowisku naukowym i środowisku
branżowym. Będzie to realizowane za pomocą publikacji
w czasopismach naukowych i branżowych, publikacji
w wydawnictwach książkowych, poprzez organizację
konferencji naukowych i branżowych organizowanych
przez IBS PAN i Górnośląskie Przedsiębiorstwo
Wodociągów SA, warsztatów i seminariów oraz poprzez
uczestniczenie w konferencjach organizowanych przez
krajowe i zagraniczne ośrodki badawcze.
Promocja Spółki
Beneficjentem projektu będzie
Górnośląskie Przedsiębiorstwo Wodociągów SA,
Dziękuję za uwagę