Сравнение программных продуктов для создания электронных моделей систем теплоснабжения (на примере развития коммунальных инфрас. Документ Microsoft Word. Техническое задание для проекта по заказу гку Управление капитального строительства Чукотского автономного округа
 Скачать 181.71 Kb.
|
|
Введение Техническое задание для проекта Особенности реализации проекта Сравнительные характеристики программных продуктов Заключение ВВЕДЕНИЕ На сегодняшний день на российском рынке среди отечественных инструментов электронного моделирования работы систем теплоснабжения наибольшее распространение получили два программных продукта: CityCom (ООО ИВЦ «Поток», г. Москва) и Zulu (ООО «Политерм», г. Санкт-Петербург). Оба продукта существуют на рынке уже несколько десятков лет, постоянно совершенствуются, улучшая свои функциональные возможности и упрощая жизнь своим клиентам, чему посвящено множество публикаций как самих производителей ПО, так и потребителей их программных продуктов. В периодических изданиях редко можно найти сравнение этих продуктов по своим возможностям и особенностям работы на примере создания электронной модели одной и той же системы теплоснабжения. Исключением является обсуждение на профессиональном форуме в 2013-2014 гг., где, в частности, своим опытом параллельной работы с обоими программными продуктами в некоторой степени поделились специалисты теплоснабжающей организации АО «Ригас Силтумс» (Rigas Siltums), г. Рига, Латвия. В рамках разработки программ комплексного развития (ПКР) систем коммунальной инфраструктуры двух малых, но значимых поселений Чукотского АО: г.п. Певек (через порт которого проходит Северный морской путь) и г.п. Билибино (где размещена единственная в мире АЭС, работающая в условиях Крайнего Севера и одновременно вырабатывающая тепло- и электроэнергию) авторам проекта представилась возможность сравнить эти программные продукты. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ ДЛЯ ПРОЕКТА По заказу ГКУ «Управление капитального строительства Чукотского автономного округа» ООО «Энсис Технологии» в 2015-2016 гг. выполнило работы по разработке программ комплексного развития систем коммунальной инфраструктуры г.п. Певек и г.п. Билибино Чукотского АО. В рамках этих работ необходимо было разработать электронную модель не только системы теплоснабжения, но и электро-, водоснабжения и водоотведения, а также систем сбора и утилизации твёрдых бытовых (коммунальных) отходов, несмотря на невысокую численность населения (менее 10 тыс. чел. каждое поселение). В соответствии с требованиями Технического задания на работу все эти электронные модели инженерных систем должны были быть разработаны в одном программном продукте. Перед исполнителями встал вопрос: какую электронную платформу использовать? Рассматривались несколько программных продуктов: решения на базе геоинформационной системы (ГИС) ZuluGIS ООО «Политерм» и решения информационно-графической системы (ИГС) CityCom ООО ИВЦ «Поток». На момент начала реализации указанного проекта компания «Политерм» (г. Санкт-Петербург) предлагала (и предлагает сегодня) программные модули на базе собственной ГИС ZuluGIS для создания следующих электронных моделей: систем теплоснабжения (ZuluThermo); систем водоснабжения (ZuluHydro); систем водоотведения (ZuluDrain); систем газоснабжения (ZuluGaz); систем пароснабжения (ZuluSteam). Программные модули для создания электронных моделей систем электроснабжения и систем сбора и утилизации твёрдых бытовых отходов (ТБО) (твёрдых коммунальных отходов (ТКО)) отсутствовали. В то же время на момент начала проекта предложение от ООО ИВЦ «Поток» включало в себя программные модули для создания электронных моделей: систем теплоснабжения (CityCom-ТеплоГраф); систем водоснабжения и водоотведения (CityCom-ГидроГраф); систем электроснабжения (CityCom-ЭлГраф); систем газоснабжения (CityCom-ГазГраф). Таким образом, на момент старта проекта ООО ИВЦ «Поток» имело определённые преимущества по сравнению с ООО «Политерм» в части наличия готового модуля для создания электронных моделей систем электроснабжения. Более того, для системы ТБО (ТКО) ООО ИВЦ «Поток» предлагал разработку нового программного продукта в линейке CityCom. В этой связи было принято решение о создании электронных моделей систем коммунальной инфраструктуры двух поселений Чукотского АО на базе ИГС CityCom, а также разработке нового программно-расчётного модуля «с нуля» для создания электронных моделей систем сбора и утилизации ТБО (ТКО) на этой же электронной платформе. Создание такого программно-расчётного модуля, получившего название CityCom-ТБО, совместными усилиями трёх сторон (производитель ПО – Исполнитель – Заказчик) позволило, по нашим данным, впервые в России получить единую платформу для моделирования работы всех систем коммунальной инфраструктуры в составе ПКР (что является темой отдельной публикации). ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА После начала разработки проектов ПКР в поселениях Чукотского АО стало ясно, что не получается быстро решить задачу по качественной разработке электронных моделей (в частности, систем теплоснабжения) по следующим причинам: • сложность сбора и уточнения исходных данных в поселениях самого удалённого северного региона России и их передача через сеть Интернет (региональная особенность – очень низкая скорость передачи данных и, соответственно, больших объёмов информации); • отсутствие опыта работы с ИГС CityCom у Исполнителя на момент старта проекта и, соответственно, низкая скорость создания электронных моделей. В этой связи было принято решение сначала «собрать» электронную модель системы теплоснабжения с использованием инструментария на базе имеющейся у исполнителя ГИС ZuluGIS, исходя из наличия опыта работы с данным ПО у отдельных сотрудников (но на разном уровне владения им), и, главное, сделать это достаточно быстро (необходимо было с готовой графической частью электронной модели выезжать на обследование систем в поселениях, согласовывать трассировки и технические данные по участкам трубопроводов, в частности, систем теплоснабжения на местах), т.к. этот программный продукт является хорошим «конструктором», что по праву можно отнести к одному из его достоинств. Параллельно велось обучение порядка 10 специалистов Исполнителя работе с ИГС CityCom и её расчётными модулями. После уточнения исходных данных и корректировки созданной электронной модели системы теплоснабжения на базе ГИС ZuluGIS, были проведены соответствующие гидравлические расчёты, после чего она частично (её графическая часть – трассировка сетей) использовалась для переноса в ИГС CityCom, работа в котором велась в облаке CityCom(Cloud). Большая часть элементной базы создавалась в ИГС CityCom с нуля ввиду особенности данного продукта (например, «сбор» насосной, ЦТП). На рис. 1-6 показано графическое представление различных элементов систем теплоснабжения г.п. Певек и г.п. Билибино на базе созданных электронных моделей в двух рассматриваемых программных продуктах.   Рисунок 1. Общий вид электронной модели системы теплоснабжения г.п. Певек на базе ГИС ZuluGIS (а) и ИГС CityCom (б).   Рисунок 2. Общий вид электронной модели системы теплоснабжения г.п. Билибино на базе ГИС ZuluGIS (а) и ИГС CityCom (б).   Рисунок 3. Отображение источника энергии, трубопроводов теплосетей, тепловых камер, вводов и потребителей в электронной модели системы теплоснабжения г.п. Певек на базе ГИС ZuluGIS (а) и ИГС CityCom (б). Примечание: с учётом того, что тепловые сети одновременно являются и теплоспутником для водопроводных сетей, то эти сети проложены в одних наружных каналах в г.п. Певек и подземно – в г.п. Билибино, поэтому камеры имеют аббревиатуру «ТВК».   Рисунок 4. Отображение насосной в электронной модели системы теплоснабжения г.п. Билибино на базе ГИС ZuluGIS (а) и ИГС CityCom (б).   Рисунок 5. Отображение ЦТП в электронной модели системы теплоснабжения г.п. Билибино на базе ГИС ZuluGIS (а) и ИГС CityCom (б).   Рисунок 6. Детализация тепловых камер в электронной модели системы теплоснабжения г.п. Билибино на базе ГИС ZuluGIS (а) и ИГС CityCom (б). Из рисунков видно, что в ИГС CityCom такие элементы как тепловая камера, насосная и ЦТП представлены с большей деталировкой, чем в электронной модели на базе ГИС ZuluGIS, и это является необходимым условием, – иначе «запустить» расчёт электронной модели в ИГС CityCom не представляется возможным без скрупулёзной «сборки» каждого элемента системы теплоснабжения. Стоит отметить, что при необходимости в ГИС ZuluGIS также можно отрисовать отдельные элементы с необходимой степенью деталировки и дополнить базу данных реальной технологической схемой в графическом формате. Результат расчёта гидравлического режима в обоих программных продуктах на примере одного и того же пути следования теплоносителя в системах теплоснабжения г.п. Певек и г.п. Билибино в качестве примера представлен на рис. 7-8.   Рисунок 7. Пример построения пьезометрического графика по пути следования теплоносителя «Чаунская ТЭЦ – Гараж управления культуры» в системе теплоснабжения г.п. Певек с использованием ZuluThermo (а) и «CityCom-ТеплоГраф» (б).   Рисунок 8. Пример построения пьезометрического графика по пути следования теплоносителя «ЦТП-2 – Храм» в системе теплоснабжения г.п. Билибино с использованием ZuluThermo (а) и «CityCom-ТеплоГраф» (б). Примечание: расстояние от Билибинской АЭС до ЦТП-2 порядка 3,5 км. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ Для начала стоит отметить, что электронные модели систем теплоснабжения поселений Чукотки создавались на базе лицензионной ГИС ZuluGIS, а впоследствии был произведён перенос данных в облако CityCom (Cloud) с последующей «докруткой» электронных моделей, что может повлиять в определённой степени на сравнение характеристик обоих продуктов ввиду разной степени проработки электронных моделей. В статье не описан полностью функционал обоих продуктов, а даны, на наш взгляд, наиболее существенные особенности, плюсы и минусы в сравнении представленных программных комплексов. Тем не менее, по нашему мнению, оба программных продукта решают поставленные задачи электронного моделирования в рамках разработки схем теплоснабжения (выполнения предпроектных работ). Есть модули по проведению поверочного и наладочного расчёта, моделирования аварийных ситуаций, расчёта надёжности трубопроводов тепловых сетей и др. При этом, Zulu является «коробочным» решением, а CityCom позволяет собирать электронную модель «по кирпичикам» в зависимости от задач Заказчика (например, решение частных эксплуатационных задач для теплоснабжающих организаций), при этом, необходимо разработчика ПО посвятить во все тонкости, т.к. без него нельзя решить задачу тонкой настройки на свои потребности. Оба производителя программного обеспечения предоставляют своим пользователям возможность работать в облаке. Но, по нашему мнению, сегодня ООО ИВЦ «Поток» отдаёт большее предпочтение работе в облаке CityCom (Cloud), в то время как ООО «Политерм» делает акцент на продаже именно лицензий на свои продукты. Оба варианта имеют свои плюсы и минусы. По данным [2], плюсы и минусы использования «облачных» технологий следующие. 1. Основные плюсы: - нет необходимости в приобретении лицензий на программное обеспечение; - нет необходимости в приобретении дорогой компьютерной техники; - нет необходимости в развёртывании ПО на IT-инфраструктуре предприятия; - не нужно ничего, кроме простого компьютера с доступом в Интернет. 2. Основные минусы: необходимость в постоянном подключении к сети Интернет – без связи нет возможности воспользоваться своими данными; - вызывает вопрос степень надёжности хранения данных на удалённых серверах; - конфиденциальность данных («облачные» серверы могут находиться в разных странах); - доверие к «облачным» сервис-провайдерам; - что делать, если произойдёт катастрофа? Стоит отметить, что в ряде случаев специалисты-теплоэнергетики являются достаточно консервативными людьми и порой очень не хотят «выпускать из рук» данные по своим системам теплоснабжения, не доверяя «облачным» хранилищам. Для разработчика схем теплоснабжения и электронных моделей (в рамках предпроектной проработки), по нашему опыту, нет принципиальной разницы по какому пути идти: работать в «облаке» или приобретать лицензию, т.к. решающую роль здесь играет тип и периодичность выполнения таких проектов, была ли ранее разработана электронная модель и на каком продукте, общая стоимость приобретаемого ПО или стоимость работ в «облаке». Например, на отдельных проектах мы работаем в облаке CityCom (Cloud), на других проектах – используем серверную версию ГИС ZuluGIS. Работа в CityCom (Cloud) построена следующим образом: пользователь подключается к серверу CityCom с помощью удалённого рабочего стола или по технологии RemoteApp по предоставленному разработчиком логину и паролю. После подключения пользователь попадает в основное меню, в котором имеет возможность выбрать с каким именно программным модулем работать. Аналогично можно выбрать, что именно планируется делать в программном продукте. «ТеплоГраф» разделяет режимы работы: ввод, редактирование данных и работа с построенной сетью осуществляется в разных режимах. Первичная настройка карты слоя осуществлялась специалистами ООО ИВЦ «Поток». В результате была получена подложка географической карты и ряд слоёв: дороги, здания и сооружения, а также один слой для технологических элементов системы теплоснабжения. Программный модуль ZuluThermo состоит из нескольких типов, создание которых доступно пользователю. Имеются слои, в которых находится графическая информация, слои технологических сетей, специальные слои, на которых находится, например, информация о высотных отметках, полученная с помощью радарной интерферометрической съёмки поверхности Земного шара. Для удобства работы слои могут объединяться с помощью карт. Карта представляет из себя файл, в котором записано какие слои нужно открыть, их свойства (используемую проекцию, видимость слоя). Таким образом, часть описанных ниже различий в программных продуктах от ООО ИВЦ «Поток» и ООО «Политерм» обусловлена различием в используемых версиях – облачной и локальной (серверной). Работа в ГИС ZuluGIS, по нашему мнению, позволяет сократить время на создание электронной модели системы теплоснабжения по сравнению с ИГС CityCom, качество которой достаточно для использования полученного инструментария в рамках проведения предпроектных работ по разработке схем теплоснабжения поселений и городских округов. • ИГС CityCom, по нашим сведениям, в первую очередь, предназначена для внедрения в теплоснабжающих организациях, т.к. помимо детальной прорисовки внутренних структур тепловых камер, насосных, ЦТП и др., система имеет ряд важных подсистем, таких как: • Подсистема «Повреждения» – ведение журнала повреждаемости; • Подсистема «ППР» – планирование планово-предупредительных ремонтов; • Подсистема «Заявки» – комплексное ведение диспетчерских журналов заявок; • Подсистема «Интеграция данных АСУ ТП» – сопряжение с телеметрией для отображения фактического режима в тепловой сети; • Подсистема «Абоненты» – связь с базой данных абонентской службы предприятия тепловых сетей, которые позволяют более эффективно вести эксплуатацию теплосетевого хозяйства. По мнению инженерно-технического персонала, интерфейс в Zulu оказался удобнее по сравнению с CityCom, что также позволяет экономить время на вводе исходных данных и, соответственно, сократить сроки на создание электронной модели в первом приближении. Это можно показать на примере самой распространённой функции, используемой в любых программах, – перемещение по экрану (карте). В Zulu это сделано, как и в обычных программах, с помощью зажатия колёсика и перемещением мышкой, а в CityCom обязательно нужно нажать на иконку «рука» на панели управления и только после этого можно передвигать курсор по карте и затем надо обратно отжать эту иконку, чтобы появился просто курсор. Например, в Zulu нажатием одной кнопки можно вывести на экран всю базу данных модели и выполнить сортировку по нужному параметру, также дополнительным плюсом является мгновенное отображение объекта из базы данных на карте. Так, если, например, по какой-то причине некорректно указана тепловая нагрузка каких-либо потребителей в системе теплоснабжения, то исправить неточности в Zulu оказывается быстрее по сравнению с CityCom. При расчёте перспективных сценариев развития систем теплоснабжения, связанных с переключением потребителей с существующей открытой схемы ГВС на закрытую, в CityCom штатными средствами, к сожалению, не получается выделить всех потребителей, имеющих открытую систему ГВС, и закрыть её. Требуется осуществлять такое переключение в свойствах каждого потребителя (но при необходимости по запросу техподдержка может сделать такое массовое изменение в течение нескольких часов). В ходе работы в «облаке» на базе ИГС CityCom время от времени возникали различные ошибки, они достаточно оперативно решались технической поддержкой (но это опять же время и деньги). По нашему мнению, возникновение данных ошибок связано, по большому счёту, с идеологией данного ПО – индивидуальный набор компонентов для конкретного Заказчика и решения поставленных задач, в результате чего проект проходит стадию «допиливания». Плюсом этой идеологии, по нашему мнению, является то, что это гибкая система, и что бы Вы не захотели и не придумали (конечно, если это соответствует законам физики), сюда можно добавить, как одну из деталей конструктора Lego. При работе с лицензионным программным обеспечением (серверной версией) на базе ГИС ZuluGIS ошибок при работе самого ПО не возникало, т.к. оно является пакетным решением для всех потребителей, но при этом не позволяет решать частных задач в отличие от CityCom. В то же время Zulu позволяет пользователю самостоятельно написать дополнительные модули для решения частных задач. К плюсам CityCom можно отнести разделение работы с сетью на несколько режимов. Отдельно производятся ввод и корректировка новых элементов, отдельно ведётся работа с сетью (изменение параметра потребителя, получение пьезографиков, анализ работы). Это приводит к упрощению работы программы, когда основной ввод сети закончен, но на этапе ввода добавляется необходимость переключения между режимами. Также в CityCom нужно «забивать» полную внутреннюю структуру тепловых камер, на что, правда, уходит достаточно много времени, но после этого производить необходимые переключения значительно удобнее, чем в Zulu, так как в Zulu моделирование переключений производится дополнительной установкой перед камерой задвижек (в принципе, в случае потребности необходимые элементы в Zulu также можно создать, загрузить структуру каждой тепловой камеры в виде картинки или схемы). Например, моделирование перекрытий различных участков по всему городу в CityCom при ранее созданной полной внутренней структуре элементов системы теплоснабжения производится за несколько секунд при перекрытии нужной задвижки в той или иной тепловой камере, а для проведения данного моделирования в Zulu необходимо сначала отрисовать нужную задвижку на трубопроводе, а впоследствии при её ненадобности удалить. ИГС CityCom позволяет отрисовывать схемы любой сложности и достаточно оперативно моделировать различные схемы включения, что позволяет решать более частные задачи, необходимые, в первую очередь, в работе теплоснабжающих организаций. В сводной таблице приведены наиболее важные особенности использования обоих программных продуктов, выявленные нами в ходе реализации проекта. Таблица. Сравнение рабочих возможностей программных модулей ZuluThermo и CityCom-ТеплоГраф.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. На сегодняшний день оба ведущих отечественных программных продукта (Zulu и CityCom) предлагают практически одинаковый стандартный пакет программных модулей для моделирования систем тепло-, паро-, газо-, водоснабжения и водоотведения. На базе ИГС CityCom есть возможность также разработки электронных моделей систем электроснабжения, а с реализацией проекта на Чукотке появилась также возможность разработки моделей систем сбора и утилизации ТБО. Учитывая, что ПО на базе Zulu имеет открытый код, то при желании и наличии соответствующих специалистов можно самостоятельно разработать соответствующие программные модули. 2. Несмотря на выявленные особенности работы обоих программных продуктов, и ГИС ZuluGIS и ИГС CityCom решают поставленные задачи электронного моделирования в рамках разработки схем теплоснабжения (выполнения предпроектных работ). Настоящая статья подготовлена по результатам выполнения НИР «Разработка проекта программы комплексного развития коммунальной инфраструктуры городского поселения Певек» (рег. № АААА-А16-116062950049-3) и ««Разработка проекта программы комплексного развития коммунальной инфраструктуры городского поселения Билибино» (рег. № АААА-А16-116062950048-6). Авторы статьи выражают благодарность руководству ГКУ «Управление капитального строительства Чукотского автономного округа» (г. Анадырь, Чукотский АО) в лице начальника В.А. Байкова и заместителя начальника Д.А. Ткаченко за ценные замечания и дополнения в ходе выполнения работ. Литература 1. URL: http://www.rosteplo.ru/forum/7/6275/ (дата обращения: март 2017 г. Тема: Выбор геониформационной системы). 2. Крицкий Г.Г. Программные продукты – ООО «Политерм» // Доклад на конференции «Теплоснабжение – 2012: проблемы, новации, перспективы». – М.: НП «Российское теплоснабжение», 11-12 сентября 2012 г. (URL: http://www.rosteplo.ru/news/2012/09/14/1347608235-provedena-konferenciya-teplosnabjenie---2012-problemy – дата обращения: март 2017 г.). 3. Ексаев А.Р. Электронные модели схем теплоснабжения городов // Доклад на конференции «Теплоснабжение – 2012: проблемы, новации, перспективы». – М.: НП «Российское теплоснабжение», 11-12 сентября 2012 г. (URL: http://www.rosteplo.ru/news/2012/09/14/1347608235-provedena-konferenciya-teplosnabjenie---2012-problemy – дата обращения: март 2017 г.). https://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=4075 Сравнение программных продуктов для создания электронных моделей систем теплоснабжения на примере поселений Чукотского АО К.т.н. В.С. Пузаков, руководитель направления энергосбережения и повышения энергоэффективности, В.В. Сущенко, главный инженер проекта, К.В. Вялых, главный специалист, Н.Г. Петров, ведущий специалист, ООО «Энсис Технологии», г. Москва; Е.Н. Антонов, инженер-консультант, г. Санкт-Петербург | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||