Заказать звонок

Мониторинг и прогноз работы гидроузла

Работа гидроузла зависит от множества факторов. Даже поверхностный взгляд на эту проблему укажет на необходимость  учета вопросов гидрологии, гидротехники, водопользования, метеорологии, природопользования и др. Возникает множество вопросов, вот лишь некоторые из них:
  • Какая площадь водосбора?
  • Где находятся основные потребители?
  • Как расположена мониторинговая сеть?
  • Какой прогнозируется объем, расход воды в результате выпадших осадков?
  • Как различные процессы протекают по времени?
  • Как сбрасывать воду нескольким водохранилищам, входящих в единый каскад?
Ответы на некоторые из этих вопросов фиксируются в различных эксплуатационных документах (правила эксплуатации водохранилища, декларация безопасности и др.). Однако такие документы не способны отразить всю динамику реально протекающих процессов, когда природа подкидывает порой неожиданные «сюрпризы». В результате возникает необходимость создания информационных сервисов, систем, способных воедино свести задачи прогноза, мониторинга и управления одним и/или несколькими гидроузлами.
В связи с этим наша компания разработала прототип ситуационного центра для управления каскадом водохранилищ на базе модульного веб-приложения. Она представляет собой набор следующих основных приложений:
  • ГИС ArcGIS Desktop (ArcHydro, Spatial Analyst). Используется для подготовки пространственных данных и сложного пространственного анализа (построение сети рек, создание цифровой модели рельефа, анализ поверхности, стекание и скопление и др.).
  • Гидрологический пакет HEC RAS. Используется для проведения гидрологических расчетов (построение зависимостей уровней воды от расхода, расчет зоны подтопления/затопления с учетом гидротехнических сооружений и др.)
  • Модульное экспертно-аналитическое справочное геоинформационное веб-приложение. Используется непосредственно для регулярного мониторинга, анализа водохранилища и прилегающей территории, выработки решений по работе гидроузла.
Информационной основой системы являются:
  • многолетние данные стока в створах;
  • данные о работе гидроузла за весь период существования;
  • общегеографические и тематические карты;
  • материалы отчетов, научных и прикладных изысканий.
Информационная основа
Технологически принцип действия системы заключается в следующем. С использованием настольных приложений готовятся пространственные данные, которые публикуются и обновляются на интернет сервер для использования в веб-приложении. Перечень пространственных данных включает в себя следующие наборы:
  • Генеральный план гидроузла.
  • Батиметрия.
  • Зоны воздействия.
  • Природоохрана.
  • Мониторинговая сеть.
  • Водопотребители.
  • Мультимедийные материалы, привязанные к карте.
Также на интернет сервер, сервер баз данных загружаются различные справочные, реестровые табличные данные, мультимедийные файлы. Они доступны в веб-приложении через WCF сервисы.
Основным инструментом специалиста водохранилища является веб-приложение, которое включает в себя следующие модули:
  1. Просмотр пространственных данных
  2. Проведение измерений на карте
  3. Пространственный поиск данных.
  4. Импорт данных GPS.
  5. Ввод архивных и оперативных данных о гидрометеорологической обстановке и состоянию гидроузла.
  6. Просмотр суточного водохозяйственного баланса за любой период с расчетом статистики различных показателей.
  7. Сводный анализ стока за всю историю мониторинга и определение коэффициентов стока за любой период.
  8. Построение и анализ различных зависимостей (объем воды от расхода, уровень/площадь воды от объема, средняя толщина льда по месяцам и др.)
  9. Просмотр мониторинговых данных, полученных в автоматическом режиме (текущая и прогнозная метеобстановки по данным открытой международной сети метеостанций, уровни воды на водопостах).
  10. Краткосрочный прогноз изменения уровня воды на водопостах в зависимости от времени добегания воды между водопостами и боковой приточности.
  11. Долгосрочный посуточный прогноз работы гидроузла на год вперед с учетом различных параметров оптимизации (минимальный риск, максимум электроэнергии, равномерный сброс и др.). Данный модуль является, пожалуй, наиболее сложным. С учетом прогноза обеспеченности весеннего половодья и сопоставления с историческими гидрометеорологическими данными, выбранного параметра оптимизации модуль выдает конкретные рекомендации на каждые сутки по объему сброса, уровню открытия/закрытия задвижек. При этом учитываются все ограничения по эксплуатации гидроузла (скорость и степень открытия задвижек, совместная работа электростанции, паводкового и донного водосброса и др.). При этом прогноз можно корректировать с учетом оперативной информации.
Модули гидрологического веб-приложения
Апробация системы на реальных водохранилищах РБ показала (сравнение стандартного подхода «по документу» и рекомендаций, выданных системой), что при выходе на необходимый объем к заданному месяцу работа гидроузлов по рекомендациям системы осуществлялась бы более плавно и без резких скачков по открытию задвижек. При этом ни одно правило эксплуатации не было бы нарушено.
  • Продажа по ESRI

    ESRI.png

    ArcGIS — это система для построения ГИС любого уровня, которая дает возможность легко создавать данные, карты, глобусы и модели в настольных программных продуктах, затем публиковать их и использовать в настольных приложениях, веб-браузерах и мобильных устройствах.

    подробнее

    Ситуационные центры

    SitCenter.png

    Ситуационные центры используется для сбора и анализа всех поступающих данных, координации проведения операций, контактов и т.п. Использование ГИС в составе центров позволяет интегрировать разнородные данные на базе единой электронной карты

    подробнее

    Разработка ПО

    develop.png

    Готовые программные продукты не всегда способны решить весь класс задач, стоящих перед организацией. Для наращивания функциональных возможностей существующих систем или создания отдельных компонент ГИС можно заказать разработку ПО.

    подробнее

    Техно ЧС (оператор)

    Модуль «Техно ЧС (оператор)» предназначен для проведения расчетов зон поражения и определения степени риска в результате аварий на промышленных объектах. В составе модуля 15 различных отечественных и зарубежных методик по моделированию взрывов, пожаров, химического и радиоактивного заражения.

    подробнее
  • Картография

    Mapping.png

    Создание грамотной модели данных и ее наполнение (векторизация, конвертация карт) пространственной и атрибутивной информацией позволяет начать эффективное использование ГИС.

    подробнее

    Промбезопасность

    Safety.png

    Обеспечение промышленной безопасности предполагает разработку набора документов, описывающих возможные аварии, последствия и алгоритмы действий в таких ситуациях.

    подробнее

    Лесной пожар

    Лесной пожар

    Модуль «Лесной пожар» предназначен для прогноза распространения лесного пожара с учетом метеорологических характеристик, особенностей растительного покрова и вида пожара.

    подробнее

    Гидро ЧС

    Гидро ЧС

    Модуль «Гидро ЧС» предназначен для мониторинга уровней воды на гидропостах, оценки и прогнозирования затопления территории в результате подъема уровней воды и прорыва гидротехнических сооружений на речной системе.

    подробнее