Procedury programowo-obliczeniowe dla ciepłownictwa na podstawie technologii geoinformacyjnych

Projektowanie i eksploatacja złożonych układów ciepłowniczych potrzebują narzędzi do obliczenia z niezbędną dokładnością i do wystarczająco szybkiej analizy stanów pracy rozgałęzionych sieci cieplnych. Tradycyjne metody opracowania obliczeniowych schematów sieci inżynierskich oparte są na tabelarycznym kodowaniu topologii sieci, czyli na wprowadzeniu informacji dotyczącej poszczególnych węzłów macierzy danych i połączeń między nimi. Taki proces utworzenia schematu jest bardzo skomplikowany, trudny pod względem kontroli, obarczony nieuniknionymi błędami i na ogół nie odpowiada współczesnym tendencjom w działalności inżynieryjnej. Powszechna orientacja na optymalizacyjne metody obliczeń wymaga opracowania specjalistycznych wysokoefektywnych algorytmów. Geograficzny informacyjny system (GIS) jest nowoczesnym wygodnym narzędziem do opracowania i dynamicznego redagowania cyfrowych map, planów i schematów o różnym przeznaczeniu i następnego rozwiązania na ich podstawie różnego rodzaju zagadnień inżynierskich, naukowych i eksploatacyjnych [1]. Należy podkreślić, iż GIS łączy w sobie możliwości obróbki informacji zarówno graficznej jak i semantycznej oraz podtrzymuje topologię liniowo-węzłową. Dane opracowane na podstawie GIS pozwalają stwarzać modele matematyczne sieci inżynieryjnych i badać procesy niestacjonarne, co daje im wyraźną przewagę w porównaniu z innymi aplikacjami.

Uniting in itself ability of processing of the graphic and semantic information and, supporting linearly-central topology, GIS gives great opportunities for development of the specialized software which allows to count and analyze (quickly and with necessary accuracy) non-stationary operating modes of the complex branched out systems of a heat supply. Such development is GIS "Zulu", let out by the company Polyterm (St.-Petersburg, Russia) and improved in cooperation with St.-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering and Technical University of Koszalin, Poland. The process of tracing of a heating network in a city map by means of this system is automated as much as possible. The database corresponding to each object and a counted element is created at once. Directly after drawing a heating network the system allows to solve tasks of topological character: finding ring sites, shortest way between elements of the scheme, analysis of switching on a network. The system allows to order and passport easily elements of heating networks and all the system of a heat supply, due to simplicity of input of the attributive information. It is always possible to add additional fields in a database. Allocating with the mouse any object can open its data. Knowledge of the exact location of heating networks allows avoiding the essential expenses connected with carrying out repair and emergency works, and also damage of existing communications. On platform GIS "Zulu" the software complex "ZuluThermo" for thermal net-works is created. Applying this system, the technologist of the heat supplying company has an opportunity to investigate behavior of system in various conditions independently, and also to model a different kind of infringement when connecting new objects. The operative automated analysis of calculation and functioning of heating systems allows to reduce the charge of fuel, the electric power and reagents for water-treatment without worsening quality of a heat supply and also to lower amount of consumers complaints, and quite often to prevent serious failures Side benefit of the system results analysis is the opportunity of thematic colouring of elements depending on any parameter or group of parameters (fig. 1, 2). The results of any technological development can be included in GIS - from drawings of buildings, branching chambers and user's inputs up to the passport on each object of a heating system (fig. 3). The system gives great opportunities in the field of preparation and training of the operational personnel by means of modeling various situations, including emergency. GIS "Zulu" is designed for expansion of its functionalities, it has the open program interface for creation of expansion system modules and a set of components for creation of independent appendices. Geoinformation system (GIS) is the convenient and highly effective means intended for creation and editing of digital maps, plans and schemes of various applicability and the subsequent solution on this base of a wide set of engineering and scientific tasks.