Подобный подход может так же применяться для моделирования сетей газоснабжения, электрических сетей и прочих линейно-точечных систем, распределенных на территории города.
Работа выполнена по заказу ВНИПИЭнергопром и предназначена для формирования тепловой сети города на электронной карте Москвы, а также для моделирования характеристик сети, при изменении ее параметров и конфигурации.
Теплосеть состоит из тепломагистрали (трубы большого диаметра, до 1400 мм) и распределительных сетей. На отводах от магистрали обычно устроены центральные тепловые пункты (ЦТП), от которых по распределительным теплосетям вода подается к жилым зданиям или другим отапливаемым помещениям.
В данную схему теплоснабжения включены также объекты производство тепла - ТЭЦ, РТС, КТС, котельные.
Структура модели тепловой сети содержит две части: графическую и «информационную». К графической относятся: линии участков (трубы) и изображения пунктов тепловой сети (ЦТП, камеры, смотровые колодцы и пр.), а так же также объекты производство тепла. Информационная часть содержит числовую и текстовую информацию, привязанную к графическим данным.
Все данные модели теплоснабжения, как графическая, так и информационная содержатся в базе данных модели и по необходимости высвечиваются на карту, соответствующими программами модели.
Структура тепловой сети (графическая часть).
Тепловая сеть состоит из объектов двух типов:- точечные (источники), к которым относятся ТЭЦ, РТС, котельные;
- точечные (пункты), ЦТП, камеры, смотровые колодцы и пр. Предусмотрена возможность введения псевдопунктов - точек участков, где происходит смена характеристик (диаметра и пр.);
- точечные (строения),дома и иные потребители тепла. Особенностью этих объектов является их "двойственность", т.е. они являются объектами как модели, так и карты.;
- линейные (участки) - трубы.
Участком схемы теплоснабжения считается ломаная линия, соответствующая комплекту труб между двумя точечными объектами, поэтому каждый участок, в списке своих параметров содержит коды концевых пунктов. Участки выводятся на карту в виде ломаных линий различной толщины и цвета.
Формирование тепловой сети.
Тепловые сети Москвы представляют собой большую и сложную графическую структуру, привязанную к различным объектам города. В связи с этим, одной из основных задач разработки являлось создание программ ввода и фомирования сети теплоснабжения, способных в наибольшей степени упростить задачу ввода исходных данных. Представление схемы теплоснабжения в цифровом виде может производиться двумя способами:
- вручную,
- с использованием электронного носителя.
Основным способом построения тепловой сети является ручной, с бумажной схемы.
Ручной ввод.
Разработана программа ручного формирования сети теплоснабжения с бумажного носителя и последующей ее коррекции.
Основное внимание уделялось простоте ввода, именно поэтому для изображения точечных объектов (кроме строений) применены иконки, установка которых на карте производится двумя щелчками мыши (выбором иконки из списка и щелчком на карте). Кроме того, иконки позволяют применять графически сложные элементы отображения объектов, что увеличивает их информативность. Дополнительное удобство создает то обстоятельство, что пользователь, сам может подбирать, заменять и добавлять иконки.
Установка участков производится пометкой концевых пунктов на карте или в базе (в списке объектов), после чего они автоматически соединяются прямой линией. Далее, деформированием этой линии на карте, устанавливается ее истинная конфигурация.
Ввод "информационных" характеристик объекта сети, может быть произведен сразу после его создания, либо позже, для чего нужно пометить этот объект на карте или в базе щелчком мыши.
Корректировка местоположения точечного объекта производится его пометкой и установкой щелчком мыши в другом месте карты. При этом, координаты концов, привязанных к нему участков автоматически изменяются, в соответствии с координатами объекта.
Графическая корректировка участка производится его пометкой и последующей деформацией исходной ломаной линии.
С помощью данной програмы была сформирована сеть (от источников до конечных ЦТП) четырех котельных Предприятия № 2 ТС и С:
РТС Бабушкинская -1, РТС Бабушкинская -2, РТС Отрадное, РТС Ростокино.
Ввод с электронного носителя.
Сеть или часть сети сформирована другой организацией и на другой карте (геоподоснове). В этом случае главной задачей является перенесение графической части тепловой сети с одной геоподосновы на другую. Для этой задачи была разработана программа, позволяющая производить привязку объектов (пересчет координат) различных карт с весьма высокой точностью (зависит от количества точек привязки). Так участки сети, построеные на геоподоснове карты Геобилдер, быле привязаны к координатной системе карты MosMap с точностью не менее 5 м.
Просмотр и анализ тепловой сети.
| В мелком масштабе карты, для каждого источника теплоснабжения (ТЭЦ, РТС, пр.) высвечиваются только границы зон, включающие в себя все введенные объекты сети, принадлежащие данному источнику, а так же сами эти источники и их названия. Границы зон формируются автоматически. |
 |
В более крупном масштабе, на карту выводятся все объекты сети. Точечные объекты - в виде иконок, линейные в виде ломаных линий. Толщины и цвет линий зависит от характеристик участков и устанавливаемого на панели управления режима. Так толщина линии, может зависеть от диаметра трубы, в соответствии с устанавливаемой шкалой. Так же эти параметры могут использоваться для отображения различного рода характеристик, рассчитанных технологическими программами.
Этот режим, по типу высвечивания пунктов, в свою очередь подразделяется на два этапа: сначала пункты высвечиваются в виде уменьшенных иконок, без названий пунктов, далее при увеличении масштаба, размеры иконок увеличиваюся (лучше виден внутренний рисунок иконки, определяющий тип пункта), и сверху выводится название пункта. В первом случае лучше видна общая структура сети, во втором более подробно структура выделенной ее части.
Фрагмент тепловой сети РТС Бабушкинская 1и Бабушкинская 2 (мелкий масштаб) |
Фрагмент тепловой сети РТС Отрадное (крупный масштаб) На участках показаны диаметры труб. |
Предусмотрена возможность отключения вывода пунктов. Такой режим полезен для просмотра собственно сети, выявления контуров и пр.
Между всеми объектами тепловой сети, высвеченными на карте и базой данных сети установлена дуплексная связь, так что при щелчке мыши на любом объекте на карте, на панели управления высвечивается любой набор характеристик этого объекта и объектов с ним связанных, записанные в базе. Так для участка, высвечиваются не только его характеристики, но и характеристики концевых пунктов.
Так же можно установить высвечивание на карте числовых значений: длины или диаметра участков. Данные высвечиваются непосредственно на участках, если их размер в кадре позволяет их разместить. Для более мелкого масштаба, можно использовать режим высвечивания характеристик объекта над курсором при щелчке на нем мыши.
В качестве одной из задач анализа сети предусмотрено определение неполноты ввода сети. Специфическим цветом могут отображаться участки, для которых отсутствует тот или иной набор характеристик. Эта задача полезна при формировании сети.
Задачи статистического анализа сети теплоснабжения:
- для источников, площадь зоны, количества пунктов разного типа,- для участков, распределение диаметров труб и суммарных длин этих диаметров, для всей тепловой сети или сети выбранного источника.
 |
|
Решение технологических задач.
Здесь предполагается использование как внутренних, так и внешних программ. Со стороны модели предполагается пометка и формирование некоторой части сети, с необходимыми характеристикам, предача ее вычислительной программе с последующим приемом и высвечиваним результата на карте и в таблицах Б.Д.В качестве входной информации для вычисления, наиболее часто предполагается использовать путь, от выбранного пункта до источника. В связи с этим, в разработан алгоритм нахождения такого пути (аналог волнового метода). Найденый путь, подсвечивается на карте и на панели управления формируется таблица с перечислением пунктов и участков (в порядке их следования) с их характеристиками. Определяются также интегральные характеристики пути (длина и пр.)
 Путь от камеры до РТС. (Видно, что не очень эффективный) |
 Таблица пунктов пути. |
Моделирование сети теплоснабжения.
Если под моделированием понимать расчет параметров сети, при изменении числа, характеристик и расположения составляющих ее объектов, то данная программа может предложить, описанный выше, достаточно эффективный аппарат ввода и коррекции сети, достаточно просто позволяющий изменять структуру. При этом, предполагаются доработки, позволяющие вести специфическую пометку и высвечивани виртуальных объектов сети и запоминания различных вариантов изменений, для сравнения вариантов и повторения экспериментов.
