Ứng dụng GIS hỗ trợ công tác sửa chữa mạng lưới cấp nước tại thành phố hồ chí minh

TỨNG DỤNG GIS HỖ TRỢ CÔNG TÁC SỬA CHỮA MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Tác giả BÙI THỊ THANH TÂM Tiểu luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kĩ sư ngành Hệ thống

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG GIS HỖ TRỢ CÔNG TÁC SỬA CHỮA MẠNG

LƯỚI CẤP NƯỚC TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Họ và tên sinh viên: BÙI THỊ THANH TÂM Ngành: Hệ thống Thông tin Địa lý

Niên khóa: 2013 – 2017

Tháng 6/2017

TỨNG DỤNG GIS HỖ TRỢ CÔNG TÁC SỬA CHỮA MẠNG LƯỚI CẤP

NƯỚC TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Tác giả

BÙI THỊ THANH TÂM

Tiểu luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kĩ sư ngành Hệ thống Thông tin Địa lý

Giáo viên hướng dẫn:

TS KHƯU MINH CẢNH

Tháng 6 năm 2017

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cám ơn chân thành đến TS.Khưu Minh Cảnh, anh Lê Võ Hữu Trí đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình thực hiện tiểu luận tốt nghiệp

Tôi xin cảm ơn ban lãnh đạo Trung tâm Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý TP.HCM (HCMGIS) trực thuộc Sở Khoa Học và Công nghệ TP.HCM đã tạo điều kiện cho tôi được thực tập tại cơ quan, cung cấp cho tôi những kỹ năng, bài học kinh nghiệm từ thực tế để tôi hoàn thành tiểu luận này

Cảm ơn thầy PGS.TS.Nguyễn Kim Lợi, thầy Nguyễn Duy Liêm và toàn thể quý thầy cô Trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh đã giảng dạy giúp tôi có những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tại trường

Tôi cũng cảm ơn những người bạn đồng hành cùng tôi trong quãng đời sinh viên, những người đã luôn giúp đỡ tôi khi tôi gặp khó khăn, sẵn sàng chia sẻ cho tôi những điều hay, lẽ phải và cũng là nguồn động lực để tôi phấn đấu vươn lên Cuối cùng, để có được thành quả như ngày hôm nay, con xin nói lời biết ơn chân thành đối với cha mẹ, những người đã sinh thành nên con, chăm sóc, nuôi dạy con thành người và tạo điều kiện cho con được học tập

Bùi Thị Thanh Tâm Khoa Môi trường và Tài nguyên Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

Số điện thoại: 0974183745

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng GIS hỗ trợ công tác sửa chữa trên mạng lưới cấp nước tại thành phố Hồ Chí Minh.” đã được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 3/2017 đến tháng 6/2017 Mục tiêu của đề tài bao gồm:

- Xây dựng cơ sở dữ liệu mạng lưới (giả định) hệ thống cấp nước Kết nối dữ liệu

vào GeoServer, biên tập dữ liệu

- Cơ sở lý thuyết về lập lịch để giảm thiểu số người bị ảnh hưởng do sửa chữa

lịch sửa chữa tối ưu về sửa chữa mạng lưới cấp nước tại TPHCM

Kết quả đạt được của khóa luận là:

- Định hướng được bài toán tối ưu, lập lịch tối ưu

- Tìm được các dữ liệu, tài liệu liên quan đến hiện trạng và các tác động từ việc sửa chữa hệ thống nước trong thành phố Nhận định được vấn đề tiết kiệm thời gian, phục vụ tốt nhất cho người dân về vấn đề sửa chữa hệ thống nước

- Tìm hiểu và xây dựng được hệ thống Web và CSDL

- Xây dựng đươc trang Web với các công cụ tìm kiếm và công cụ hỗ trợ xuất các kịch bản lịch sửa chữa theo thuật toán tối ưu với rang buộc về thời gian và số lượng công nhân cũng như tác động của hệ thống trong thành phố

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.2.1 Mục tiêu chung 2

1.2.2 Mục tiêu cụ thể 2

1.3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu 2

1.3.1 Phạm nghiên cứu 2

1.3.2 Đối tượng nghiên cứu 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3

2.1 Thông tin về địa bàn nghiên cứu 3

2.3 Đối tượng nghiên cứu 5

2.3.1 Định nghĩa về mạng lưới cấp nước 5

2.3.2 Các đối tượng của mạng lưới cấp nước 7

2.5 Tình hình nghiên cứu 8

2.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 8

2.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 10

2.5 Khắc phục bằng công trình 14

2.6 Khắc phục bằng nghiên cứu: Nghiên cứu về bài toán lập lịch 16

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

3.1 Dữ liệu thu thập 20

3.2 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu 20

3.3 Cơ sở dữ liệu 20

3.3.1 Mô tả các lớp dữ liệu 20

3.2.2 Xây dựng CSDL 21

3.3.3 GeoServer 22

3.3.4 Các khái niện về web bằng python Flask 22

3.3.4.1 Trang web 22

3.3.4.2 Python 23

3.3.4.3 Flask 23

3.3.5 Nêu bài toán và phương pháp giải 23

3.3.5.1 Những đáp ứng, giải quyết vấn đề: 24

3.3.5.2 Mô tả hệ thống: 24

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ 28

4.1 Kết quả 28

4.1.1 Xây dựng trang Web để kết nối dữ liệu 28

4.1.2 Xây dựng công cụ nhập điểm hư 29

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ LIẾN NGHỊ 32

5.1 Kết luận 32

5.2 Kiến nghị 32

TÀI LIỆU THAM KHẢO 33

PHỤ LỤC 35

DANH MỤC VIẾT TẮT

GIS Geographic Information System (Hệ thống thông tin địa lý) TPHCM Thành phố Hồ Chí Minh

GTVT: Giao Thông Vận Tải

VAT: Value Added Tax (Thuế giá trị gia tăng)

TNHH MTV: Trách Nhiện Hữu Hạn Một Thành Viên

PVC: Polyvinylclorua (nhựa nhiệt dẻo)

CAD: Computer-aided design (thiết kế được sự hỗ trợ của máy tính) WMS: Warehouse Management System (Hệ thống quản lý công việc) DMS: Document Management System (Hệ thống quản lý tài liệu) IMS: Infrastructure Management System (Hệ thống quản lý cơ sở hạ tầng)

MMS: Materials Management Systems (Hệ thống quản lý vật liệu) CIS: Customer Information System (Hệ thống thông tin khách hàng) SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition (Điều khiển giám sát

và thu thập dữ liệu)

ĐHQG: Đại Học Quốc Gia

KH&CN: Khoa học và công nghệ

DMA: Phân chia khu vực

CSDL: Cơ Sở Dữ Liệu

SAWACO: Tổng công ty cấp nước Sài Gòn

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1 Thông tin về các lớp dữ liệu và số liệu 20

Bảng 3.2 Bảng Excel về thông tin lớp dữ liệu vị trí nước bị hư 21

Bảng 3.3 Thông tin về vị trí đường ống bị hư 22

Bảng 4.1 kết quả lịch sửa 29

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1.Bản đồ ranh giới hành chính TPHCM 4

Hình 2.2.Sơ đồ cấp nước hiện hữu tphcm (Lý Thanh Tài, 2016) 5

Hình 2.3.Sơ đồ cấp nước cho thành phố Hồ Chí Minh 7

Hình 2.5.Mô hình tổng thể giải pháp GIS 12

Hình 2.6.Phần mềm quản lý tài sản trong mạng lưới cấp nước trên nền GIS 13

Hinh 2.7.Giao diện chương trình thủy lực 14

Hình 2.8 Minh hoạ giao diện phần mềm Visual studio code 1.11.2 19

Hình 3.1 Sơ đồ nghiên cứu 20

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ 27

Hình 4.1 Giao diện tổng quát trang web 28

Hình 4.2 Kết quả khi thực hiện tính toán 29

Hình 4.3 thực hiện các bước khởi tạo ban đầu 30

Hình 4.4 Dữ liệu ảnh hưởng và công nhân 30

Hình 4.5 Code hàm thực thi 31

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Mạng lưới cấp nước ở nước ta nói chung và ở Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng, được xây dựng và phát triển qua nhiều thời kỳ, nhiều hệ thống có tuổi thọ trên 50 năm vẫn đang tồn tại song hành với những hệ thống mới được cải tạo Vì vậy, việc quản lý và sửa chữa rất khó khăn

Thành phố Hồ Chí Minh là trung tâm kinh tế - văn hóa - xã hội lớn nhất Việt Nam với dân số hơn 8 triệu dân (năm 2016) Hiện nay, hệ thống cấp nước thành phố Hồ Chí Minh có tỷ lệ thất thoát nước sạch là 28,31% (năm 2016 theo SAWACO), các ống truyền tải và phân phối nước sạch qua nhiều thời kỳ sử dụng

đã xuống cấp, gây rò rỉ, hàm lượng nước thất thoát tăng cao và kéo dài gây lãng phí tài nguyên nước thô và gia tăng kinh phí xây dựng, sửa chữa, vận hành.Thực trạng này ảnh hưởng lớn đến vấn đề cung cấp nước sạch cho Thành phố Hồ Chí Minh Để giảm tình trạng nước thất thoát ngày càng tăng cần phải thường xuyên theo dõi, quan sát tình trạng vận hành của hệ thống cấp nước và phát hiện những chỗ bị hư hỏng hoặc rò rỉ của đường ống và tìm cách khắc phục kịp thời có hiệu quả

Khi sửa nước, việc khóa hệ thống nước là điều cần thiết để không bị thất thoát nước Do vậy việc sửa chữa sẽ ảnh hưởng đến một số người dân sử dụng nước trong khu vực Với một số điểm cần sửa nước (ví dụ: 3 hoặc 4 vị trí trên bản đồ) thì lịch sửa chữa nước được thực hiện như thế nào để số người bị tác động là ít nhất Vì vậy, cần lập lịch cụ thể cho việc sửa chữa những sự cố trên mạng và tìm ra giải pháp tối ưu cho công tác sửa chữa một cách nhanh nhất về thời gian, số lượng công nhân tham gia và số người bị ảnh hưởng khi sửa chữa là ít nhất

Công nghệ thông tin ngày càng phát triển mạnh mẽ và thâm nhập vào hầu hết các ngành khoa học, các hoạt động thực tiễn và quản lý, đặc biệt là sự ra đời và phát triển của GIS Đây là một ngành công nghệ hiện đại được ứng dụng trong nhiều ngành, nhiều lĩnh vực ở khắp nơi trên thế giới nhằm hiện đại hóa công tác

quản lý cho phép chúng ta lưu trữ, thể hiện và thực hiện hàng loạt các phép toán phân tích phức tạp một cách nhanh chóng và chính xác Chính vì thế, việc ứng dụng GIS hỗ trợ công tác sửa chữa mạng lưới cấp nước là một phương pháp phù hợp và mang lại hiệu quả

Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, đề tài nghiên cứu “Ứng dụng GIS hỗ trợ công tác sửa chữa mạng lưới cấp nước tại Thành phố Hồ Chí Minh”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

1.2.1 Mục tiêu chung

Tìm giải pháp tối ưu hóa việc sửa chữa để ít ảnh hưởng đến người tiêu thụ nhất

1.2.2 Mục tiêu cụ thể

- Xây dựng cơ sở dữ liệu mạng lưới (giả định) hệ thống cấp nước Kết nối dữ liệu

vào GeoServer, biên tập dữ liệu

- Đề xuất các phương án tối ưu hóa, lập lịch để phục vụ công tác sửa chữa

- Xây dựng Web bằng Python Flask phục vụ lập lịch tối ưu về sửa chữa ống nước

1.3.2 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là công tác sửa chữa mạng lưới cấp nước tại TPHCM

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

2.1 Thông tin về địa bàn nghiên cứu

Thông tin về TPHCM: Theo Ủy ban Nhân dân TPHCM (2011), thành phố Hồ Chí Minh nằm trong tọa độ địa lý khoảng 100 10‟ – 100 38‟ vĩ độ Bắc và 106022‟ –

1060 54‟ kinh độ Đông

- Phía Bắc giáp với tỉnh Bình Dương

- Phía Tây giáp tỉnh Tây Ninh,

- Phía Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai,

- Phía Nam giáp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

Với tổng diện tích là 2.095,06 km2 và dân số là 7.981.900 triệu người, tuy nhiên nếu tính những người cư tú không đăng ký thì dân số thực tế của thành phố vượt lên 10 triệu người (theo thống kê của Tông củaTổng cục thống kê năm 2014)

Hình 2.1.Bản đồ ranh giới hành chính TPHCM

Hệ thống cấp nước TPHCM tiền thân là là hệ thống cấp nước Sài Gòn được xây dựng từ thời Pháp thuộc Trải qua nhiều giai đoạn phát triển, đến nay đã trở thành một hệ thống cấp nước có quy mô lớn nhất Việt Nam có nhiệm vụ khai thác, sản xuất và cung cấp nước sạch cho hơn 10 triệu dân (tính cả dân số vãng lai) và toàn bộ khu vực TPHCM với tổng công suất nước sạch khoảng trên 1.800.000m3/ngày đêm vào năm 2016 (SAWACO, năm 2015), quy hoạch đến năm

2025 mạng lưới cấp nước phải cung cấp cho TPHCM 3.500.000m3/ngày đêm (VIWASE 2012) Về mạng lưới đường ống cấp nước của thành phố có khoảng 6.000 km với đường kính D = 100 ÷24000mm (SAWACO, 2015), tổng số đấu nối đồng hồ khách hàng khoảng 1,2 triệu, trải rộng trên địa bàn 23 quận huyện (trừ địa bàn Củ Chi) Được biết, để đáp ứng nhu cầu về nước sạch ngày càng tăng của TPHCM SAWACO đã có định hướng phát triển đến năm 2025 Theo đó, đến năm

2025 SAWACO sẽ xây dựng được khoảng 7.000km đường ống nước

- Sơ đồ cấp nước tại Tp Hồ Chí Minh

Hình 2.2.Sơ đồ cấp nước hiện hữu tphcm (Lý Thanh Tài, 2016)

2.3 Đối tượng nghiên cứu

2.3.1 Định nghĩa về mạng lưới cấp nước

Mạng lưới cấp nước là một bộ phận của hệ thống cấp nước, là tập hợp các loại đường ống với các cỡ kích thước khác nhau, làm nhiệm vụ vận chuyển và phân phối nước đến các điểm dùng nước Mạng lưới cấp nước phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Mạng lưới cấp nước phải đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng nước tới mọi đối tượng dùng nước dưới áp lực yêu cầu và chất lượng tốt

- Phải đảm bảo cung cấp nước thường xuyên, liên tục, chắc chắc tới mọi đối tượng người dùng

- Mạng lưới cụt thường sử dụng trong điều kiện đối tượng dùng nước nhỏ, mức đầu tư đơn giản hoặc các đô thị loại vừa tại các quốc gia đang phát triển, nơi mà thu nhập đầu người thấp, trình độ dân trí chưa cao cũng như khả năng và trình độ quản lý còn hạn chế

- Mạng lưới vòng: Nước cấp vào khu vực dùng nước theo hai hoặc nhiều hướng khác nhau Giữa các hướng nước chảy thường được ngăn cách bằng một van chặn, nếu van này đóng điểm cấp nước cuối cùng của hướng chính là vị trí của van đó, nếu van mở, biên giới cấp nước của các hướng biến động tùy theo mức độ tiêu thụ trên mạng lưới Mạng lưới cấp nước dạng vòng cấp nước an toàn, khi có sự cố ở đường ống chính của một hướng nước chảy, nước có thể được cấp từ các hướng khác đến phục vụ các đối tượng dùng nước Mạng lưới cấp nước dạng vòng thường được sủ dụng khi kết hợp chữa cháy với các nhu cầu dùng nước khác Loại hình này phù hợp với các quốc gia có mức sống và trình độ dân trí cao, hoặc tại các khu vực mà ý thức chấp hành pháp luật của người dùng nước tốt, không có tình trạng đấu nối trái phép, hoặc khi điều kiện cơ sở vật chất giành cho việc quản lý hệ thống cấp nước được ưu tiên, trình độ quản lý của nhà cung cấp nước được cải thiện đủ cho việc quản lý mạng lưới cấp nước một cách khoa học và chặt chẽ

- Mạng lưới cấp nước dạng hỗ hợp có thể dùng hai dạng trên kết hợp để cấp nước cho một khu vực Đối với các vùng lớn hoặc tại những vị trí cần cấp nước an toàn hơn thì cấp nước dạng vòng, còn những khu vực khác sử dụng mạng cụt cho kinh

tế và phù hợp với trình độ quản lý mạng lưới cấp nước

Hình 2.3.Sơ đồ cấp nước cho thành phố Hồ Chí Minh

2.3.2 Các đối tượng của mạng lưới cấp nước

Trạm bơm cấp hai dùng để bơm nước từ bể chữa nước sạch lên đài hoặc vào mạng phân phối cung cấp cho các đối tượng sử dụng

Đài nước, bể chứa: Làm nhiệm vụ điều hòa và dự trữ nước Vào các giờ cao điểm, khi tiêu thụ nước mạnh thì áp suất nước tại các điểm cuối mạng lưới thường

bị suy giảm, khi đó nước dự trữ từ trên đài chảy xuống để hỗ trợ tăng áp cho mạng Vào giờ thấp điểm, nước tiêu thụ ít hơn thì lượng nước dư với áp suất lớn có thể lên đài để dự trữ sẵn một cột áp

Đường ống chuyển tải: Dùng để vận chuyển nước từ trạm bơm cấp hai đến điểm đầu tiên của mạng lưới phân phối nước Đường ống chuyển tải có thể có đường kính rất lớn tới 1000m, 2000m tùy theo quy mô của hệ thống

Đường ống phân phối: Dùng để vận chuyển nước từ đường ống chuyển tải đến đường ống nhánh Các đường ống phân phối đi dọc theo đường phố, ngõ, xóm và

thủy cho các ống nhỏ hơn Đường ống phân phối thường có đường kính từ 80mm, 100mm và lớn hơn

Đường ống dịch vụ (đường ống nhánh): Đường ống có đường kính nhỏ hơn 80mm cấp nước trực tiếp tới các hộ tiêu thụ Cuối đường ống dịch vụ là các đồng

hồ đo nước, các van và phụ kiện đấu nối với đường ống cấp nước bên trong nhà Van: Là thiết bị vận hành bằng tay (có thể bằng điện, khí nén hoặc các dạng trợ lực khác…) dùng để điều khiển dòng nước trong hệ thống ống Nó có miệng ra, miệng vào (bằng ren, bằng mặt bích, bằng hàn hoặc các phương pháp nối khác) sao cho có thể lắp nó vào đường ống

Đồng hồ đo nước: Là dụng cụ để đo lượng nước khách hàng sử dụng

Thiết bị đầu nối dùng để liên kết các đoạn ống trên mạng lưới lại với nhau

 Thủ tục sửa chữa ống nước bị hư

Thông báo cho nhân viên trực điện thoại với các nội dung sau:

+ Địa chỉ cần sửa chữa

+ Yêu cầu thay đổi, sửa chữa, thời gian thực hiện

+ Người liên hệ, số điện thoại liên hệ

Thời gian thực hiện

+ Ngay sau khi nhận được thông tin công ty sẽ cử người đến địa chỉ yêu cầu

+ Trường hợp mặt bằng thi công phải xin phép đào đường, vỉa hè Công ty sẽ thực hiện thi công ngay trong ngày những công việc thay đổi, sửaa chữa đơn giản + Trường hợp mặt bằng thi công phải xin phép đào đường, vỉa hè Ngay sau khi nhận giấy phép thi công, Công ty sẽ gọi điện thông báo khách hàng về thời gian thi công

Kinh phí thực hiện

+ Các chi phí công ty thanh toán: Công ty sẽ chịu toàn bộ kinh phí cho việc sữa chữa đường ống, phụ tùng và đồng hồ nước hư hỏng không phải do lỗi của khách hàng

2.5 Tình hình nghiên cứu

2.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Các nghiên cứu ứng dụng GIS trong quản lý, vận hành mạng lưới cấp nước xoay quanh vấn đề phân phối nước dựa trên dữ liệu GIS để quản lý, vận hành mạng lưới cấp nước, theo dõi chất lượng nước liên tục,…

ArcGIS cho phép bạn linh hoạt đáng kể với sự phân khúc hợp lý và vật lý của mạng lưới đường ống của bạn Thay vì dựa vào cấu trúc liên kết hồ quang truyền thống, ArcGIS cung cấp một bộ các tính năng mạng: các nút đơn giản, các cạnh đơn giản, các nút nối phức tạp và các cạnh phức tạp Hơn nữa, điều kiện của đường ống được xem xét đối với các đoạn hợp lý của đường ống trong mạng nước Tình trạng của đường ống nước thường được tính bằng cách sử dụng kết hợp thông tin

rò rỉ và sửa chữa cùng với khoảng thời gian ước tính của đường ống theo các yếu

tố như ngày vật liệu và ngày lắp đặt Tình trạng thể chất của đường ống cống thường được đánh giá giữa các lỗ thông và nối với một chỉ mục video Các điều kiện của đường ống cống thường được xác định bởi nhân viên điều hành sử dụng các video nội bộ của mạng lưới cống và các điều kiện đường ống đánh giá theo đặc điểm thị giác

1 Adrian.M.D, Foster.J, 2002 Protecting water supply quality – decision support using geographical information systems (GIS) School of Geography, University of Leeds, Leeds, LS2 9JT, UK

2 Guth.N and Klingel.P, 2012 Demand Allocation in Water Distribution Network Modelling – A GIS-Based Approach Using Voronoi Diagrams with Constraint Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institute for Water and River Basin Management, Germany

3 Mohan.S and Vairavamoorthy.K, 2004 Development of GIS based contamination risk assessment in water distribution systems Loughborough UniversityandatIITMadras

4 Tremblay A Thomas, Paull, J Gene, Rodgers, W Robert, Wermund, E G.,

1994 GIS Database for Water Management on the Rio Grande Delta Plain, USGS

5 Walski, T M.; Chase, D V.; Savic, D A.; Grayman, W.; Beckwith, S & Koelle, 2003 Advanced Water Distribution Modeling and Management Haestad

6 Mô hình hệ thống nước của ESRI

Mô hình Dữ liệu ArcGIS Water được thiết kế cho các công trình cấp nước, xử

lý nước, nước thải và nước mưa bằng cách cung cấp một khung nhìn định hướng

về mặt địa lý cho các hệ thống mạng lưới nước, ArcGIS Water hỗ trợ nhìn nhận về các vấn đề kỹ thuật và kinh doanh của mạng lưới ngoài thế giới thực Được xây dựng trên dựng trên công nghệ thành phần đối tượng, ArcGIS Water cung cấp một nền tảng mới mạnh mẽ cho các giải pháp trên mạng lưới nước Mục tiêu của hệ thống này là cung cấp hiệu quả hoạt động và lợi ích kinh doanh vượt ra khỏi GIS truyền thống và lập bản đồ ranh giới Mục tiêu của ESRI là làm việc cùng với khách hàng sử dụng nước để xác định một bộ cở sở dữ liệu tiêu chuẩn công nghệ mới để quản lý thông tin địa lý trong 100 năm tới

Mô hình thiết kế trong nước cấp

- Các tiện ích nước và nước thải hiện nay đang nhận ra những lợi ích của công nghệ GIS (hệ thống thông tin địa lý) cho các mục đích về kỹ thuật, xây dựng và vận hành Các yêu cầu điển hình của tiện ích này phản ánh nhu cầu kinh doanh như:

+ Thành lập bản đồ tiêu chuẩn và tùy chỉnh

+ Tích hợp bản vẽ thiết kế (CAD) vào môi trường GIS

+ Tích hợp với các hệ thống doanh nghiệp khác, như hệ thống quản lý công việc (WMS), hệ thống quản lý tài liệu (DMS), hệ thống quản lý cơ sở hạ tầng (IMS), hệ thống quản lý tài liệu (MMS) và hệ thống thông tin khách hàng (CIS)

Quản lý các hoạt động như rò rỉ nước, sửa chữa và kiểm tra hệ thống mạng lưới nước

2.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Hiện nay ở Việt Nam, việc sử dụng GIS để quản tài sản mạng lưới cấp nước đang được phổ biến rộng rãi Việc ứng dụng GIS vào hệ thống quản lý vận hành toàn bộ hệ thống cấp nước được các doanh nghiệp đang đưa vào thực hiện Hệ thống này theo dõi liên tục trên mạng lưới để kịp thời ứng phó, xử lý, khắc phục các sự cố trên hệ thống một cách nhanh chống, kịp thời để đảm bảo an toàn cấp

Mô hình quản lý mạng lưới cấp nước của các công ty Việt như: Địa dư và Việt

An

1 Công ty cổ phần cấp thoát nước Khánh Hòa chính thức đưa vào vận hành dự án quản lý cấp nước theo công nghệ GIS mang lại nhiều lợi ích vượt trội trong việc tra cứu thông tin khách hàng, địa chỉ hộ dùng nước, mã khách hàng, lịch sử tiêu thụ nước một cách nhanh chóng…, mà không cần mất nhiều thời gian công sức tra cứu như trước Không những vậy phần mềm quản lý cấp nước theo công nghệ GIS

có nhiều ưu điểm không chỉ thuận tiện cho việc tra cứu thông tin khách hàng, tính toán áp lực, biết tình trạng cấp nước thiếu hay đủ, chủ động lịch trình thiết kế cải tạo, mở rộng mạng lưới theo yêu cầu… cho ta cái nhìn tổng thể về toàn mạng lươi cấp nước , phục vụ việc sửa chữa hỏng hóc, thay lăp đường ống, đồng hồ…, Nhờ ứng dụng phần mềm GIS vào quản lý, đến nay Công ty đã thiết lập một hệ thống

cơ sở dữ liệu cấp nước cho thành phố với hơn 73.000/92.000 đồng hồ, hơn 11.000 tuyến ống chính với tổng chiều dài 840.000m, 22.670 tuyến ống nhánh với tổng chiều dài hơn 56.000m, 2.256 van, 5.538 thiết bị, 1.622 điểm đấu nối, 26 điểm quản lý lưu lượng và áp lực (Scada), 18 điểm lấy mẫu Hiện Nhà máy nước Xuân Phong và Võ Cạnh trực thuộc Công ty đã được cập nhật toàn bộ thiết bị tài sản của nhà máy; xây dựng bản đồ nền tích hợp với xấp xỉ 131.000 ô thửa trên địa bàn TP Nha Trang.(theo DIA DU CO., LTD GIS solutions and technology)

2 Trong cuối tháng 11/2013, Công ty CP Kỹ thuật Môi trường Việt An (Viet An Enviro) đã bàn giao và đưa vào sử dụng cơ sở dữ liệu GIS, phần mềm quản lý tài sản mạng lưới cấp nước (iArcASSET for Water) cho Công ty Cổ Phần Đầu Tư Xây Dựng Và Kinh Doanh Nước Sạch – VIWACO

- Mục đích của dự án:

+ Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu mạng lưới cấp nước hiện có về cơ sở dữ liệu địa lý (GIS) theo mô hình cơ sở dữ liệu Geodatabase – Esri để phục vụ công tác xây dựng phần mềm quản lý tài sản mạng lưới cấp nước;

Hình 2.5.Mô hình tổng thể giải pháp GIS

+ Dự án đã tích hợp hệ thống Billing, SCADA hiện hữu của Công ty Cổ Phần Đầu

Tư Xây Dựng Và Kinh Doanh Nước Sạch – VIWACO

+ Đào tạo chuyển giao công nghệ chuẩn hóa dữ liệu GIS và phần mềm quản lý tài sản mạng lưới cấp nước iArcASSET for Water

- Kết quả đạt được:

+ Chuẩn hóa toàn bộ cơ sở dữ liệu hiện có của mạng lưới cấp nước thuộc Công ty

Cổ Phần Đầu Tư Xây Dựng Và Kinh Doanh Nước Sạch – VIWACO quản lý từ các định dạng: *.dgn, *.dwg, ShapeFile, MapInfo, Esri GeoDatabase vào mô hình

cơ sở dữ liệu địa lý Esri Enterprise Geodatabase, trên nền dữ liệu địa chính tỷ lệ 1: 1.000, hệ tọa độ VN-2000;

+ Cơ sở dữ liệu GIS sau khi chuẩn hóa thống nhất phục vụ công tác quản lý tài sản các đối tượng thuộc mạng lưới bằng phần mềm Quản lý Tài sản trên nền công nghệ Esri;

+ Ứng dụng phần mềm iArcASSET for Water khai thác cơ sở dữ liệu GIS đã chuẩn hóa phục vụ công tác vận hành và quản lý mạng lưới, đồng thời kết nối với

dữ liệu truyền về từ các thiết bị đo đếm từ xa (SCADA) để thực hiện các bài toán phân tích thống kê và kiểm soát sự cố mạng lưới cấp nước

Dự án đã thiết lập cơ sở dữ liệu địa lý theo mô hình Geodatabase thống nhất, sử dụng được trên cả phần mền quản lý tài sản iArcASSET fof Water, phần mềm mô

hình hóa và Phân tích thủy lực Bentley WaterGEMS và tích hợp vơi cơ sở dữ liệu khách hàng, và hóa đơn

Hình 2.6.Phần mềm quản lý tài sản trong mạng lưới cấp nước trên nền GIS

Phần mền đã triển khai ứng dụng cho 26 cán bộ kỹ thuật trong công ty để quản lý

và vận hành mạng lưới cấp nước hiệu quả, nhanh chóng phát hiện các sự cố xảy ra trên mạng lưới, đồng thời cảnh báo cho tất cả các phòng ban của công ty

3 Ứng dụng GIS quản lý cấp nước khu vực nội ô thành phố Cần Thơ của Nguyễn Hiếu Trung, Trịnh Công Đoàn, Khoa Môi Trường và Tài Nguyên Thiên Nhiên – Đại Học Cần Thơ , Công ty TNHH cấp thoát nước Cần Thơ, hội thảo ứng dụng GIS toàn quốc 2011

Xây dựng một hệ thống thông tin địa lý phục vụ công tác quản lý cấp nước Cập nhật hiện trạng hệ thống mạng lưới cấp thoát nước

Hiển thị bản đồ mạng lưới cấp thoát Tạo bản đồ chách nhanh chóng, chính xác và kịp thời

Quản lý hồ sơ dữ liệu liên quan đến hệ thống cấp thoát nước, cho phép cập nhật, lưu trữ và tiềm kiếm, truy xuất số liệu một cách dễ dàng Giúp công tác, quả lý, vận hành bảo dưỡng, thiết kế một cách tiện lợi và nhanh chóng

4 Nghiên cứu ứng dụng mô hình tổng thủy lực và GIS (Hyd – GIS) nhằm phục vụ công tác tính toán, quy hoạch và quản lý mạng lưới cấp nước thành phố Hồ Chí