Programy GIS

Oprogramowanie GIS pozwala na przeglądanie, wyszukiwanie i analizowanie danych z baz przestrzennych. Aktualnie na rynku dostępnych jest szereg programów GIS zarówno komercyjnych jak i udostępnianych na zasadzie otwartych licencji - na liście oprogramowania najczęściej wykorzystywanego w Polsce można znaleźć ponad 40 pozycji [63], a na podobnej liście o zasięgu międzynarodowym wymienionych jest ponad 100 tego typu programów [64]. Na rynku dostępnych jest wiele rozwiązań realizowanych przez mniejsze firmy i wdrażanych na poziomie lokalnym. W pracy doktorskiej do celu budowy i oceny modelu egzergetycznego systemu zaopatrzenia w wodę, wykorzystano program QGIS, który jest najbardziej popularnym programem, dostępnym na zasadzie otwartej licencji.

Program QGIS [65] jest dostępny w ramach licencji GNU-GPL. Licencja ta umożliwia dowolne wykorzystanie programu oraz zmiany kodu źródłowego, z zastrzeżeniem, iż wszystkie produkty oparte na licencji GNU-GPL pozostają w tej licencji (tzw. licencja dziedziczna). Program QGIS istnieje od roku 2002 jako projekt społecznościowy zespołu programistów. Jest rozwijany w sposób ciągły - dotychczas

powstało ponad 40 wersji, w czasie pisania pracy b B ,ły ç = ma " M p )By

50 itd. E-usługi stwarzają duży potencjał w zakresie zbierania informacji o opiniach mieszkańców, dotyczących jakości usług. Mieszkańcy, wykorzystując branżowe internetowe portale GIS dostępne jako geoportale, mają możliwość zgłaszania lokalizacji, w których występują problemy z zaopatrzeniem w wodę (np. niskie ciśnienia, słaba jakość wody). Informacje te stanowią ważne źródło danych zarówno w bieżącej eksploatacji systemów, jak również dla weryfikacji modeli hydraulicznych oraz wykonywanych z ich użyciem analiz. E-usługi umożliwiają stosowanie GISu nie tylko jako bazy danych, ale również jako platformy komunikacji (tworzenia społeczności) między przedsiębiorstwem, organami administracji publicznej i mieszkańcami.

3.3. Modele Procesów Fizycznych dla systemu zaopatrzenia w wodę

Modelowanie sieci wodociągowych umożliwia poznanie parametrów hydraulicznych pracy sieci: ciśnień w węzłach oraz przepływów w przewodach. Wartości te są niezbędne do obliczeń egzergetycznego modelu systemu zaopatrzenia w wodę.

Oblicza się je z wykorzystaniem zasady zachowania masy i zasady zachowania energii.

W rozdziale przedstawione zostaną fizyczne i matematyczne podstawy modelowania sieci wodociągowych oraz charakterystyka oprogramowania do wspomagania i automatyzacji procesu modelowania sieci wodociągowych.

3.3.1. Matematyczne i fizyczne podstawy modelowania sieci wodociągowych

Do celu modelowania sieci wodociągowych, układ transportujący wodę opisuje się za pomocą: nieliniowych równań zachowania energii, liniowych równań zachowania masy oraz równań, które odwzorowują warunki brzegowe - napory w węzłach zasilania, dla których zakłada się znane wartości. Układ transportujący wodę jest odwzorowywany w sposób graficzny - jako węzły i łuki, które są kreślone od węzła początkowego do węzła końcowego. Założenia upraszczające, które przyjmuje się w procesie modelowania to: (1) przepływ jest ustalony, (2) układ jest spójny, (3) elementami modelu są: rurociągi hydraulicznie proste o nie zmieniających się: średnicach, chropowatościach i natężeniu przepływu dla kolejnych odcinków oraz pompy [67].

51 Przy wyżej opisanych założeniach upraszczających, można zapisać prawo ciągłości przepływu dla każdego z węzłów w następujący sposób [67]:

(3.1) gdzie:

- natężenie przepływu w elementach odwzorowywanych przez łuk: i, j połączonych w węźle j [m³/h],

- natężenie zasilania (-) lub poboru (+) w węźle j [m³/h].

Prawo zachowania energii może być wyrażone za pomocą wzoru:

(3.2)

gdzie:

- napór w węźle i lub j [mH2O], interpretowany jako ilość energii przypadającej na jednostkę ciężaru przepływającej cieczy w i-tym węźle, określony dla węzła j równaniem:

(3.3) gdzie:

- rzędna położenia węzła nad poziomem odniesienia [m], - ciśnienie w węźle j [Pa]

- ciężar objętościowy wody [m³/kg]

v - prędkość przepływu [m/s]

g - przyspieszenie grawitacyjne [m/s²]

Zależność służąca do obliczania wartości strat naporu może być określana na podstawie parametrów hydraulicznych układu transportującego wodę. Wartość ta zależy od wartości strat liniowych i miejscowych. Straty liniowe mogą być obliczane ze wzoru:

(3.4)

gdzie:

- współczynnik strat liniowych [-]

Q - natężenie przepływu w przewodzie [m³/h]

n - wykładnik potęgowy [-]

52 Do wyznaczania wartości strat liniowych można korzystać z zależności wyznaczonych empirycznie. W programach do modelowania układów transportujących wodę do obliczania strat liniowych ciśnienia najczęściej wykorzystywane są formuły:

Hazena-Williamsa, Darcy-Weisbacha oraz Chezy-Manninga [68].

W formule Hazen-Williamsa współczynniki strat liniowych obliczane są z następujących wzorów:

(3.5) gdzie:

- współczynnik chropowatości Hazzen-Williamsa [-], d - średnica przewodu [mm],

L - długość przewodu [m].

W formule Hazen-Williamsa wartość współczynnika n wynosi 1,852

W formule Darcy-Weisbacha ogólną zależność na obliczanie strat liniowych można określić jako:

(3.6) gdzie:

f - współczynnik oporów [-] zależny od średnicy, przepływu oraz współczynnika chropowatości Darcy-Weisbacha - . Istnieje wiele sposobów obliczania wartości współczynnika oporów, w programach komputerowych najczęściej oblicza się go na podstawie:

 Formuły Hagen-Poiseeuille dla przepływów laminarnych (Re < 2000),

 aproksymacji Swamme i Jain, dla wzoru Colebrook-White dla przepływów turbulentnych (Re >4000),

 interpolacji kwadratowej z diagramu Moody, dla przepływów przejściowych (2000 < Re < 4000).

W formule Darcy-Weisbacha wartość współczynnika n wynosi 2.

Formuła Chezy-Manninga częściej wykorzystywana jest dla przepływów w kanałach otwartych (częściowo wypełnionych), przyjmuje ona postać:

(3.7)

- współczynnik chropowatości Chezy-Manninga [-].

W formule Chezy-Manninga wartość współczynnika n wynosi 2

53 Współczynniki chropowatości, które są podstawowym parametrem do obliczania wartości naporu hydraulicznego w rurociągach są wyznaczane empirycznie. Ich wartość zmienia się w czasie eksploatacji przewodów, w wyniku osadzania się osadów na ściankach. Wartości współczynników chropowatości dla rurociągów w eksploatacji, można określić na podstawie standardów technicznych [69] lub badań empirycznych prowadzonych w ramach pomiarów (tzw. kalibracja modelu).

Wartości strat miejscowych oblicza się ze wzoru:

(3.8) gdzie:

K - współczynnik strat miejscowych (zależny od rodzaju armatury) [-], g - przyspieszenie grawitacyjne [m/s²],

Dla pompy oblicza się ujemne straty naporu (jako wartość zysków ciśnienia) z przepływów w stanach statycznych przy założeniu stałych rozbiorów w czasie symulacji.

Stany dynamiczne czyli takie, dla których zakłada się, że rozbiory wody zmieniają się w czasie, modeluje się przyjmując, iż zmiana poboru wody jest dyskretna. Umożliwia to modelowania quasi-dynamiczne, w którym oblicza się wartości przepływów i ciśnień dla kolejnych kroków przy założeniu, iż wartości te nie zmieniają się podczas trwania w jednym kroku czasowym. Symulacje quasi-dynamiczne będą podstawą do budowy modelu egzergetycznego systemu zaopatrzenia w wodę.

3.3.2. Modelowanie układów transportujących wodę z wykorzystaniem narzędzi informatycznych

Równania opisane w punkcie 3.3.1 są podstawą budowy modelu sieci wodociągowej. Modelowanie sieci wodociągowych polega na obliczaniu ciśnień we

54 wszystkich węzłach i przepływów we wszystkich przewodach sieci wodociągowej przy

założonych warunkach brzegowych: naporach hydraulicznych w zbiornikach (na brzegach sieci) oraz rozbiorach węzłowych odwzorowujących pobór wody.

W przypadku sieci rozgałęzionych obliczenia hydrauliczne są stosunkowe łatwe. Oblicza się w pierwszej kolejności przepływ w rurociągach jako sumę rozbiorów węzłowych. Dla obliczonych przepływów oblicza się straty naporu hydraulicznego. W przypadku sieci pierścieniowych rozkład przepływu w sieci będzie zależał od ciśnień. W celu obliczenia przepływów i ciśnień w pierścieniowych sieciach wodociągowych, sieć należy opisać za pomocą układów równań, składających się z równań zachowania masy i zachowania energii. Mogą one być obliczane z użyciem metod numerycznych. W literaturze prezentowano różne metody obliczania tego rodzaju układów równań. Jedna z pierwszych metod opisana 1936 roku przez Hardy Crossa, wyprowadzona była z metody Newtona-Raphsona [70]. W publikacji opisano kolejne kroki rozwiązywania układów równań.

Chociaż metoda Crossa była powszechnie stosowana do modelowania układów transportujących wodę, wykorzystanie jej wiązało się z niedogodnościami. Jej wadą było mała efektywność dla dużych, złożonych układów. Wykorzystując tę metodę nie ma możliwości modelowania sieci o strukturze rozgałęzionej, nie ma również możliwości modelowania takich elementów jak pompy czy zawory [71]. Aktualnie najczęściej stosowaną metodą rozwiązywania układów równań modelu sieci wodociągowych jest metoda gradientowa. Zastosowanie tej metody do modelowania sieci wodociągowych po raz pierwszy zaprezentowali Todini i Pilati w 1987 roku [72]. Metoda ta ze względu na szybkość i niezawodność obliczeń została wykorzystana jako "silnik obliczeniowy" wielu programów do modelowania sieci.

W praktyce układy równań opisujących przepływy i ciśnienia w sieciach wodociągowych rozwiązuje się z wykorzystaniem programów komputerowych. Proces obliczeń jest zautomatyzowany, po wprowadzeniu danych o strukturze sieci, parametrów modelu i warunków brzegowych zostają obliczone wartości ciśnień i przepływów.

Jednym z najbardziej znanych programów do modelowania sieci wodociągowych jest opracowany przez Amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (US EPA) program

Epanet [68]. Pierwsza wersja tego programu została zaprezentowana w 1993 roku i działała w systemie MS DOS. Najczęściej używana wersja (Epanet 2.00.12) pracuje w

systemie Windows, została napisana w języku C++. Dostępna jest wersja programu

55 Epanet 3, lecz nie jest powszechnie wykorzystywana ze względu na to, iż przygotowywany interfejs graficzny jest nadal w fazie rozwoju [73]

Epanet zyskał popularność między innymi dlatego, iż jest dystrybuowany na zasadzie otwartej licencji, tzw. public domain. Licencja ta umożliwia dowolne korzystanie z programu, wprowadzanie modyfikacji w interfejsie i kodzie źródłowym oraz wykorzystanie jej jako elementu w rozwiązaniach komercyjnych [74]. Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska udostępnia program w trzech wersjach: graficznego interfejsu użytkownika, biblioteki funkcji oraz kodu źródłowego [75]. Główną zaletą programu Epanet jest szybkość i stabilność obliczeń. Wynika to z zastosowania metody gradientowej do obliczeń nieliniowych układów równań. Wadami programu Epanet są:

mało funkcjonalny interfejs, który uniemożliwia bezpośrednie połączenie z innymi systemami informatycznymi, brak możliwości kalibracji modelu, brak możliwości implementacji złożonych algorytmów sterowania oraz brak podstawowych funkcji obsługi bazy danych. Funkcje te są na ogół dostępne w oprogramowaniu komercyjnym, rozszerzającym funkcjonalność programu Epanet lub mogą być realizowane w oprogramowaniu zewnętrznym np. w programach typu GIS.

W pracy doktorskiej program Epanet został wykorzystany do celu obliczania wartości wejściowych dla egzergetycznego modelu systemu zaopatrzenia w wodę. Wybór programu Epanet był podyktowany jego otwartą architekturą oraz możliwością importu wyników obliczeń do systemu GIS, w którym można implementować dodatkowe funkcjonalności.

3.4. Systemy ERP

Systemy ERP (z ang. Enterprise Resource Planning) służą do kontroli i integracji procesów w przedsiębiorstwie [76]. Stosowanie tych narzędzi umożliwia zarządzanie wszystkimi zasobami przedsiębiorstwa (aktywami trwałymi, obrotowymi, zasobami ludzkimi, itd.). Systemy te wspomagają wymianę informacji między pracownikami oraz działami przedsiębiorstwa. Zakres wdrażania systemów oraz ich struktura zależą od charakteru przedsiębiorstwa oraz dostawcy oprogramowania. Analizując oferty wybranych dostawców oprogramowania dla przedsiębiorstw wodociągowych [77,78,79,80,81], można wyróżnić następujące funkcjonalności realizowane w systemach ERP: inwentaryzacja środków trwałych, obsługa klienta, billing, gospodarka wodomierzami, finanse i księgowość, kadry, planowanie rozwoju i modernizacji sieci, obsługa zamówień, planowanie taryf, zarządzanie brygadami i naprawami sieci, obieg

56 dokumentów, magazyn, transport, moduły administracji danych, moduły analiz/wizualizacji.

Systemy ERP powinny posiadać otwartą strukturę - umożliwiać łączenie danych z wielu systemów np. powiązanie danych GIS z ewidencją środków trwałych - tzw.

przestrzenna ewidencja środków trwałych lub odczytów wodomierzy z lokalizacją licznika, tzw. przestrzenny rozkład sprzedaży. Dane z systemów ERP mogą być wykorzystywane do wspomagania podejmowania decyzji o rozwoju przedsiębiorstwa.

Systemy ERP pełnią ważną rolę w procesie budowy modelu hydraulicznego. W ramach tych systemów gromadzi się dane o sprzedaży wody w punktach poboru. Dane te są podstawą do obliczania rozbiorów węzłowych dla modeli hydraulicznych. Wartości rozbiorów węzłowych stanowią warunki brzegowe dla obliczeń modelu. Systemy ERP mogą być zintegrowane z modelami hydraulicznymi np. poprzez ich integrację z wykorzystaniem technologii GIS. Integracja modelu z systemem ERP umożliwia automatyczną zmianę warunków brzegowych modelu hydraulicznego i ułatwia proces aktualizacji danych o rozbiorach węzłowych. Systemy ERP mogą być wykorzystane również do wspomagania procesu budowy modelu. W systemach tych mogą być przechowywane dane z ewidencji majątku. W ramach inwentaryzacji majątku gromadzi się dane takie jak: średnice, rodzaj materiału, rok budowy, typ urządzenia np. model pompy itd. Dane te mogą być pomocne podczas przypisywania parametrów elementom modelu hydraulicznego.

3.5. Systemy monitoringu i sterowania SCADA

Zadaniem systemów SCADA (z ang. Supervisory Control And Data Acquisition) jest: monitoring (Supervisory), sterowanie (Control) oraz gromadzenie i przetwarzanie danych (Data Acquisition). Systemy te służą do nadzoru nad procesem technologicznym, zbierania danych z wielu urządzeń oraz implementacji złożonych algorytmów sterowania.

Mogą być wdrażane na wielu poziomach eksploatacji, nie tylko do celów sterowania urządzeniami, ale również do przetwarzania danych na poziomie planowania produkcji lub zarządzania obiektem.

System SCADA pełni dwie role: monitoringu i sterowania urządzeniami.

Monitorowanie sieci wodociągowej można definiować jako: „system pomiarów i analiz dotyczących stanu funkcjonalnego i technicznego sieci, w celu uzyskania wiarygodnych podstaw do zarządzania eksploatacją sieci i jej modernizacji" [47]. W ramach monitoringu zbiera się dane ilościowe (pomiary ciśnień, przepływów, itd.), jakościowe

57 (parametry fizyko-chemiczne wody/ścieków) oraz techniczne (np. inspekcje urządzeń, badania materiałów). Dane zbierane z wykorzystaniem SCADA w czasie rzeczywistym, służą przede wszystkim do wspomagania bieżącej eksploatacji urządzeń np.

załączania/wyłączania kolejnych pomp, sterowania procesem uzdatniania wody, itd..

Dane historyczne mogą być wykorzystywane do zarządzania siecią oraz planowania rozwoju w dłuższej perspektywie czasowej. W przypadku korzystania z danych historycznych dokonuje się ich obróbki statystycznej poprzez: obliczanie średnich, wyznaczanie wzorców zmian, wyszukiwanie największych/najmniejszych wartości, itd..

Dane historyczne są szczególnie potrzebne do: oceny systemu zaopatrzenia w wodę, ustalania oraz optymalizacji algorytmów sterowania siecią, kontroli spełniania wymagań odnośnie jakości wody oraz ciśnień, oceny stanu technicznego urządzeń oraz kalibracji i walidacji komputerowych modeli układów transportujących wodę oraz do celów oceny systemów zaopatrzenia w wodę.

Sterowanie jest definiowane jako: "celowe oddziaływanie na przebieg procesów technologicznych, biologicznych, ekonomicznych czy społecznych" [82]. Ogólna definicja sterowania dotyczy wszystkich poziomów zarządzania przedsiębiorstwem, a więc sterowania urządzeniami, planowania produkcji i zarządzania systemem [83,84]. Warstwa sterowania urządzeniami dotyczy realizacji bieżących czynności. W przypadku systemu zaopatrzenia w wodę dotyczy ona: załączania/wyłączania pomp, otwierania/zamykania zasuw, sterowania przepustnicami, itd. W warstwie planowania produkcji, systemy SCADA mogą służyć do realizacji złożonych algorytmów pracy, np. zmiany nastawy ciśnienia na wyjściu, w zależności od ciśnienia w sieci wodociągowej, automatycznego płukania filtrów, w zależności od parametrów jakości wody lub strat naporu w filtrach, czy ustalania harmonogramów pracy pomp w studniach lub barierach studziennych, itd..

W warstwie zarządzania sterowanie dotyczy planowania rozwoju sieci. Rolą systemów SCADA jest dostarczenie danych historycznych do prognozowania trendów zmian i podejmowania decyzji.

Zintegrowane systemy SCADA umożliwiają sterowanie urządzeniami z centralnej dyspozytorni ruchu. Sterowanie może odbywać się z wykorzystaniem wcześniej zaimplementowanych algorytmów, jak również bezpośrednio przez operatora. Dane z wielu systemów są udostępnianie operatorom, którzy zarządzają obiektami z wykorzystaniem panelu sterowniczego, będącego interfejsem systemu SCADA. Wyniki pomiarów realizowanych w ramach monitoringu mogą być zapisywane zarówno na

58 centralnym serwerze, jak i na lokalnych stacjach roboczych. Operator ma pełen dostęp do aktualnych danych o stanie sieci oraz do danych historycznych.

Dane zbierane w systemach SCADA mogą wspierać proces modelowania.

W systemach tych mogą być przechowywane dane o wysokości wypełnienia zbiorników na brzegach układu, które stanowią warunki brzegowe dla modelu hydraulicznego.

Systemy SCADA przechowują również dane o przepływach i ciśnieniach w wybranych punktach sieci wodociągowej. Informacje te mogą być podstawą do weryfikacji modeli oraz mogą wspomagać proces kalibracji modelu komputerowego.

Systemy SCADA są od wielu lat stosowane w przedsiębiorstwach produkcyjnych.

Aktualnie zwraca się uwagę na zapewnienie pełnego dostępu do danych w czasie rzeczywistym, z wykorzystaniem sieci komunikacji tzw. Internet Przedmiotów (z ang:

Internet of Things – IoT). W tego typu rozwiązaniach przedmioty (urządzenia) komunikują się bezpośrednio ze sobą, tworząc sieć służącą do zbierania danych, przetwarzania ich oraz komunikację w celu sterowania urządzeniami [85]. Wykorzystanie koncepcji IoT w systemach zaopatrzenia w wodę umożliwia: komunikację między urządzeniami poprzez normalizację i harmonizację danych oraz protokołów przesyłu danych, zarówno z perspektywy syntaktycznej jak i semantycznej, sterowanie urządzeniami np. poprzez definiowanie złożonych algorytmów sterowania, również dla urządzeń odległych od siebie takie jak: sterowanie pompami w pompowani w zależności od ciśnienia odczytywanego w odległym punkcie sieci wodociągowej, zbieranie danych, ciągłą kontrolę i ocenę systemu zaopatrzenia w wodę, analitykę danych w czasie rzeczywistym oraz wizualizację danych [86]. Powyższe elementy tworzą tzw.

Inteligentną Sieć Wodociągową (z ang. SWG - Smart Water Grid), które łączą infrastrukturę fizyczną (sieć wodociągową) i teleinformatyczną (systemy monitoringu i sterowania) celem zagwarantowania dostawy do wszystkich użytkowników oraz bezpieczeństwa systemu zaopatrzenia w wodę [87]. Inteligentna Siec Wodociągowa uwzględnia również możliwość ciągłej kontroli nad procesem, co w sposób znaczny może poprawić efektywność procesu oceny systemu zaopatrzenia w wodę.

59 3.6. Uwagi i wnioski dotyczące wykorzystania narzędzi informatycznych w

zarządzaniu systemami zaopatrzenia w wodę

1. Zasadną i konieczną jest integracja funkcjonalności narzędzi informatycznych, wykorzystywanych do wspomagania zarządzania przedsiębiorstwem wodociągowym [88].

2. Narzędzia informatyczne wykorzystywane do badań dotyczących systemów zaopatrzenia to cztery systemy informatyczne. Do realizacji założonego celu pracy doktorskiej szczególnie istotne są dwa rodzaje systemów informatycznych :

 GIS - Systemy Informacji Przestrzennej - stanowią przestrzenną bazę danych o sieciach wodociągowych, posiadają otwartą architekturę, dlatego mogą służyć jako platforma integracji systemów informatycznych,

 MPF - Modele Procesów Fizycznych - są podstawą do budowy modelu egzergetycznego. W pracy wykorzystywać się będzie model hydrauliczny sieci wodociągowej, w którym oblicza się wartości ciśnień i przepływów w sieci wodociągowej.

Pomocnymi natomiast w procesie budowy modelu hydraulicznego oraz jego weryfikacji i kalibracji są :

 SCADA - Systemy Monitoringu i Sterowania - zbierane są tam dane o parametrach pracy sieci w czasie rzeczywistym oraz dane historyczne,

 ERP - Systemy Planowania Produkcji - w ramach tych systemów zbierane są dane o sprzedażach wody oraz informacje o majątku, które są wykorzystywane do wspomagania procesu modelowania hydraulicznego.

3. Systemy GIS najpierw służyły jedynie do zbierania danych topograficznych i budowy map. Zdefiniowanie technologii GIS przez Tomlinsona [45] jako dwóch elementów:

banku danych oraz zbioru procedur, służących do analizowania i manipulowania nimi, umożliwiło rozszerzenie jej funkcjonalności w innych dziedzinach niż kartografia.

Systemy te mogą być wykorzystywane do przetwarzania dowolnych danych przestrzennych oraz stanowić platformą integracji oprogramowania. Integracja powinna dotyczyć trzech aspektów:

60

 danych GIS – dane te mogą być analizowane na trzech poziomach: technicznym odnoszącym się do zasad i metod stosowanych w przechowaniu danych oraz wykorzystanych w tym celu narzędzi, syntaktycznym na ogół związanym z formatem wymiany danych, zasadami ich porządkowania i strukturą przechowywania, semantycznym dotyczącym znaczenia danych terminów oraz ich odniesienia do obiektów rzeczywistych, łączenia ich między różnymi systemami, które pierwotnie tworzone były do innych celów, integracja narzędzi powinna uwzględniać wszystkie trzy poziomy;

 programów GIS - w pracy zwrócono uwagę na możliwość wykorzystania

"wolnego oprogramowania GIS" - programu QGIS, który ma otwartą architekturę i umożliwia tworzenie dodatkowych funkcjonalności, program ten będzie wykorzystany jako narzędzie wspomagające ocenę egzergetyczną systemu zaopatrzenia w wodę;

 społeczeństwa GIS - czyli użytkowników oprogramowania, stanowiących najważniejszy element systemu GIS, stosowanie nowoczesnych narzędzi, przede wszystkim usług elektronicznych, umożliwia rozszerzenie społeczności GIS na wielu interesariuszy, projektantów, mieszkańców, pracowników administracji itd.

a tym samym i lepsze wykorzystanie systemu oraz poprawę efektywności zarządzania siecią wodociągową.

GIS ze względu na otwarty charakter może stanowić platformę integracji różnych systemów informatycznych. W pracy wykorzysta się ten system do budowy modelu egzergetycznego systemu zaopatrzenia w wodę.

4. Modelowanie procesów fizycznych w układach transportujących wodę umożliwia wyznaczanie parametrów hydraulicznych pracy sieci - ciśnień w węzłach oraz przepływów w przewodach. Wartości te są niezbędne do obliczeń egzergetycznego modelu systemu zaopatrzenia w wodę. W praktyce obliczenia modelu hydraulicznego wykonuje się z wykorzystaniem narzędzi informatycznych z przygotowanym algorytmem rozwiązywania układów równań. W pracy wykorzystany został program Epanet - opracowany przez Amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (US EPA) [68]. Jest on jednym z najbardziej znanych programów do realizacji tego celu, posiada on otwartą architekturę. Zaletą programu Epanet również to iż dostępne są "wtyczki" umożliwiające

61 bezpośredni import danych z modelu hydraulicznego do systemu GIS. Wykorzysta się je w celu pozyskania danych wejściowych do obliczeń i oceny modelu

5. Systemy SCADA i ERP są szczególnie pomocne w procesie budowy, weryfikacji i kalibracji modeli hydraulicznych sieci wodociągowych. W systemie ERP, w ramach bilingu zbiera się dane o ilości sprzedanej wody, które są podstawą szacowania rozbiorów

5. Systemy SCADA i ERP są szczególnie pomocne w procesie budowy, weryfikacji i kalibracji modeli hydraulicznych sieci wodociągowych. W systemie ERP, w ramach bilingu zbiera się dane o ilości sprzedanej wody, które są podstawą szacowania rozbiorów