W nowoczesnych przedsiębiorstwach wod-kan bazy danych GIS (ang. Geographic Information Systems) są powszechnie stosowane. W połączeniu z innymi narzędziami informatycznymi służą do zarządzania majątkiem w coraz mniejszych firmach wodociągowych.

Narodziny GIS-u wiążą się głównie z próbami przejścia z ręcznego na automatyczne tworzenie map, czym zaczęto zajmować się pod koniec lat 50. XX w. Zainteresowanie przedsiębiorstw wodociągowo-kanalizacyjnych tym systemem nasiliło się na przełomie lat 70. i 80., a w Polsce od połowy lat 90. ubiegłego wieku1.

Dla branży wod-kan geograficzne systemy informacyjne są czynnikiem umożliwiającym pozyskiwanie, gromadzenie i przetwarzanie informacji geograficznych, wykorzystywanych przede wszystkim do obsługi i eksploatacji sieci wodociągowo-kanalizacyjnej. Zapewnia to korzyści w postaci racjonalnego zarządzania istniejącą infrastrukturą oraz oszczędności czasu i środków finansowych wydatkowanych na jej użytkowanie. ? GIS znajduje zastosowanie prawie we wszystkich obszarach działalności przedsiębiorstw wod-kan, a przede wszystkim do zarządzania majątkiem, zwłaszcza do usprawnienia eksploatacji sieci oraz obiektów wodociągowych i kanalizacyjnych, w racjonalizacji, a nawet optymalizacji rozwoju infrastruktury wod-kan. GIS jest także wykorzystywany do usprawnienia procesu inwestycyjnego różnych przedsięwzięć ? wyjaśnia prof. Marian Kwietniewski z Politechniki Warszawskiej. ? Wdrożenie GIS świadczy o nowoczesnym podejściu do zarządzania przedsiębiorstwem i rozwija innowacyjność w różnych obszarach tej działalności. Wodociągi stają się więc postępowe i innowacyjne ? dodaje profesor.

GIS ? z czym to się je?

Współczesne systemy geoinformacyjne dla infrastruktury wodociągowo-kanalizacyjnej stanowią rozbudowane platformy, które do poprawnego funkcjonowania wymagają integracji z narzędziami monitoringu i modelowania matematycznego. Współpracują one również z innymi systemami informatycznymi, takimi jak systemy nadzorcze i zbierające informacje ? SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), systemy zarządzania pracami ? WMS (Work Management Systems) czy systemy obsługi dokumentacji archiwalnej ? EDMS (Electronic Document Management Systems)2.

Implementacją takiej rozbudowanej struktury może pochwalić się m.in. MPWiK we Wrocławiu, gdzie GIS stanowi jedno z głównych ogniw zintegrowanego systemu informatycznego i jest połączony z pozostałymi systemami klasy: ERP, CRM i SCADA. Wdrożony prawie 5 lat temu w stolicy Dolnego Śląska system GIS pomaga zwłaszcza w wykonywaniu zadań eksploatacyjnych, obejmujących wspieranie procesów opartych na zdarzeniach występujących w sieciach wodociągowych i kanalizacyjnych ? od ich rejestracji, ewidencjonowania i obsługi aż do rozliczenia czasu pracy pracowników brygad itd. Zastosowanie znajduje także przy inspekcjach TV kolektorów kanalizacyjnych oraz renowacjach sieci. ? Nasze brygady eksploatacyjne dzięki stanowiskom mobilnym (tablety, laptopy) mają dostęp do danych w terenie. Kolejną ważną funkcją wspieraną przez GIS jest mobilne harmonogramowanie pracy brygad, dzięki któremu zwiększamy efektywność pracy ? mówi Norbert Nowak, inspektor z Działu Informatyki i Automatyki oraz członek Zespołu GIS w MPWiK we Wrocławiu.

Najważniejsze zadania GIS-u w ramach eksploatacji systemów wodociągowych i kanalizacyjnych3:
  • inwentaryzacja sieci,
  • scentralizowanie informacji i danych w jednej bazie, pozwalające na uproszczenie kontroli i weryfikacji informacji oraz cech topologicznych obiektów sieciowych,
  • łatwy i szybki dostęp do danych oraz bezproblemowa ich wymiana wewnątrz przedsiębiorstwa,
  • usprawnienie procesu usuwania awarii,
  • umożliwienie bieżącej i ciągłej kontroli parametrów hydraulicznych i jakościowych związanych z funkcjonowaniem sieci przez rejestrację, archiwizację i graficzną reprezentację pomiarów zbieranych za pośrednictwem systemu automatyki przemysłowej,
  • możliwość stworzenia symulacji pracy sieci dla potrzeb modernizacyjnych i rozwojowych przez wykorzystanie analitycznych modeli przestrzennych,
  • znaczne usprawnienie obsługi klienta.

GIS ? wersja kieszonkowa

W przedsiębiorstwach wod-kan coraz powszechniejsze staje się wykorzystanie urządzeń mobilnych, takich jak smartfony czy tablety. Dla tej branży dedykowane jest oprogramowanie wykorzystujące mobilną wersję systemu GIS, pozwalające m.in. na szybkie rozpoznanie materiału, średnicy sieci, lokalizacji obiektów wodociągowych, hydrantów i zasuw bezpośrednio w terenie. Dzięki odwzorowaniu w mobilnych mapach topografii uzbrojenia podziemnego innych branż zmniejsza się ryzyko uszkodzenia instalacji podczas usuwania awarii. Mobilne oprogramowanie GIS zapewnia również korzyści ekonomiczne. Rejestry systemu zawierają dane pozwalające ustalić datę odbioru uszkodzonego przewodu lub elementu sieci, co w przypadku wystąpienia awarii przed upływem okresu gwarancji udzielonej przez wykonawcę daje pewność, że koszty jej naprawy poniesie właśnie wykonawca, a nie przedsiębiorstwo wodociągowe4. 

? Nie sposób wymienić wszystkich korzyści płynących z implementacji tego systemu, nawet tak prozaicznych jak brak konieczności pobierania mapy dla każdej awarii czy wspomaganie procesu decyzyjności przy rozbudowie sieci wod-kan. Teraz pracownicy mają mapę całej sieci w wersji elektronicznej ciągle ze sobą ? podkreśla S. Radzimski, p.o. kierownika Działu Geodezyjnych Systemów Informatycznych w WiK Opole.

Na wdrożenie mobilnego systemu GIS zdecydowało się w 2014 r. również stołeczne przedsiębiorstwo wod-kan. Aby maksymalnie usprawnić pracę zespołów terenowych odpowiedzialnych za eksploatację sieci wodociągowej i kanalizacyjnej w Warszawie, wprowadzono rozwiązanie działające w trybie  zarówno on-line, jak i off-line. Przeglądanie map w trybie off-line przebiega szybko, ponieważ nie wymaga ciągłego przesyłania danych z serwera mapowego, co nie generuje dodatkowych kosztów związanych z transmisją.

Rok 2014 był okresem zakupu urządzeń mobilnych w Piotrkowskich Wodociągach i Kanalizacji: ? Początkowo pracownicy obawiali się obsługi tabletów, jednak teraz nie wyobrażają sobie przygotowania do prac związanych z eksploatacją sieci bez tych urządzeń. Podkreślają, że dostęp do mapy z uzbrojeniem terenu ma tu kluczowe znaczenie, obsługa urządzeń mobilnych jest prosta, wyszukiwanie adresów szybkie, a powiększanie mapy wraz z wykonywaniem pomiarów odległości nie byłoby możliwe na papierowej mapie ? wymienia Michał Rżanek, prezes spółki Piotrkowskie Wodociągi i Kanalizacja5.

GIS ? dane źródłem sukcesu

Poprawne funkcjonowanie systemu GIS w przedsiębiorstwie nie zależy jednak tylko od zastosowanych narzędzi informatycznych. Ogromną rolę odgrywają tu jakość, ilość i aktualność dostępnych danych, bez których system nie spełniałby swojej funkcji. Dane pobierane są z dokumentacji archiwalnej i elektronicznej, kartotek, formularzy, rysunków, kart prac urządzeń, map papierowych, elektronicznych, analogowych, numerycznych, informacji statystycznych, a także dzięki monitoringowi i bezpośrednim pomiarom sieci6.

Wiele firm boryka się, niestety, z problemem niepełnej paszportyzacji danych. Jest to bolączką m.in. opolskiego systemu. ? W wielu miejscach dane pochodzą tylko z digitalizacji mapy zasadniczej, na której nie ma więcej danych niż na mapie (np. właściciela sieci czy roku budowy) ? opisuje S. Radzimski z WiK Opole. Budowa bazy danych jest procesem bardzo czaso- i pracochłonnym. Z uwagi na ciągły rozwój i przekształcanie infrastruktury znajdującej się w posiadaniu spółek wod-kan konieczne jest nieustanne aktualizowanie. Dlatego baza nigdy nie jest gotowa i skończona. Przy tak dużej liczbie informacji gromadzonej w systemie odpowiedzialność za ich zachowanie nie może ciążyć wyłącznie na jednym zespole. ? Z tego względu we Wrocławiu od pewnego czasu odpowiedzialność za poszczególne moduły, warstwy i dane gromadzone w systemie jest przekazywana merytorycznie do tego przygotowanym komórkom organizacyjnym, np. za moduł zdarzeń w sieci odpowiadają Centrum Zarządzania Operacyjnego z Zakładem Eksploatacji Sieci, gdyż to one w pierwszej kolejności zyskują wiedzę o tym, co się dzieje w sieciach, i uczestniczą w całym procesie usuwania awarii oraz realizowania zadań planowych ? opisuje Norbert Nowak z MPWiK we Wrocławiu. Takie podejście daje pewność, że dane są gromadzone i utrzymywane przez osoby mające największą wiedzę. ? Niejednokrotnie najdokładniejsze informacje na temat naszej infrastruktury sieciowej pozostawały wyłącznie w głowach pracowników, którzy mają z nią styczność w ramach codziennej pracy. By zapobiegać sytuacjom, gdy tracimy bezpowrotnie te cenne dane, system, dzięki dedykowanemu modułowi, pozwala im na zgłaszanie wszelkich odstępstw od stanu rzeczywistego, a to pozwala nam działać sprawniej i szybciej budować wiarygodną bazę danych ? dodaje N. Nowak.

GIS ? ile to kosztuje?

Firmy wodociągowe, które dokonują wyboru poszczególnych elementów systemu GIS oraz narzędzi wchodzących w jego skład, powinny dokonać wnikliwej analizy opłacalności. Należy porównać potencjalne korzyści z wdrożenia tego mechanizmu do poniesionych nakładów. Zasadniczo okres zwrotu inwestycji w zakresie implementacji systemu informatycznego GIS skraca się wraz ze wzrostem wielkości eksploatowanego systemu wodociągowego i kanalizacyjnego7.

Nie oznacza to jednak, że firmy zarządzające niewielkimi sieciami muszą zrezygnować z wdrożenia systemu. Obecnie wprowadzenie oprogramowania GIS w przedsiębiorstwie nie wiąże się już z koniecznością wydawania ogromnych pieniędzy, dzięki czemu technologia jest bardziej dostępna. Z informacji przekazanych przez Norberta Nowaka z MPWiK we Wrocławiu wynika, że: ? Na rynku pojawiło się wiele rozwiązań opartych na darmowych systemach, chociażby QGIS (stara nazwa to Quantum GIS), który jest rozwijany przez społeczność programistów na zasadach wolontariatu i udostępniany również do zastosowań komercyjnych na zasadach licencji GNU GPL (wolne i otwarte oprogramowanie). Koszty takich rozwiązań są znacząco niższe od bardziej zaawansowanych systemów. Oczywiście, samo wdrożenie systemu jest tylko pierwszym krokiem do sukcesu. Firmy muszą wypracować mechanizmy i procedury, które wraz z systemem przyniosą wymierne korzyści. Zatem koszty wdrożenia systemu GIS można minimalizować bez zmniejszenia efektywności i przy jednoczesnych oszczędnościach.

Przykładem przedsiębiorstwa, które skorzystało z darmowego oprogramowania, jest opolski WiK. ? Koszty wdrożenia systemu GIS w naszym przedsiębiorstwie były znikome, ponieważ zbudowaliśmy go sami w oparciu o otwarte oprogramowanie, jednocześnie bezpłatnie pozyskując część danych z ośrodka geodezyjnego ? wspomina S. Radzimski.

GIS ? ciągłe doskonalenie

Wiadomo, iż wdrażanie systemu GIS jest procesem trudnym, złożonym i czasochłonnym, ale korzyści z niego wynikające są znaczące. Wiele zagranicznych i krajowych przedsiębiorstw przekonało się już o tym, czerpiąc z implementacji tej technologii korzyści w postaci oszczędności czasu i kosztów eksploatacji. ? Wdrożenie GIS powinno przynieść oszczędności w zarządzaniu majątkiem, np. poprzez ułatwienie i szybsze podejmowanie decyzji, które są jednocześnie lepiej uzasadnione. Sprawne wdrożenie systemu zależy od dobrej organizacji, współpracy działów i ludzi w przedsiębiorstwie oraz współpracy z jednostkami zewnętrznymi ? opisuje prof. Kwietniewski.

Niewątpliwą zaletą jest także umożliwienie dostępu do bazy użytkownikom, którzy do tej pory w ogóle nie korzystali z map. ? W opolskim przedsiębiorstwie zaowocowało to np. lepszym projektowaniem nowych sieci. Mając dostęp do np. katastru nieruchomości, pracownicy zawczasu ustanawiają służebność bądź też regulują ją w sieciach już wybudowanych. Dział sprzedaży wykorzystuje GIS do odszukiwania klientów, którzy mają przyłącza kanalizacyjne, a umowę podpisaną tylko na dostawę wody ? wymienia S. Radzimski. W Opolu po wdrożeniu technologii ogromnej poprawie uległa również jakość obsługi geodezyjnej. ? Dziś, mając narzędzia GIS, jesteśmy w stanie na bieżąco sprawdzać poprawność inwentaryzacji geodezyjnej i podejmować odpowiednie kroki w przypadku nieścisłości. Niestety, wciąż znajdujemy świeże inwestycje (nawet sprzed trzech lat), gdzie przebieg  nowych sieci odbiega od pomiarów nawet o kilka metrów ? dodaje S. Radzimski.

Natomiast korzyści biznesowe z wdrożenia mechanizmów GIS to głównie skrócenie czasu usuwania awarii, zmniejszenie liczby zatorów występujących w sieci, lepsza kontrola płatników (identyfikacja nielegalnych wpięć), usprawnienie procesów wydawania warunków technicznych i opinii, minimalizacja strat wody (bilansowanie stref), inwentaryzacja majątku sieciowego, a także zwiększenie efektywności pracy brygad.

Najlepszą rekomendacją dla tych systemów jest przekonanie użytkowników o ich niezbędności. ? Widzimy, jak diametralnie zmieniło się nastawienie naszych pracowników do systemu, mimo iż z dużą ostrożnością podchodzili do poważnych zmian w ich pracy. W tej chwili muszę powiedzieć, że czasami trudno nam nadążyć za realizacją rozbudowy naszego systemu, właśnie ze względu na potrzeby naszych pracowników. Przekonali się oni do tego rozwiązania i zaczęli dostrzegać korzyści, jakie ono za sobą niesie. Jest to, oczywiście, efektem rosnącej świadomości użytkowników, co bardzo cieszy ? mówi N. Nowak z Wrocławia.

Martyna Matuszczak

Źródła

  1. Kwietniewski M., Miszta-Kruk K.: GIS w zarządzaniu systemami wod-kan. ?Wodociągi-Kanalizacja? 4/2008.
  2. Miszta-Kruk K., Kwietniewski M.: Zakres wdrożenia GIS w przedsiębiorstwach wodociągów i kanalizacji w Polsce. Mat. konferencyjne ?GIS modelowanie i monitoring w zarządzaniu systemami wodociągowymi i kanalizacyjnymi?. Wyd. PZITS. Warszawa 2007.
  3. Kwietniewski M.: Kierunki rozwoju zarządzania eksploatacją sieci wodociągowych i kanalizacyjnych. Mat. konferencyjne ?GIS modelowanie i monitoring w zarządzaniu systemami wodociągowymi i kanalizacyjnymi?. Wyd. PZITS. Warszawa 2005.
  4. Myszczyszyn P., Windak A.: W krakowskiej przestrzeni informacji. ?BMP Ochrona Środowiska? 1/2014.
  5. http://www.igwp.org.pl/index.php/informacje/technika/396-dane-zawsze-pod-reka-mobilny-system-gis (data dostępu 25.11.2015 r.)
  6. http://www.gis.lublin.pl/index.php?option=com_content&task=view&id=23&Itemid=36 (data dostępu 25.11.2015 r.)
  7. Góra W.: Zastosowanie GIS w systemach wodociągowych i kanalizacyjnych. ?Rynek Instalacyjny? 5/2008.