SlideShare a Scribd company logo
1 of 126
Download to read offline
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
1
ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ∆ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ
∆ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ
HOU-CS-UGP-2008-24
«Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση
Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών»
Χριστόδουλος Χριστοδούλου
ΕΠΙΒΛΕΠ Ν ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: Εµµανουήλ Στεφανάκης
ΠΑΤΡΑ 2007
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
2
Πτυχιακή Εργασία HOU-CS-UGP-2008-24
Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων
Γεωγραφικών Πληροφοριών
Χριστόδουλος Χριστοδούλου
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
3
© ΕΑΠ, 2007
Η παρούσα διατριβή, η οποία εκπονήθηκε στα πλαίσια της ΘΕ ΠΛΗ40, και τα λοιπά
αποτελέσµατα της αντίστοιχης Πτυχιακής Εργασίας (ΠΕ) αποτελούν συνιδιοκτησία
του ΕΑΠ και του φοιτητή, ο καθένας από τους οποίους έχει το δικαίωµα
ανεξάρτητης χρήσης και αναπαραγωγής τους (στο σύνολο ή τµηµατικά) για
διδακτικούς και ερευνητικούς σκοπούς, σε κάθε περίπτωση αναφέροντας τον τίτλο
και το συγγραφέα και το ΕΑΠ όπου εκπονήθηκε η ΠΕ καθώς και τον επιβλέποντα
και την επιτροπή κρίσης.
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
4
Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων
καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών
Χριστόδουλος Χριστοδούλου
∆ρ. Εµµανουήλ
Στεφανάκης
∆ρ. Βασίλειος
Φωτόπουλος
∆ρ. Αθανάσιος
Σκόδρας
Επικ. Καθ. Χαροκόπειο
Πανεπιστήµιο – ΣΕΠ
ΠΛΗ10, ΠΛΗ40
Ερευνητής, Ελληνικό
Ανοικτό Πανεπιστήµιο ΣΕΠ
ΠΛΗ21, ΠΛΗ40
Καθηγητής Ελληνικού
Ανοικτού Πανεπιστηµίου
Περίληψη: Η πτυχιακή εργασία αφορά στη µελέτη και ανάλυση ενός πραγµατικού
προβλήµατος στο Συµβούλιο Υδατοπροµήθειας Λάρνακας (ΣΥΛ) και την ανάπτυξη µιας
πιλοτικής εφαρµογής. Αντικείµενο µελέτης αποτελεί η µεθοδολογία καταγραφής, ανάλυσης
και οπτικοποίησης των δεδοµένων που συλλέγουν τα καταγραφικά θορύβου, που
τοποθετούνται στο δίκτυο ύδρευσης. Κεντρικό λογισµικό για την ανάπτυξη της εφαρµογής
αποτελούν τα Συστήµατα Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS).
Το Συµβούλιο Υδατοπροµήθειας Λάρνακας (ΣΥΛ) εφαρµόζει ειδικές συσκευές, που
καλούνται καταγραφικά θορύβου (περίπου 150), και οι οποίες τοποθετούνται πάνω στις
βάνες που υπάρχουν στο δίκτυο ύδρευσης µε απώτερο στόχο τον εντοπισµό προβληµάτων
στην υδροδότηση.
Συγκεκριµένα, τα καταγραφικά θορύβου µετρούν και αναλύουν τα επίπεδα του θορύβου
στους αγωγούς, και εντοπίζουν την πιθανή διαρροή σε αγωγό του δικτύου πλησίον της
θέσης τους. Τα καταγραφικά αυτά µετακινούνται κατά διαστήµατα σε διαφορετικές περιοχές
του δικτύου.
Στα πλαίσια της εργασίας έχει γίνει µια λεπτοµερής περιγραφή του προβλήµατος των
απωλειών στα δίκτυα ύδρευσης, της τεχνολογίας που υπάρχει σήµερα και χρησιµοποιείται
από το Συµβούλιο Υδατοπροµήθειας Λάρνακας (ΣΥΛ) και ειδικότερα τη µεθοδολογία και
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
5
τα εργαλεία που χρησιµοποιεί το ΣΥΛ σήµερα για την αξιοποίηση των καταγραφικών για
τον εντοπισµό των αφανών διαρροών.
Στη συνέχεια έγινε ανάλυση των απαιτήσεων, η προδιαγραφή του συστήµατος και
ακολούθησαν οι λεπτοµερείς λειτουργικές προδιαγραφές. Σε όλα τα στάδια της ανάλυσης
λαµβανόταν πάντα υπόψη το γεγονός ότι το ΣΥΛ δεν ήθελε να επενδύσει στο παρόν στάδιο
σε νέο εξοπλισµό η λογισµικό.
Η υλοποίηση του συστήµατος έγινε µε χρήση των εργαλείων τα οποία ήταν διαθέσιµα στο
ΣΥΛ, γι’ αυτό χρησιµοποιήθηκαν το Σύστηµα Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΣΓΠ) ArcGis, η
Visual Basic for Applications και τα ArcObjects που είναι µέρος του ΣΓΠ. Η βάση
δεδοµένων υλοποιήθηκε σε Microsoft Access 2003.
Για τους σκοπούς της εφαρµογής χρησιµοποιήθηκαν γεωγραφικές πληροφορίες από
διαφορετικές πηγές και σε διαφορετική µορφή και οι οποίες µετατράπηκαν σε Shapefiles
(.shp) τα οποία αργότερα εισήχθηκαν στη Γεωβάση που ετοιµάστηκε και χρησιµοποιήθηκε
για την υλοποίηση της πιλοτικής εφαρµογής.
Το σύστηµα δοκιµάστηκε σε πραγµατικές συνθήκες στο ΣΥΛ µε την υλοποίηση όλης της
διαδικασίας χωροθέτησης, ανάλυσης, οπτικοποίησης και καταγραφής των διαρροών µέσω
της πιλοτικής εφαρµογής.
Το αποτέλεσµα ήταν η εφαρµογή να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις και να λειτουργήσει
ικανοποιητικά βοηθώντας την Οµάδα Εντοπισµού Αφανών ∆ιαρροών (ΟΕΑ∆) στο έργο της.
Η εφαρµογή χρησιµοποιήθηκε µε επιτυχία στη χωροθέτηση των καταγραφικών, καθώς και
την ανάκτηση, ανάλυση, αξιολόγηση και οπτικοποίηση των αντίστοιχων µετρήσεων στο
ΣΓΠ βοηθώντας την ΟΕΑ∆ στην εργασία της σε όλα τα στάδια της διαδικασίας µέχρι και τη
καταχώρηση των δεδοµένων σχετικά µε τις εντοπιζόµενες διαρροές και στη καταχώρηση
στο ΣΓΠ των σηµείων όπου εντοπίστηκαν διαρροές.
Μέσω του ΣΓΠ έχουν παραχθεί θεµατικοί χάρτες οι οποίοι συγκρίνουν τη θέση των
διαρροών µε παραµέτρους όπως ηλικία, υλικό κατασκευής και διάµετρος των αγωγών, η
κυκλοφοριακή φόρτιση των δρόµων και το ύψος των υπογείων υδάτων.
Λέξεις-κλειδιά: Συστήµατα γεωγραφικών πληροφοριών, Αφανείς διαρροές, ∆ίκτυο
ύδρευσης, Καταγραφικά θορύβου, Εντοπισµός αφανών διαρροών .
Περιεχόµενο: Κείµενο, εφαρµογή συστηµάτων γεωγραφικών πληροφοριών,
πρόγραµµα σε γλώσσα Visual Basic for Applications, πιλοτική εφαρµογή.
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
6
A system for the recording, analysing and visualising of leak noise loggers data
using a Geographical Information System.
Christodoulos Christodoulou
Dr. Emmanuel
Stefanakis
Dr. Vasilios
Photopoulos
Dr. Skodras
Athanasios
Assist. Prof. Harokopio
University of Athens
and Instructor at HOU
Instructor at HOU
Professor HOU
Abstract: The purpose of this thesis is the study of a real life problem at the Larnaca Water
Board (LWB) and the development of a pilot application. The object of study constitutes the
methodology of recording, analysing and visualising of data collected by leak noise loggers
which are placed at the water supply network. The main software for the development of the
pilot application is a Geographical Information System.
LWB deploys the noise loggers, roughly 150, at its water distribution network typically on
valves and fire hydrants aiming at the localization of leaks.
The noise loggers measure and analyze the levels of noise in the network with their internal
algorithm, indicating the possibility of a leak.
The noise loggers are moved from time to time at different areas of the network.
This thesis begins with a detail description of the problem of water losses, the technology
that exists today and is used by the LWB and more specifically the methodology and the
tools that are used by the LWB in conjunction with the noise loggers for the localisation of
leaks.
The requirements analysis, system specification and the detail functional specifications
followed. In all stages of analysis it was taken into consideration the LWB reluctance in
investing in any new software of hardware.
The development of the system took place using the tools that were available at the LWB.
ESRI’s ArcGis was used as the Geographical System and Visual Basic for Applications was
used as the development system. ArcObjects were used to control and use the ArcGis
functionality. The database system used is the Microsoft Access 2003.
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
7
For the development of the pilot application we needed geographical information from
different sources which was in different formats and it was converted to Shapefiles (. shp),
the ArcGis format. Shapefiles were later imported in the Geodatabase that was prepared and
was used for the development of the pilot application.
The system was tested in real life conditions by the LWB personnel utilising it for their daily
work routine.
The result was that the application was functioning satisfactorily helping the LWB personnel
in their work. The application was used with success in the deployment of the noise loggers,
as well as the data retrieval, analysis, evaluation and visualization of data in the GIS helping
the LWB personnel at all stages of their work including the recording of leak data and
drawing of points on the corresponding GIS layer showing where a leak was detected.
The GIS was also used to produce thematic maps which compared the detected leak
positions against such parameters as age, material of manufacture and diameter of pipe lines,
the traffic load and the level of underground water.
Words - keys: Geographic information systems, Leak detection, Water network, Noise
loggers, Leakage.
Content: Text, application of geographical information systems, programming using Visual
Basic for Applications, pilot application.
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
8
Περιεχόµενα
1 ΕΙΣΑΓ ΓΗ
1.1 Αντικείµενο µελέτης 12
1.2 Συµβούλιο Υδατοπροµήθειας Λάρνακας 13
1.3 Μεθοδολογία λύσης 15
1.3.1 ∆ιαδικασία ανάπτυξης εφαρµογής 15
1.3.2 Εργαλεία υλοποίησης της εφαρµογής 15
1.4 ∆οµή πτυχιακής εργασίας 16
2 Η ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΥ ΑΦΑΝ Ν ∆ΙΑΡΡΟ Ν
2.1 Το πρόβληµα των απωλειών 18
2.2 Εξοπλισµός εντοπισµού αφανών διαρροών 19
2.2.1 Ακροαστική ράβδος 20
2.2.2 Ηλεκτρονική ακουστική ράβδος 21
2.2.3 ∆ιάφοροι τύποι µικροφωνικών συσκευών 21
2.2.4 Ακουστικός συσχετιστής 21
2.2.5 ∆ιάφοροι τύποι καταγραφικών θορύβου 22
2.2.6 Καταγραφικά θορύβου Permalog 24
2.2.7 Συσκευή επικοινωνίας µε Permalog, Patroller 25
2.3 Λογισµικό που χρησιµοποιείται στον εντοπισµό αφανών ∆ιαρροών 26
2.3.1 Λογισµικό επεξεργασίας µετρήσεων Permalog 26
2.4 Αξιοποίηση συστήµατος Τηλεµετρίας 27
2.5 Περιγραφή της εργασίας εντοπισµού άδηλων ή αφανών
διαρροών µε τις υφιστάµενες διαδικασίες. 28
2.6 Περιγραφή της εργασίας εντοπισµού αφανών διαρροών
χρησιµοποιώντας τη πιλοτική εφαρµογή 29
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
9
3 ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ
3.1 Γενική περιγραφή 31
3.2 Ανάλυση απαιτήσεων 31
3.3 Προδιαγραφή απαιτήσεων 35
3.3.1 Επιλογή 1 ∆ιαχείριση αρχείων 35
3.3.2 Επιλογή 2 Σχεδιασµός δροµολογίων 36
3.3.3 Επιλογή 3 Ανάπτυξη Permalog 37
3.3.4 Επιλογή 4 Περιπολία 37
3.3.5 Επιλογή 5 Ανάληψη Permalog 38
3.3.6 Επιλογή 6 Οπτικοποίηση Μετρήσεων 39
3.3.7 Επιλογή 7 Αναφορές 39
3.3.9 Επιλογή 8 ∆ηµοσίευση στο Internet / Intranet 40
3.4 Λειτουργικές απαιτήσεις 40
3.5 Μοντελοποίηση συστήµατος 46
3.5.1 ∆ιάγραµµα ροής δεδοµένων 46
3.5.2 ∆ιάγραµµα οντοτήτων συσχετίσεων 54
3.5.3 ∆ιάγραµµα µετάβασης καταστάσεων 56
3.5.4 Λεξικό δεδοµένων 56
4 ΕΠΙΛΟΓΗ ΕΡΓΑΛΕΙ Ν
4.1 Γεωγραφικά Συστήµατα Πληροφοριών 62
4.1.1 Γενικά για γεωγραφικά συστήµατα πληροφοριών 62
4.1.2 Λογισµικό ArcGIS 65
4.1.3 ArcMap 66
4.1.4 ArcCatalog 67
4.1.5 ArcToolbox 68
4.1.6 Visual Basic for Applications 68
4.1.7 ArcObjects 69
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
10
4.2 Βάση ∆εδοµένων 69
4.3 Ενδιάµεσα εργαλεία 72
5 ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ
5.1 Αναβολή απαιτήσεων 73
5.2 Ψηφιακή πληροφορία 74
5.2.1 ∆ιαθέσιµη πληροφορία 74
5.2.2 Ψηφιακή πληροφορία από το Τ.Κ.Χ. 75
5.2.3 Πληροφορία εξαχθείσα από δορυφορικές φωτογραφίες 75
5.2.4 Μετατροπή από αρχεία Map και .e00 σε αρχεία ESRI shape file 76
5.2.5 Συνδυασµένη πληροφορία 78
5.3 Υλοποίηση Βάσης ∆εδοµένων 81
5.4 Υλοποίηση πιλοτικής εφαρµογής 83
5.4.1 Υλοποίηση στο ArcMap µε ArcObjects και VBA 84
6 ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ
6.1 Περιγραφή της εργασίας εντοπισµού άδηλων ή αφανών
διαρροών µε χρήση του συστήµατος. 89
6.2 Λεπτοµερής περιγραφή της χρήσης του συστήµατος 90
6.3 ∆οκιµή συστήµατος 82
6.4 Αποτελέσµατα – Συµπεράσµατα 94
6.3.1 Αποτελέσµατα 94
6.3.2 Συµπεράσµατα από τη χρήση του συστήµατος 96
6.4 Επόµενο βήµα 97
Αναφορές 99
7 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
11
Παράρτηµα A Πίνακες γεωγραφικών δεδοµένων 101
Παράρτηµα Β Πίνακες περιγραφικών δεδοµένων 105
Παράρτηµα Γ ∆ιεπαφές χρήστη (GUI) 108
Παράρτηµα ∆ Θεµατικοί χάρτες 119
Παράρτηµα E ∆ικαιώµατα χρήσης (Copyright) 125
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
12
Κεφάλαιο 1. Εισαγωγή
1.1 Αντικείµενο µελέτης
Το Συµβούλιο Υδατοπροµήθειας Λάρνακας (ΣΥΛ) διαθέτει ειδικές συσκευές, που
καλούνται καταγραφικά θορύβου (περίπου 150), και οι οποίες τοποθετούνται πάνω στις
βάνες που υπάρχουν στο δίκτυο ύδρευσης µε απώτερο στόχο τον εντοπισµό προβληµάτων
στην υδροδότηση.
Συγκεκριµένα, τα καταγραφικά θορύβου µετρούν και αναλύουν τα επίπεδα του θορύβου
στους αγωγούς, και εντοπίζουν την πιθανή διαρροή σε αγωγό του δικτύου πλησίον της
θέσης τους. Τα καταγραφικά αυτά µετακινούνται κατά διαστήµατα σε διαφορετικές περιοχές
του δικτύου. Η διαδικασία χωροθέτησης των καταγραφικών και αποθήκευσης των
αποτελεσµάτων γίνεται από ειδικό συνεργείο επί αναλογικών (εκτυπωµένων) χαρτών, και εν
συνεχεία καταχωρούνται σε ένα υπολογιστικό σύστηµα. Ο υφιστάµενος τρόπος εργασίας
είναι αναποτελεσµατικός και δεν επιτρέπει την ανάλυση των αποτελεσµάτων µε τρόπο που
να αποδίδει χρήσιµα συµπεράσµατα.
Η πτυχιακή εργασία έχει ως αντικείµενο την ανάπτυξη µιας πιλοτικής εφαρµογής η οποία θα
καταστήσει τη διαδικασία αποτελεσµατική και θα επιτρέπει την εύκολη καταχώρηση και
ανάλυση των δεδοµένων µε τρόπο που να αποδίδει χρήσιµα συµπεράσµατα και µετρήσιµα
αποτελέσµατα. Η πιλοτική εφαρµογή θα υποστηρίζει:
Τον εντοπισµό των καταγραφικών.
Θα καταγράφει ποιο καταγραφικό τοποθετήθηκε σε ποιο σηµείο πρόσβασης και πότε.
Την ανάκτηση, ανάλυση και αξιολόγηση των ενδείξεων.
Θα καταγράφει επίσης αν η υπόδειξη από το συγκεκριµένο καταγραφικό ήταν από διαρροή
ή από κάποια άλλη πηγή θορύβου και αν είναι δυνατό ποια ήταν αυτή η πηγή.
Την οπτικοποίηση των αντίστοιχων µετρήσεων.
Οι ενδείξεις θα οπτικοποιούνται στο Σύστηµα Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΣΓΠ), για
άµεση αξιολόγηση από την ΟΕΑ∆ ( Οµάδα Εντοπισµού Αφανών ∆ιαρροών).
Τη δηµιουργία σχετικών αναφορών
∆ηµιουργία τόσο γραφικών όσο και πινακοποιηµένων αναφορών
Στατιστική ανάλυση αποτελεσµάτων.
Στατιστική ανάλυση των αποτελεσµάτων µε βάση χωρικές και χρονικές παραµέτρους όπως
επίσης και µε βάση περιγραφικές παραµέτρους του δικτύου και του υπεδάφους (Υλικό και
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
13
διάµετρος αγωγού, τύπος υπεδάφους, κυκλοφοριακή φόρτιση και στάθµη υπόγείων υδάτων).
Τα αποτελέσµατα θα εκφράζονται σε γραφικές και πινακοποιηµένες αναφορές.
Η πιλοτική εφαρµογή θα αξιοποιήσει και επεκτείνει τη λειτουργικότητα ενός εµπορικού
ΣΓΠ, το οποίο θα προσαρµοστεί στις ανάγκες της εφαρµογής.
1.2 Συµβούλιο Υδατοπροµήθειας Λάρνακας
Το Συµβούλιο Υδατοπροµήθειας Λάρνακας (ΣΥΛ) είναι ηµικρατικός οργανισµός (νοµικό
πρόσωπο δηµοσίου δικαίου). Εγκαθιδρύθηκε µε ∆ιάταγµα του Υπουργικού Συµβουλίου,
που δηµοσιεύτηκε στην Επίσηµη Εφηµερίδα της Κυπριακής ∆ηµοκρατίας στις 11 Μαρτίου
1965, δυνάµει του περί Υδατοπροµήθειας (∆ηµοτικές και Άλλες Περιοχές) Νόµου, Κεφ. 350
και του άρθρου 188 του Συντάγµατος.
Το ΣΥΛ εκτελεί καθήκοντα και ασκεί εξουσίες µέσα στα δηµοτικά όρια της πόλης της
Λάρνακας και στην τουριστική περιοχή Λάρνακας – ∆εκέλειας. Σήµερα εργοδοτεί 60
υπαλλήλους, λειτουργεί υδρευτικό δίκτυο 350 χιλιοµέτρων και προµηθεύει µε νερό 32.000
καταναλωτές ( νοικοκυριά και επιχειρήσεις) που αναλογούν σε πληθυσµό 70.000 ατόµων.
(http://www.lwb.org.cy [11])
Έχοντας τις δεξαµενές αποθήκευσης σε υψόµετρο 100 µέτρων από το επίπεδο της θάλασσας
δε χρειάζεται άντληση για την παροχή νερού αλλά αυτό επιτυγχάνεται χρησιµοποιώντας τη
βαρύτητα. Το δίκτυο υδροδότησης χωρίζεται σε δύο βασικά µέρη. Το δίκτυο µεταφοράς και
το δίκτυο διανοµής. Το δίκτυο µεταφοράς αποτελείται από αγωγούς διαµέτρου από 250mm
µέχρι 700mm µε πίεση λειτουργίας που κυµαίνεται από τα 3,5bar µέχρι και τα 10bar µέγιστη
πίεση και µεταφέρει το νερό από τις δεξαµενές προς τις 20 υποπεριοχές του δικτύου
διανοµής, το οποίο αποτελείται από αγωγούς των 80mm µέχρι 250mm µε µέγιστη πίεση
λειτουργίας µέχρι και τα 5bar. Η καθεµιά από τις υποπεριοχές αποτελεί ουσιαστικά ένα
µικρότερο ανεξάρτητο δίκτυο το οποίο υδροδοτείται από ένα σηµείο στο οποίο µετράται η
παροχή νερού και ρυθµίζεται η πίεση παροχής.
Οι κύριες δραστηριότητες του ΣΥΛ είναι:
Παροχή επαρκούς ποσότητας και καλής ποιότητας πόσιµου νερού για κατανάλωση στα
νοικοκυριά, για βιοµηχανική και εµπορική χρήση, για πυρόσβεση και για παροχή νερού σε
πλοία που προσεγγίζουν το λιµάνι της Λάρνακας.
Επέκταση του δικτύου περιλαµβανοµένων των κεντρικών αγωγών και των οικιακών
παροχών.
Συντήρηση και επιδιόρθωση του δικτύου, των οικιακών παροχών και των υδροµετρητών
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
14
Καταµέτρηση της κατανάλωσης νερού, τιµολόγηση και είσπραξη λογαριασµών
(http://www.lwb.org.cy [11])
Οι κυριότεροι σταθµοί στην ιστορία του ΣΥΛ.
1965 Εγκαθίδρυση Συµβουλίου Υδατοπροµήθειας Λάρνακας.
1967 Αντικατάσταση του δικτύου διανοµής νερού µέσα στην πόλη και όλων των οικιακών
παροχών.
Αντικατάσταση όλων των σακοραφιών µε υδροµετρητές. Το σακοράφι ήταν ένας µεταλλικός
δίσκος µε οπή στο κέντρο(Orifice plate). Ο καταναλωτής πλήρωνε ένα καθορισµένο ποσό,
ανάλογα µε το µέγεθος της οπής.
1977 Συµπλήρωση της κατασκευής νέων υδατοδεξαµενών χωρητικότητας 8.000 κ.µ.
Βελτίωση/αντικατάσταση δικτύου και εγκατάσταση υδροµετρητών στις πρώην
τουρκοκυπριακές συνοικίες της Λάρνακας. ( Από το 1965 µέχρι το 1974 έπαιρναν νερό
χωρίς χρέωση)
1985 Εισαγωγή συστήµατος παρακολούθησης και εντοπισµού διαρροών από το δίκτυο
υδατοπροµήθειας.
1986 Μηχανογράφηση συστήµατος έκδοσης λογαριασµών.
1991 Εγκατάσταση και λειτουργία τηλεµετρικού συστήµατος αυτόµατης πληροφόρησης και
ελέγχου του δικτύου υδατοπροµήθειας.
1995 Εγκατάσταση νέου συστήµατος καταγραφής της κατανάλωσης µε τη χρήση φορητών
ηλεκτρονικών υπολογιστών χειρός.
Ψηφιοποίηση των κτηµατικών σχεδίων και των τοπογραφικών χαρτών µε όλες τις
πληροφορίες αναφορικά µε το δίκτυο υδροδότησης.
1998 Μελέτη για βελτίωση, αναβάθµιση, επέκταση και αντικατάσταση του Συστήµατος
Υδατοπροµήθειας Λάρνακας.
2002 Σχεδιασµός µιας πρότυπης, ενιαίας και σύγχρονης πληροφοριακής πλατφόρµας για το
Συµβούλιο σε συνεργασία µε το Πανεπιστήµιο Κύπρου.
2003 Εισαγωγή ηλεκτρονικοακουστικού εξοπλισµού και συστηµάτων παρακολούθησης και
εντοπισµού άδηλων διαρροών.
2004 Εγκατάσταση νέου συστήµατος τιµολόγησης και έκδοσης λογαριασµών.
2006 Ολοκλήρωση της εγκατάστασης νέου κεντρικού αγωγού µεταφοράς νερού, διαµέτρου 500
χιλιοστών από τη συµβολή των δρόµων Λάρνακας – Λευκωσίας και Λάρνακας Λεµεσού
µέχρι το λιµάνι της Λάρνακας (Λεωφόρος Στρατηγού Τιµάγια). (http://www.lwb.org.cy
[11])
Λόγω της συνεχούς κατάστασης λειψυδρίας που πλήττει ολόκληρη την Κύπρο και ιδιαίτερα
την πόλη και επαρχία Λάρνακας το ΣΥΛ (όπως φαίνεται και πιο πάνω) από το 1985 άρχισε
τις οργανωµένες προσπάθειες για έλεγχο των απωλειών στο δίκτυο υδροδότησης. Τότε
χωρίστηκε το δίκτυο υδροδότησης σε 13 ανεξάρτητες υδραυλικά υποπεριοχές, οι οποίες
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
15
έπαιρναν νερό από ένα σηµείο στο οποίο παρακολουθείται ή ροή και ελέγχεται η πίεση
παροχής µέσω πιεζοθραυστικής βαλβίδας (PRV). Το 1991 εγκαταστάθηκε το σύστηµα
τηλεµετρίας και τηλεχειρισµού µέσω του οποίου παρακολουθούµε τα σηµεία παροχής στις
υποπεριοχές και ελέγχουµε (κλείνουµε κατά βούληση) την παροχή στο κάθε σηµείο.
1.3 Μεθοδολογία λύσης
Στα πλαίσια της πτυχιακής εργασίας θα γίνει ανάλυση απαιτήσεων και αναγκών µε τη
µέθοδο των προσωπικών συνεντεύξεων µε το προσωπικό, το οποίο θα χειρίζεται την
εφαρµογή, και το προσωπικό, το οποίο θα ελέγχει και θα αναλύει τα αποτελέσµατα. Η
µεθοδολογία που θα ακολουθηθεί θα βασιστεί, στην ανάλυση του προβλήµατος και χρήση
των κατάλληλων εργαλείων για την επίλυση του. Αν και υπάρχουν αρκετά εργαλεία που θα
µπορούσαν να χρησιµοποιηθούν για τη λύση του προβλήµατος, εντούτοις πρέπει να τεθούν
κάποιες προϋποθέσεις. Αν υπάρχει κάποιο κατάλληλο εργαλείο διαθέσιµο στο ΣΥΛ τότε να
προτιµηθεί, αν όχι να προτιµηθεί εργαλείο για το οποίο υπάρχει διαθέσιµη τοπική
υποστήριξη.
1.3.1 ∆ιαδικασία ανάπτυξης εφαρµογής
Θα γίνουν συνεντεύξεις µε το προσωπικό το οποίο θα χειρίζεται την εφαρµογή και το
προσωπικό το οποίο θα ελέγχει και θα αναλύει τα αποτελέσµατα, για διαπίστωση των
απαιτήσεων και αναγκών τους.
Θα ετοιµαστούν οι προδιαγραφές της εφαρµογής σύµφωνα µε την ανάλυση απαιτήσεων
και αναγκών που προηγήθηκε.
Θα ακολουθήσει ο σχεδιασµός και η µοντελοποίηση της εφαρµογής σύµφωνα µε τις
προδιαγραφές.
Θα ακολουθήσει η υλοποίηση της εφαρµογής σύµφωνα µε τη σχεδίαση που θα έχει
προηγηθεί.
Τέλος θα ακολουθήσει η δοκιµή µε πραγµατικά δεδοµένα από το ΣΥΛ.
1.3.2 Εργαλεία υλοποίησης της εφαρµογής
Σύστηµα ∆ιαχείρισης Βάσεων ∆εδοµένων.
Το σύστηµα διαχείρισης βάσεων δεδοµένων που θα χρησιµοποιηθεί θα είναι η Microsoft
Access λόγω α) της δυνατότητας της να χειριστεί τον όγκο των δεδοµένων και β) της
διαθεσιµότητας της στο ΣΥΛ.
Σύστηµα Γεωγραφικών Πληροφοριών.
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
16
Το ΣΓΠ που θα χρησιµοποιηθεί είναι το ArcGIS 9 λόγω της διάθεσης του από το ΣΥΛ.
Υπάρχουν αρκετά άλλα ΣΓΠ που θα µπορούσαν να χρησιµοποιηθούν αλλά το γεγονός
ότι ο οργανισµός διαθέτει αυτό το πακέτο και το προσωπικό του οργανισµού θα
εκπαιδευτεί σε αυτό το πακέτο, µας υποχρεώνει να το χρησιµοποιήσουµε.
Εργαλεία επέκτασης του ΣΓΠ.
Μαζί µε το ArcGis 9 η ESRI παρέχει και ένα µεγάλο αριθµό προγραµµατιστικών
συστατικών (components) τα οποία καλεί Arc Objects. Τα Arc Objects βασίζονται στη
τεχνολογία COM επιτρέποντας τη χρήση τους στην ανάπτυξη εφαρµογών ανεξάρτητα
γλώσσας προγραµµατισµού.
Γλώσσα προγραµµατισµού.
Θα χρησιµοποιηθεί η Visual Basic for Applications ή οποία προσφέρεται από το ΣΓΠ. Η
έκδοση της Visual Basic for Applications που προσφέρεται µαζί µε το ArcGis 9 είναι
σχεδιασµένη για να εκµεταλλεύεται τις δυνατότητες του ΣΓΠ.
Συσκευή επικοινωνίας µε τα καταγραφικά.
Αυτή υπάρχει και είναι µέρος του συστήµατος. Περιγράφεται µε λεπτοµέρεια στη
παράγραφο 2.2.7
Θα καταβληθεί προσπάθεια για εξασφάλιση της συνεργασίας της κατασκευάστριας
εταιρείας για να απλοποιηθεί η διαδικασία και τα δεδοµένα να κατεβαίνουν στον
υπολογιστή σε µορφή χρησιµοποιήσιµη από το ΣΓΠ ή από τη βάση δεδοµένων.
Λογισµικό διαχείρισης δεδοµένων
Το λογισµικό (Permalog) το οποίο χρησιµοποιείται για τη σειριακή σύνδεση υπολογιστή
και του Patroller. Περιγράφεται µε λεπτοµέρεια στην παράγραφο 2.3.1
∆ιαδικτυακή τεχνολογία
Θα καταβληθεί προσπάθεια για χρήση της τεχνολογίας του Google Maps API και Goole
Earth στην απεικόνιση αποτελεσµάτων και τη δηµοσίευσή τους στον Παγκόσµιο Ιστό.
1.4 ∆οµή πτυχιακής εργασίας
Κεφάλαιο 1 Στο κεφάλαιο 1 γίνεται µια εισαγωγή στο αντικείµενο ης εργασίας και µια
περιγραφή του Συµβουλίου Υδατοπροµήθειας Λάρνακας που είναι ο Οργανισµός στον
οποίο εργάζοµαι και ο οποίος αντιµετωπίζει το πρόβληµα.
Κεφάλαιο 2 Στο κεφάλαιο 2 γίνεται µια πιο αναλυτική παρουσίαση του προβλήµατος των
απωλειών στα δίκτυα ύδρευσης, των µεθόδων αντιµετώπισής τους και του εξοπλισµού που
χρησιµοποιείται στο ΣΥΛ.
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
17
Κεφάλαιο 3 Στο κεφάλαιο 3 γίνεται η λεπτοµερής ανάλυση και αφού ετοιµαστούν οι
προδιαγραφές της λύσης γίνεται η µοντελοποίηση της λύσης και ο σχεδιασµός του
συστήµατος.
Κεφάλαιο 4 Στο κεφάλαιο 4 γίνεται µια επισκόπηση των εργαλείων που θα
χρησιµοποιηθούν για την υλοποίηση της ανάλυσης και του σχεδιασµού του κεφαλαίου 4.
Κεφάλαιο 5 Στο κεφάλαιο 5 γίνεται η υλοποίηση του συστήµατος ξεκινώντας µε την
προετοιµασία της ψηφιακής πληροφορίας, υλοποίηση της βάσης δεδοµένων, κατασκευή των
διεπαφών και τέλος το δέσιµο όλων µε τη συγγραφή του απαραίτητου κώδικα.
Κεφάλαιο 6 Στο κεφάλαιο 6 περιγράφεται η εργασία µε τη χρήση της εφαρµογής, γίνεται η
δοκιµή του συστήµατος µε πραγµατικά δεδοµένα που µαζεύονται την ώρα εργασίας από την
οµάδα εντοπισµού αφανών διαρροών και τέλος παρατίθενται τα αποτελέσµατα της δοκιµής
τα συµπεράσµατα και προτείνονται διάφοροι τρόποι βελτίωσης.
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
18
Κεφάλαιο 2. Η εργασία εντοπισµού αφανών διαρροών
2.1 Το πρόβληµα των απωλειών
Σε όλα τα δίκτυα ύδρευσης υπάρχει πάντοτε µια διαφορά ανάµεσα στην ποσότητα του νερού
που εισέρχεται στο δίκτυο και στην ποσότητα του νερού που καταγράφεται και τιµολογείται.
Αυτή η ατιµολόγητη ποσότητα νερού χαρακτηρίζεται συλλογικά σαν απώλειες του δικτύου.
Κάποιες από αυτές τις απώλειες είναι αναπόφευκτες, όπως για παράδειγµα οι πολύ µικρές
απώλειες στις συνδέσεις των αγωγών οι οποίες πολλαπλασιαζόµενες µε το πλήθος των
αγωγών ανέρχονται σε ένα σεβαστό αριθµό κυβικών µέτρων νερού. Αυτός ο αριθµός
εξαρτάται κυρίως από το υλικό και την ηλικία των αγωγών, την ποιότητα των εργασιών
κατασκευής του δικτύου, το υπέδαφος και την κυκλοφοριακή φόρτιση.
Άλλη σοβαρή πηγή απώλειας νερού ή καλύτερα πηγή αύξησης της ατιµολόγητης ποσότητας
νερού είναι οι ανακρίβειες στην καταγραφή του νερού από τα υδρόµετρα. Αυτό οφείλεται
στη λανθασµένη διαστασιολόγηση των υδροµέτρων ή του αγωγού υδροληψίας, στα
ακατάλληλα υδρόµετρα ή ακόµα και στη λανθασµένη διαδικασία καταµέτρησης.
Μια ακόµα πηγή απωλειών είναι οι διαρροές από το δίκτυο και πιο συγκεκριµένα οι
θραύσεις. Οι οποίες χωρίζονται σε δυο κατηγορίες, αυτές που είναι εµφανείς, δηλαδή το
νερό ανεβαίνει στην επιφάνεια και η διαρροή γίνεται αντιληπτή, και σε αυτές που το νερό
δεν ανεβαίνει στην επιφάνεια και ονοµάζονται αφανείς διαρροές.
Οι εµφανείς διαρροές συνήθως είναι θραύσεις των κύριων αγωγών ή των αγωγών
υδροληψίας και βγαίνουν στην επιφάνεια σχεδόν αµέσως οπότε και επιδιορθώνονται
σχετικά γρήγορα µε σχετικά µικρή απώλεια νερού ή οποία είναι πιο εύκολο να υπολογιστεί.
Οι αφανείς διαρροές µπορεί να είναι µικρές απώλειες στις συνδέσεις των αγωγών ή στα
εξαρτήµατα ή ακόµα και µικρές θραύσεις στους αγωγούς που ξεκινούν µε µικρή απώλεια
νερού η οποία αυξάνει σταδιακά. Ο λόγος που δίνουµε µεγάλη σηµασία στις αφανείς
διαρροές είναι το γεγονός της µακρόχρονης απώλειας νερού που έχει σαν αποτέλεσµα, µέχρι
να εντοπιστεί µια µικρή αφανής διαρροή σε αγωγό υδροληψίας, να έχει συνολικά πολύ
µεγαλύτερη απώλεια από µια εµφανή θραύση σε κύριο αγωγό διανοµής. Στην κατηγορία
των αφανών διαρροών έχουµε και θραύσεις των κύριων αγωγών ή των αγωγών υδροληψίας
µε σοβαρή απώλεια νερού που λόγω της µορφολογίας του εδάφους δε βγαίνουν στην
επιφάνεια. Αυτές γενικά είναι πιο εύκολο να βρεθούν, διότι συνήθως προκαλούν
προβλήµατα στην υδροδότηση των καταναλωτών και πολλές φορές καθιζήσεις στο
οδόστρωµα. Το ερώτηµα εδώ είναι για πόσο καιρό προηγουµένως χανόταν νερό προτού
εµφανιστούν προβλήµατα ή καθιζήσεις.
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
19
2.2 Εξοπλισµός εντοπισµού αφανών διαρροών
Οι διαρροές νερού από αγωγούς εντοπίζονται κυρίως µε βάση τον ήχο που παράγουν. Κάθε
διαρροή από αγωγό δηµιουργεί θόρυβο ό οποίος είναι ανάλογος της πίεσης και αντιστρόφως
ανάλογος του µεγέθους της διαρροής. Υπάρχουν στην αγορά αρκετές εταιρείες που
κατασκευάζουν εξοπλισµό εντοπισµού διαρροών ο οποίος στηρίζει τη λειτουργία του στο
θόρυβο που παράγεται από τις διαρροές. Το περιβάλλον που ζούµε είναι δυναµικό και
συνήθως υπάρχουν και άλλες πηγές θορύβου στο ίδιο το δίκτυο όπως για παράδειγµα
µερικώς φραγµένος αγωγός, µερικώς κλειστή βάνα, άντληση νερού, πιεζοθραυστικές
βαλβίδες ή ακόµα και η κανονική χρήση (παράγει θόρυβο παρόµοιο µε διαρροή). Επειδή
πέραν του ιδίου του δικτύου παρεµβολή προκαλείται και από άλλους παράγοντες, όπως
ηλεκτροφόρα καλώδια, γειτνίαση µε αγωγούς αποχετεύσεων, γειτνίαση µε συστήµατα
ψύξης καταστηµάτων ή µονάδων κλιµατισµού, χρειάζονται διάφοροι τύποι εξοπλισµού,
τους κυριότερους των οποίων αναφέρω κατωτέρω.
Προτού αναφερθώ όµως στον εξοπλισµό πρέπει να αναφερθώ σε µια βασική µεθοδολογία
που χρησιµοποιήθηκε κατά κόρον στο παρελθόν για εντοπισµό των περιοχών του δικτύου
όπου πιθανότατα υπάρχουν µια ή περισσότερες διαρροές. Αυτή η µεθοδολογία ονοµάζεται
στα Αγγλικά Step Test και στα Ελληνικά µεταφράζεται σαν Έλεγχος κατά Βήµατα ή
Κλιµακωτός Έλεγχος. Να µου επιτραπεί να χρησιµοποιήσω τον αγγλικό όρο, γιατί έχει
επικρατήσει και είναι πιο ακριβής από τη µετάφραση που εγώ µπορώ να δώσω. Για να
Υδρόµετρο
WM
Βάνες
Κλειστές Συνοριακές Step Test
Αγωγός Μεταφοράς
Αγωγοί διανοµής
Σύνορα
υποπεριοχής
7
4
1
6
5
3
2
Σχήµα 1: ∆ιαδικασία Step test
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
20
λειτουργήσει το Step Test, προϋποθέτει την υποδιαίρεση του δικτύου σε έναν αριθµό
υποδικτύων ή υποπεριοχών (DMA’s στα Αγγλικά), που τροφοδοτούνται από ένα σηµείο στο
οποίο υπάρχει ένα υδρόµετρο κατάλληλα διαστασιολογηµένο, ώστε ή ελάχιστη και η
µέγιστη ζήτηση νερού από την υποπεριοχή να εµπίπτουν εντός των πλαισίων λειτουργίας
του. Τις πλείστες φορές υπάρχει και µια πιεζοθραυστική βαλβίδα (PRV) για µείωση της
πίεσης παροχής. Το µέγεθος της κάθε υποπεριοχής εξαρτάται από παράγοντες, όπως για
παράδειγµα τη µορφολογία εδάφους, τις υψοµετρικές διαφορές, τη χρήση του νερού
(οικιστική, βιοµηχανική ή τουριστική), τον τύπο των κτιρίων (πολυκατοικίες ή
µονοκατοικίες).
Η βασική ιδέα πίσω από το Step Test είναι η σταδιακή ή κατά βήµατα αποµόνωση
µικρότερων τοµέων της υποπεριοχής και παρακολούθηση της ροής νερού στο υδρόµετρο.
Αν για κάποιο τοµέα η πτώση της ροής είναι ψηλή, τότε σηµαίνει ότι στον τοµέα αυτόν
πιθανόν να υπάρχουν µια ή περισσότερες διαρροές. Όπως φαίνεται στο σχήµα 1 πιο πάνω
υπάρχουν αριθµηµένες βάνες τις οποίες κλείνουµε µε σταθερή χρονική διαφορά κάθε 15 ή
20 λεπτά. Για να λειτουργήσει ή µέθοδος αυτή χρειαζόταν αρκετή προετοιµασία. Έπρεπε να
επιθεωρηθούν αρκετές βάνες για να διαπιστωθεί ότι ήταν στη θέση που έπρεπε (κλειστές ή
ανοικτές) και κάποιες άλλες από αυτές να κλείσουν. Μετά το Step Test έπρεπε οι βάνες να
επανέλθουν στην πρότερα κατάσταση.
Αυτός ήταν ο καλύτερος τρόπος εντοπισµού του τοµέα της υποπεριοχής πού υπήρχε
πρόβληµα µε διαρροές στο δίκτυο. Αφού εντοπιζόταν ο τοµέας της υποπεριοχής που είχε
πρόβληµα ακολουθούσε εργασία για εντοπισµό των διαρροών µε τις συσκευές που
περιγράφω κατωτέρω.
2.2.1 Ακροαστική ράβδος (Listening Stick)
Συνίσταται από µια µεταλλική κυρίως ράβδο, στη µια άκρη της οποίας
τοποθετείται ένα πλαστικό εξάρτηµα που εφαρµόζει στο αυτί.
Τοποθετώντας την άκρη της πάνω σε εξαρτήµατα του δικτύου, όπως
βάνες ή υδρόµετρα, είναι δυνατό να ακούσει κάποιος το θόρυβο που
παράγεται από κάποια διαρροή. Ο χειριστής µπορεί επίσης να
ακολουθήσει το θόρυβο προς την πηγή του που είναι η διαρροή. Πριν
αρκετά χρόνια οµάδες χειριστών έβγαιναν τις νύκτες συνήθως µετά
τις 2:00 το πρωί και έκαναν µαζικό έλεγχο ακούγοντας στα σηµεία
που υπήρχαν τα υδρόµετρα. Με την αύξηση του κόστους των εργατικών, την εξέλιξη της
τεχνολογίας και την εισαγωγή εξοπλισµού, όπως οι πιο κάτω συσκευές, η πρακτική αυτή
εγκαταλείφτηκε και η ακροαστική ράβδος χρησιµοποιείται κυρίως για επιβεβαίωση των
ενδείξεων που παίρνουµε από τον ηλεκτρονικό εξοπλισµό.
Εικόνα 1: Απλή
ακροαστική ράβδος
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
21
2.2.2 Ηλεκτρονική ακροαστική ράβδος ( Electronic Listening Stick)
Είναι η εξέλιξη της ακροαστικής ράβδου και χρησιµοποιήθηκε αρχικά µε τον ίδιο τρόπο. Η
ηλεκτρονική ράβδος ακρόασης ενισχύει ψηφιακά το θόρυβο της διαρροής και αντί ο
χειριστής να ακούει µέσα από ένα πλαστικό εξάρτηµα ακούει µέσα
από στερεοφωνικά ή µη ακουστικά. Λόγω της ψηφιακής ενίσχυσης
είναι πολύ πιο ευαίσθητη στις παρεµβολές σε σηµείο που πολλές
φορές µόνο ο αέρας να µην επιτρέπει στο χειριστή να ξεχωρίσει πότε
ακούει θόρυβο διαρροής ή θόρυβο περιβάλλοντος. Σήµερα
χρησιµοποιείται κυρίως για επιβεβαίωση και συνήθως πωλείται
µαζί µε τις µικροφωνικές συσκευές σαν µέρος του πακέτου.
2.2.3 ∆ιάφοροι τύποι µικροφωνικών συσκευών (Ground Microphone)
Αποτελούνται από το µικρόφωνο, τη µονάδα ελέγχου και τα ακουστικά, συνήθως
στερεοφωνικά. Η συσκευή αυτή είναι πολύ πιο ευαίσθητη από τη ράβδο ακρόασης
(ηλεκτρονική ή µη), και επιπλέον ο χειριστής έχει τη δυνατότητα να
ρυθµίζει τις συχνότητες µέσω των οποίων θα ακούσει το θόρυβο,
δίνοντάς του τη δυνατότητα να αποµονώνει το θόρυβο
περιβάλλοντος. Με αυτή τη συσκευή ο χειριστής µπορεί να ακούσει
το θόρυβο σχεδόν πάνω από οποιαδήποτε επιφάνεια (οδόστρωµα,
πεζοδρόµιο) ακολουθώντας το θόρυβο στην πηγή του που είναι η
διαρροή. Αυτό είναι δυνατό λόγω της προστασίας του µικροφώνου
από το θόρυβο του περιβάλλοντος, κυρίως τον άνεµο. Η συσκευή
αυτή είναι η πιο αποτελεσµατική από τις συσκευές που εξαρτώνται από την ακοή του
χειριστή. Η εκµετάλλευση της ψηφιακής τεχνολογίας και οι δυνατότητες αποµόνωσης των
θορύβων του περιβάλλοντος µέσω των διαφόρων φίλτρων και ρυθµίσεων που διαθέτει,
επιτρέπουν στο χειριστή να επικεντρωθεί, στο θόρυβο της διαρροής, µε αποτέλεσµα ο
χειριστής να είναι πιο παραγωγικός και πιο ακριβής στις υποδείξεις του. Και οι συσκευές
αυτού του τύπου χρησιµοποιούνται για επιβεβαίωση των υποδείξεων από τους ακουστικούς
συσχετιστές όπως και οι προηγούµενες αλλά η αυξηµένη ακρίβεια που επιτρέπουν µειώνει
τις αµφιβολίες και τους επανελέγχους αυξάνοντας τη συνολική παραγωγικότητα και
µειώνοντας τις αποτυχηµένες εκσκαφές.
2.2.4 Ακουστικός συσχετιστής (Leak noise correlator)
Οι συσχετιστές βρίσκονται στην αγορά εδώ και 30 περίπου χρόνια. Αρχικά ήταν ογκώδεις,
δύσχρηστοι και πάρα πολύ ακριβοί. Ήταν επίσης τεράστιοι. Χρειαζόταν ένα όχηµα τύπου
βαν απλά και µόνο για να µεταφέρει το συσχετιστή και τα παρελκόµενά του (εικόνα 5).
Εικόνα 2: Ηλεκτρονική
Ακροαστική Ράβδος
Εικόνα 3: Μικρόφωνο
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
22
Ευτυχώς για όλους η εξέλιξη της ψηφιακής τεχνολογίας
επέτρεψε να κατασκευαστούν συσχετιστές σε πολύ
µικρότερο µέγεθος και µε πολύ µεγαλύτερες δυνατότητες
και ταχύτητα λειτουργίας (εικόνα 4). Η εξέλιξη αυτή είναι
ανάλογη της εξέλιξης των προσωπικών υπολογιστών. Ο
συσχετιστής είναι µια συσκευή η οποία συνδέεται
ασύρµατα και σε πραγµατικό χρόνο, µε δυο µικρόφωνα που
τοποθετούνται στο δίκτυο. Η απόσταση ανάµεσα στα µικρόφωνα κυµαίνεται από µερικά
µέτρα µέχρι και εκατοντάδες µέτρα, ανάλογα της διαµέτρου του αγωγού, του υλικού
κατασκευής του αγωγού και τις συνθήκες περιβάλλοντος. Ο θόρυβος που λαµβάνεται από τα
µικρόφωνα αναλύεται σε πραγµατικό χρόνο από εξειδικευµένο λογισµικό και
προσδιορίζεται η απόσταση της διαρροής από το κάθε µικρόφωνο. Σε κάποιο στάδιο της
εξέλιξης του συσχετιστή η σχέση κόστους - ευχρηστίας επέτρεψε τη µαζική του χρήση.
Όπως προηγουµένως οµάδες χειριστών έβγαιναν µε τις ακροαστικές
ράβδους τώρα έβγαιναν τα βράδια µε τους συσχετιστές και κάλυπταν
µεγάλες περιοχές του δικτύου που ήταν ύποπτες για ύπαρξη διαρροών.
Αυτή η τακτική ήταν αποτελεσµατική µέχρι κάποιου σηµείου. Μετά η
σχέση εργατικού κόστους - όφελος από τις εντοπιζόµενες διαρροές δε
λειτουργούσε προς όφελος των εταιρειών ύδρευσης, γι’ αυτό έπρεπε
να βρεθεί κάποιος νέος, πιο οικονοµικός τρόπος εργασίας.
2.2.5 ∆ιάφοροι τύποι καταγραφικών θορύβου (Noise loggers)
Τα καταγραφικά θορύβου είναι συσκευές οι
οποίες τοποθετούνται σε εξαρτήµατα του
δικτύου, συνήθως βάνες και κρουνούς
πυρόσβεσης. Σε προκαθορισµένο χρόνο,
συνήθως τις πρωινές ώρες που η κατανάλωση
ελαχιστοποιείται και η πίεση µεγιστοποιείται,
καταγράφουν το θόρυβο του περιβάλλοντός τους συµπεριλαµβανοµένου και του θορύβου
που παράγεται από κάποια διαρροή. Τα δεδοµένα που συλλέγουν τα καταγραφικά
µεταφέρονται σε έναν υπολογιστή είτε µε απ’ ευθείας σύνδεση µέσω καλωδίου µε κάθε
καταγραφικό ή οµάδα καταγραφικών ή µέσω ασύρµατης σύνδεσης µε κάθε καταγραφικό
ξεχωριστά. Η ασύρµατη σύνδεση συνήθως γίνεται µε χρήση µιας ενδιάµεσης συσκευής (στη
περίπτωσή µας του Patroller), η οποία µεταφέρει τα δεδοµένα από τα καταγραφικά στον
υπολογιστή. Υπάρχουν τρεις κυρίως τύποι καταγραφικών θορύβου.
Καταγραφικά
Εικόνα 5:
Εικόνα 4: Συσχετιστής
Εικόνα 6: Καταγραφικά στα σηµεία
πρόσβασης
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
23
1 Τα καταγραφικά τα οποία, για να προγραµµατιστούν και να πάρουµε τα δεδοµένα τους
πρέπει να τα συνδέσουµε µε τον υπολογιστή απ’ ευθείας είτε το καθένα ξεχωριστά είτε
σαν οµάδα, όπως τα καταγραφικά της εικόνας 7 δεξιά τα οποία για να
προγραµµατιστούν ή για να κατεβάσουµε τα δεδοµένα τους
πρέπει να τοποθετηθούν στο κιβώτιό τους το οποίο συνδέεται
µε τον υπολογιστή.
2 Τα καταγραφικά µε τα οποία επικοινωνούµε ασύρµατα µέσω
του Patroller για κατέβασµα δεδοµένων, αλλά για αλλαγές
στον προγραµµατισµό τους χρειάζεται να συνδεθούµε µε το
καθένα ξεχωριστά.
3 Τα καταγραφικά τα οποία συνδυάζουν τις ιδιότητες των καταγραφικών και των
συσχετιστών. Και αυτά πρέπει να είναι τοποθετηµένα στο κιβώτιο τους για
προγραµµατισµό και κατέβασµα δεδοµένων. Αυτό
που τα ξεχωρίζει από τα υπόλοιπα είναι η
δυνατότητα να λειτουργήσουν σαν ένας
συσχετιστής χρησιµοποιώντας µέχρι και έξη
καταγραφικά αντί των δύο µικροφώνων που έχει ο
συνήθης συσχετιστής. Η ανάλυση των δεδοµένων (συσχετισµός) γίνεται όχι σε
πραγµατικό χρόνο αλλά οποτεδήποτε είναι βολικό. Αυτό σηµαίνει ότι τοποθετούνται το
ένα πρωί και αφού καταγράψουν το θόρυβο για συγκεκριµένες ώρες, το άλλο πρωί ο
χειριστής εργάζεται στην άνεση του γραφείου του επαναλαµβάνοντας το συσχετισµό
όσες φορές χρειαστεί και για οποιοδήποτε συνδυασµό καταγραφικών.
Τα καταγραφικά θορύβου έχουν σχεδόν εξαλείψει την ανάγκη για διενέργεια Step Test, διότι
όχι µόνο τοποθετούνται χωρίς να απαιτείται προετοιµασία της υποπεριοχής αλλά µπορούν
να τοποθετηθούν σε δύο συνορεύουσες υποπεριοχές χωρίς να επηρεάζονται είτε οι
υποπεριοχές είτε τα καταγραφικά. Ένα µεγάλο πλεονέκτηµα που έχουν τα καταγραφικά
είναι το γεγονός ότι µε τις ενδείξεις τους µας υποδεικνύουν το προβληµατικό σηµείο του
δικτύου µε ποιο στοχευµένο τρόπο. Σε αντίθεση µε το Step Test που έπρεπε να ξεκινήσει
κάποιος τυχαία από κάποιο σηµείο, τώρα βλέποντας πάνω στο χάρτη τη θέση των
καταγραφικών και τα δεδοµένα που δίνει το καθένα συγκρίνουµε τις ενδείξεις, ξεκινώντας
τη διερεύνηση από το σωστό σηµείο.
Με τη µεγαλύτερη ακρίβεια των καταγραφικών µπορούµε να χρησιµοποιήσουµε τους
συσχετιστές πολύ πιο αποδοτικά, εφόσον τώρα µε τις µετρήσεις των καταγραφικών
επικεντρωνόµαστε σε πιο µικρό τοµέα του δικτύου παρά προηγουµένως µε τη διαδικασία
του Step Test.
Εικόνα 7
Εικόνα 8
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
24
Ένα άλλο πλεονέκτηµα των καταγραφικών που συνήθως παραγνωρίζεται είναι το γεγονός
ότι υποδεικνύουν και τους τοµείς όπου δεν υπάρχει πρόβληµα και άρα δε χρειάζεται να
απασχοληθεί προσωπικό και να χρησιµοποιηθούν πόροι σε άσκοπες έρευνες.
2.2.6 Καταγραφικά θορύβου Permalog
Τα καταγραφικά θορύβου που χρησιµοποιούνται στο ΣΥΛ είναι κατασκευής της Βρετανικής
εταιρείας Palmer Environmental ( www.palmer.co.uk ) και είναι η τρίτη γενιά ή MK3 κατά
τον προσφιλή για τους Άγγλους τρόπο προσδιορισµού.
Στη εικόνα 9 φαίνεται και η συσκευή επικοινωνίας µε τα καταγραφικά ή αλλιώς το Patroller.
Το ΣΥΛ διαθέτει 150 καταγραφικά (Permalog MK3). Τα καταγραφικά αυτά αναπτύσσονται
στο δίκτυο και τοποθετούνται κυρίως σε βάνες και κρουνούς πυρόσβεσης όπου
στερεώνονται µέσω του ισχυρού µαγνήτη που διαθέτουν
στο κάτω µέρος τους. Ο µαγνήτης είναι συνδεδεµένος µε
ένα ειδικό αισθητήρα, ο οποίος καταγράφει τις δονήσεις
που παράγονται στα τοιχώµατα του αγωγού από κάποια
διαρροή. Η απόσταση ανάµεσα στα καταγραφικά ποικίλει
ανάλογα µε το υλικό κατασκευής των αγωγών όπως
φαίνεται στον πίνακα 1.
Αφού αναπτυχθούν στο δίκτυο ύδρευσης καταγράφουν το
θόρυβο περιβάλλοντος µεταξύ των ωρών 3πµ και 5πµ, που η εµπειρία µας µε προηγούµενες
συσκευές έδειξε ότι είναι οι πιο κατάλληλες ώρες. Το ενσωµατωµένο λογισµικό των
καταγραφικών αξιολογεί τα δεδοµένα που
καταγράφει µε κύριες παραµέτρους τη
συνέπεια στην καταγραφή του θορύβου, το
επίπεδο και το εύρος του καταγραφόµενου
θορύβου. Συνέπεια στην καταγραφή
θορύβου αναφέρεται στην καταγραφή για
όλη την περίοδο του θορύβου χωρίς
διακοπές ή απότοµες αλλαγές στη
συχνότητα. Το επίπεδο αναφέρεται στο
επίπεδο του θορύβου σε db και το εύρος
αναφέρεται στη διαφορά ανάµεσα στο ελάχιστο και µέγιστο επίπεδο θορύβου που
καταγράφεται. Όσο πιο µικρό το εύρος τόσο πιο πιθανό η πηγή να είναι µια ενώ αντίθετα
όσο πιο πλατύ τόσο περισσότερες παρεµβολές υπάρχουν.
Ενδεικτικές Αποστάσεις Εγκατάστασης
Υλικό Αγωγού Απόσταση
Ατσάλι 100 – 150m
Χυτοσίδηρος 100 – 150m
Αµίαντος 75 – 100m
UPVC 50m
PE 50m
Πίνακας 1: Αποστάσεις µεταξύ καταγραφικών
Εικόνα 9: Permalog MK3
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
25
Ειδικός αισθητήρας
Κάθε καταγραφικό µπορεί να τεθεί σε µια από τρεις πιθανές
καταστάσεις.
1. Leak mode ή Κατάσταση ∆ιαρροής (L).
Σηµαίνει ότι µε βάση την επεξεργασία των
δεδοµένων από τον εσωτερικό του αλγόριθµο
υπάρχει πιθανή διαρροή κοντά στο σηµείο που
βρίσκεται το καταγραφικό και σε απόσταση που
δεν υπερβαίνει την ενδεικτική απόσταση εγκατάστασης.
2. No Leak ή Κατάσταση Όχι ∆ιαρροής (N).
Σηµαίνει ότι µε βάση την επεξεργασία των δεδοµένων από τον εσωτερικό του
αλγόριθµο δεν υπάρχει πιθανή διαρροή κοντά στο σηµείο που βρίσκεται το
καταγραφικό.
3. Wonder ή Αβέβαιη κατάσταση (W).
Σηµαίνει ότι µε βάση την επεξεργασία των δεδοµένων από τον εσωτερικό του
αλγόριθµο δεν µπορεί να καθορίσει αν υπάρχει ή όχι πιθανή διαρροή κοντά στο
σηµείο που βρίσκεται το καταγραφικό. Σε αυτή την κατάσταση µπορεί να
περιέλθει και αφού έχει υποδείξει διαρροή, διότι µπορεί το προφίλ του θορύβου
να αλλάξει εµποδίζοντας το καταγραφικό να φτάσει σε ασφαλές συµπέρασµα.
Τα καταγραφικά µεταδίδουν κάθε 15 δευτερόλεπτα την κατάσταση τους και όταν ζητηθεί
από το Patroller µεταδίδουν τον Αύξοντα αριθµό τους, το Επίπεδο του θορύβου, το Εύρος
του θορύβου την κατάστασή τους (L, N, W) και την ηµεροµηνία. Τα δεδοµένα αυτά
φυλάγονται στη βάση δεδοµένων του Patroller µέχρι να µεταφερθούν στον υπολογιστή.
2.2.7 Συσκευή επικοινωνίας µε Permalog, Patroller
Το Patroller είναι στην ουσία µια συσκευή επικοινωνίας ή οποία
χρησιµοποιείται σαν το µέσο το οποίο µεταφέρει τις ενδείξεις των
καταγραφικών στον
υπολογιστή. Για
εξοικονόµηση ενέργειας όταν
λειτουργεί µε µπαταρίες η
εµβέλεια του Patroller µπορεί
να ρυθµιστεί σε µια από τρεις
καταστάσεις: Ελάχιστη
απόσταση (µέχρι 25m), µέση
απόσταση (µέχρι 100m) και µέγιστη απόσταση (µέχρι 250m). Το patroller µπορεί να
χρησιµοποιηθεί από ένα όχηµα το οποίο περνά κοντά από τα σηµεία όπου εγκαταστάθηκαν
Εικόνα 10
Εικόνα 12: Ασύρµατη Επικοινωνία Εικόνα 11: Patroller
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
26
τα καταγραφικά και αφού εντοπίσει το σήµα κάποιου καταγραφικού τότε ξεκινά τη
διαδικασία εγκαθίδρυσης επικοινωνίας µε το καταγραφικό. Το επόµενο βήµα είναι η
ανάληψη των δεδοµένων του καταγραφικού από το patroller όπου όπως είπαµε πιο πάνω το
καταγραφικό δίνει τον Αύξοντα αριθµό του, το Επίπεδο του θορύβου, το Εύρος του θορύβου
τη κατάσταση του (L, N, W) και την ηµεροµηνία.
Το patroller µπορεί να προγραµµατιστεί να παραλαµβάνει δεδοµένα µόνο από καταγραφικά
σε κατάσταση διαρροής, ιδιότητα χρήσιµη για περιπτώσεις όπου υπάρχουν µεγάλοι αριθµοί
καταγραφικών. Είναι δυνατό ο χειριστής να δει στην οθόνη του patroller τις ενδείξεις κάθε
καταγραφικού αλλά όταν χειριζόµαστε µεγάλο αριθµό καταγραφικών λόγω της µικρής
οθόνης και της δυσχρηστίας του λογισµικού είναι προτιµότερο να κατεβαίνουν τα δεδοµένα
σε υπολογιστή και να εκτυπώνονται στο γραφείο.
2.3 Λογισµικό που χρησιµοποιείται στον εντοπισµό αφανών ∆ιαρροών
Το κυρίως λογισµικό που χρησιµοποιούµε είναι το Permalog, το λογισµικό που
χρησιµοποιείται για σύνδεση του υπολογιστή µε το patroller και το κατέβασµα των
ενδείξεων.
2.3.1 Λογισµικό επεξεργασίας µετρήσεων Permalog
Το λογισµικό Permalog χρησιµοποιείται για κατέβασµα και αρχειοθέτηση των ενδείξεων
των καταγραφικών στον υπολογιστή. Υπάρχει η δυνατότητα να δηµιουργηθεί µια βάση
δεδοµένων µε τη θέση στην οποία σκοπεύουµε να τοποθετήσουµε τα καταγραφικά και να τη
φορτώνουµε στο patroller προτού ξεκινήσει η περιπολία για ανάληψη των δεδοµένων. Η
δυνατότητα αυτή είναι χρήσιµη, διότι µας δίνει την ευχέρεια να ελέγξουµε µέσω του
patroller αν πήραµε τα δεδοµένα από όλα τα καταγραφικά τα οποία έχουµε εγκατεστηµένα
και αν όχι από ποια δεν πήραµε τα δεδοµένα. Μας παρέχεται επίσης η δυνατότητα να
κατεβάζουµε στο ίδιο αρχείο τις ενδείξεις από πολλές περιπολίες, ώστε να έχουµε σε ένα
αρχείο τα αποτελέσµατα κάθε διαφορετικής διερεύνησης για κάθε υποπεριοχή.
Εικόνα 13: ∆εδοµένα περιπολίας όπως φαίνονται στο Permalog
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
27
Χρησιµοποιώντας όµως τη δυνατότητα αυτή θα δυσκολέψει την προσπάθεια εξαγωγής των
δεδοµένων σε µορφή που να µπορεί να είναι προσβάσιµη από το ΣΓΠ, γι’ αυτό θα
φυλάσσονται τα δεδοµένα κάθε περιπολίας σε ξεχωριστό αρχείο .csv από το οποίο εύκολα
µπορούµε να δηµιουργήσουµε αρχείο .xls ή ακόµα να εισάγουµε τα δεδοµένα στην Access,
µορφές που εύκολα µπορεί να χειριστεί το ΣΓΠ.
2.4 Αξιοποίηση συστήµατος Τηλεµετρίας
Το ΣΥΛ διαθέτει από το 1991 ένα
σύστηµα Τηλεµετρίας και Τηλεχειρισµού.
Το σύστηµα αποτελείται από 14
σταθµούς, ένα για κάθε υποπεριοχή του
δικτύου και ένα για το χώρο των
δεξαµενών. Οι 13 σταθµοί των
υποπεριοχών έχουν τη δυνατότητα να
καταγράφουν τη ροή προς κάθε
υποπεριοχή και την πίεση κατάντη της
πιεζοθραυστικής βαλβίδας. Μας επιτρέπει
επίσης τη διακοπή της παροχής νερού για
κάθε υποπεριοχή.
Για κάθε υποπεριοχή έχουµε καθορίσει µέγιστα και ελάχιστα επίπεδα τιµών τόσο για τη ροή
όσο και για την πίεση, πέραν των οποίων το σύστηµα δηµιουργεί ένα συναγερµό. Από τα
δεδοµένα που καταγράφονται καθηµερινά παράγονται αναφορές και το καθηµερινό ισοζύγιο
νερού. Από τα ιστορικά
δεδοµένα που
αποθηκεύει το σύστηµα
µπορούµε να πάρουµε
γραφικές παραστάσεις
και αναφορές για
οποιαδήποτε χρονική
περίοδο. Η µεγαλύτερη
χρησιµότητα του
συστήµατος είναι η
άµεση πληροφόρηση για
µη κανονικές συνθήκες που δηµιουργούν συναγερµούς και η καθηµερινή παρακολούθηση
της Ελάχιστης Νυκτερινής Κατανάλωσης(ΕΝΚ) ή Minimum Night Flow (MNF) για κάθε
∆ιαρροή αγωγού 80mm εντός οχετού
Εικόνα 14: Απώλεια της τάξης των 20m3
/h
ΕΝΚ 26m3
Η πίεση παραµένει σταθερή στα 3,5bar
ΕΝΚ 6m3
Εικόνα 15: Γράφηµα από το σύστηµα τηλεµέτρησης
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
28
υποπεριοχή. Σε µια υποπεριοχή µεταξύ των ωρών 2πµ και 5πµ δε θα πρέπει να υπάρχει
σχεδόν καθόλου κατανάλωση. Στην πράξη όµως λόγω του αριθµού των καταναλωτών πάντα
υπάρχει µια πολύ µικρή κατανάλωση. Μετά από µετρήσεις και την πείρα τόσων ετών
γνωρίζουµε µε αρκετή ακρίβεια πόση είναι η φυσιολογική κατανάλωση για κάθε
υποπεριοχή. Οτιδήποτε πέραν αυτής της κατανάλωσης θεωρείται πιθανή διαρροή. Η
γραφική παράσταση στην εικόνα 15 το δείχνει πολύ παραστατικά. Απεικονίζει την ΕΝΚ σε
µια υποπεριοχή προ και µετά τον εντοπισµό και επιδιόρθωση της διαρροής που φαίνεται
στην εικόνα 14, δίνοντας µια διαφορά της τάξης των 20m3
. Με το σύστηµα τηλεµετρίας
είναι πολύ εύκολο να παρακολουθούµε καθηµερινά την ΕΝΚ για κάθε υποπεριοχή και όταν
διαπιστωθεί αύξηση να επεµβαίνουµε για εντοπισµό των πιθανών διαρροών.
2.5 Περιγραφή της εργασίας εντοπισµού αφανών διαρροών µε τις
υφιστάµενες διαδικασίες.
Χρησιµοποιώντας τα δεδοµένα από το σύστηµα τηλεµετρίας και κυρίως τα επίπεδα της
ΕΝΚ αξιολογούµε καθηµερινά όλες της υποπεριοχές και αφού διαπιστωθεί ότι σε µια από
τις υποπεριοχές του ΣΥΛ υπάρχει αύξηση της ΕΝΚ και πρέπει να επέµβουµε για εντοπισµό
αφανών διαρροών, τότε ακολουθούνται τα πιο κάτω βήµατα:
1. Εκτυπώνεται αναλογικός χάρτης της περιοχής που δείχνει το δίκτυο ύδρευσης και τα σηµεία
πρόσβασης (βάνες, κρουνοί πυρόσβεσης).
2. Η Οµάδα Εντοπισµού Αφανών ∆ιαρροών (ΟΕΑ∆) αναπτύσσει τα καταγραφικά στα σηµεία
που προσφέρονται.
3. Για κάθε καταγραφικό σηµειώνεται ο αύξων αριθµός του στο χάρτη για να µπορεί να γίνει η
ανάληψή του και ο συσχετισµός µε την ένδειξη του καταγραφικού για εντοπισµό πιθανής
διαρροής.
4. Το επόµενο βήµα είναι το Patrol ή η περιπολία ανάληψης δεδοµένων, η οποία γίνεται µε το
πέρασµα του οχήµατος κοντά από τα καταγραφικά και λήψη των δεδοµένων µέσω
ασύρµατης επικοινωνίας του Patroller µε τα καταγραφικά. Κάθε καταγραφικό µεταδίδει τον
Αύξοντα αριθµό του, το Επίπεδο του θορύβου, το Εύρος του θορύβου, την κατάστασή του
(L, N, W) και την ηµεροµηνία.
5. Μετά το Patrol ακολουθεί το κατέβασµα των µετρήσεων από το Patroller σε έναν
υπολογιστή.
6. Αφού εκτυπωθούν τα στοιχεία των µετρήσεων η ΟΕΑ∆ ψάχνει στον αναλογικό χάρτη και
σηµειώνει τα σηµεία από τα οποία λήφθηκε ένδειξη διαρροής σηµειώνοντας και τις
ενδείξεις. Τις πιο πολλές φορές σηµειώνονται και οι ενδείξεις των γειτονικών σηµείων.
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
29
7. Ακολουθεί η διαδικασία εντοπισµού µε χρήση του υπόλοιπου εξοπλισµού που περιγράφηκε
στην παράγραφο 2.2.
8. Εφόσον εντοπιστεί και επιδιορθωθεί µια διαρροή τότε, µετά την επιδιόρθωση της,
ακολουθεί µια ακόµα περιπολία για έλεγχο ύπαρξης και δεύτερης διαρροής ή επιβεβαίωση
του γεγονότος ότι δεν υπάρχει άλλη διαρροή.
Συνήθως αν υπάρχουν δυο διαρροές κοντά τα καταγραφικά εντοπίζουν αυτή µε το πιο ψηλό
επίπεδο θορύβου και η οποία συνήθως έχει πιο χαµηλή ροή από αυτή που καλύπτει.
9. Εφόσον εξακολουθούν να υπάρχουν διαρροές τα καταγραφικά παραµένουν στη υποπεριοχή.
Αν ο ρυθµός υπόδειξης πιθανών διαρροών µειωθεί τότε τα καταγραφικά µεταφέρονται
αλλού.
Επειδή κατά τη διάρκεια του χρόνου δε δηµιουργούνται σε όλες τις υποπεριοχές συνθήκες
που να δικαιολογούν ανάπτυξη των καταγραφικών, θεωρούµε σκόπιµο τουλάχιστο µια φορά
το χρόνο να κάνουµε ένα έλεγχο και σε αυτές τις υποπεριοχές. Συνήθως βρίσκουµε κάποιες
µικρές διαρροές, που από τη µια δικαιολογούν το κόστος ανάπτυξης αλλά ταυτόχρονα,
εφόσον η ΟΕΑ∆ επισκέπτεται σχεδόν όλες τις βάνες και κρουνούς πυρόσβεσης, γίνεται
έλεγχος της κατάστασης τους.
2.6 Περιγραφή της εργασίας εντοπισµού αφανών διαρροών
χρησιµοποιώντας τη πιλοτική εφαρµογή
Χρησιµοποιώντας τα δεδοµένα από το σύστηµα τηλεµετρίας και κυρίως τα επίπεδα της
ΕΝΚ αξιολογούµε καθηµερινά όλες της υποπεριοχές και αφού διαπιστωθεί ότι σε µια από
τις υποπεριοχές του ΣΥΛ υπάρχει αύξηση της ΕΝΚ και πρέπει να επέµβουµε για εντοπισµό
αφανών διαρροών τότε ακολουθούνται τα πιο κάτω βήµατα
1. Τα βήµατα 1,2 και 3 της διαδικασίας στην παράγραφο 2.5 συµπτύσσονται σε ένα µε
χρήση υπολογιστή και ΣΓΠ ως εξής:
Αφού αποφασιστεί η περιοχή ανάπτυξης των καταγραφικών ή ΟΕΑ∆
καταχωρεί στη βάση δεδοµένων µέσω του ΣΓΠ σε ποιο σηµείο πρόσβασης
τοποθετεί ή αφαιρεί κάθε καταγραφικό. Αν κάποιο σηµείο πρόσβασης
διαπιστωθεί ότι έχει κάποια βλάβη ή δεν µπορεί να χρησιµοποιηθεί για
κάποιο λόγο καταχωρείται η βλάβη ή το πρόβληµα.
2. Τα βήµατα 4,5, και 6 της διαδικασίας 2.5 θα γίνει προσπάθεια να συµπτυχθούν ως
εξής:
Το patroller επικοινωνεί µε τα καταγραφικά. Οι ενδείξεις θα κατεβάζονται
επί τόπου στον υπολογιστή. Τα δεδοµένα από τα καταγραφικά θα
φυλάγονται σε µορφή που να είναι προσβάσιµη από το ΣΓΠ, ούτως ώστε να
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
30
είναι δυνατή η άµεση απεικόνιση των ενδείξεων στο ΣΓΠ. Αφού η ΟΕΑ∆
συνεχίσει την έρευνα στα σηµεία που έδειξαν διαρροή, θα καταχωρεί τα
αποτελέσµατα στη βάση δεδοµένων.
3. Ακολουθεί η διαδικασία εντοπισµού µε χρήση του υπόλοιπου εξοπλισµού που
περιγράφηκε στην παράγραφο 2.2.
4. Εφόσον εντοπιστεί και επιδιορθωθεί µια διαρροή, τότε µετά την επιδιόρθωσή της
ακολουθεί µια ακόµα περιπολία για έλεγχο ύπαρξης και δεύτερης διαρροής ή
επιβεβαίωση του γεγονότος ότι δεν υπάρχει άλλη διαρροή.
5. Εφόσον εξακολουθούν να υπάρχουν διαρροές τα καταγραφικά παραµένουν στην
υποπεριοχή. Αν ο ρυθµός υπόδειξης πιθανών διαρροών µειωθεί, τότε τα
καταγραφικά µεταφέρονται αλλού.
6. Όταν η ΟΕΑ∆ επιστρέψει στο γραφείο θα εκτυπώνει τις εντολές µαζί µε χάρτη προς
το τµήµα εξωτερικών εργασιών για επιδιόρθωση των σηµείων πρόσβασης και
επιδιόρθωση τυχόν διαρροών. Οι εντολές θα επιστρέφονται αφού γίνει η
επιδιόρθωση, ώστε να καταχωρούνται τα αποτελέσµατα στις κατάλληλες βάσεις
δεδοµένων.
Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης
δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών
Πληροφοριών ’
Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24
31
Κεφάλαιο 3. Ανάλυση του προβλήµατος
3.1 Γενική περιγραφή
Εφόσον η γενική περιγραφή του προβλήµατος καλύπτεται στο κεφάλαιο 1, εδώ θα
περιοριστώ στην αναφορά των στόχων της πιλοτικής εφαρµογής. Κύριος σκοπός της
πιλοτικής εφαρµογής είναι να καταστήσει την όλη διαδικασία χωροθέτησης των
καταγραφικών και διαχείρισης των µετρήσεων αποτελεσµατική. Παράλληλα να επιτρέψει
την εύκολη καταχώρηση και ανάλυση των δεδοµένων µε τρόπο που να αποδίδει χρήσιµα
συµπεράσµατα και µετρήσιµα αποτελέσµατα. Η εφαρµογή θα υποστηρίζει:
Την αποτύπωση των καταγραφικών.
Θα καταγράφει ποιο καταγραφικό τοποθετήθηκε σε ποιο σηµείο πρόσβασης και πότε.
Την ανάκτηση, ανάλυση και αξιολόγηση των ενδείξεων.
Θα καταγράφει επίσης αν οι µετρήσεις από κάποιο καταγραφικό ήταν από διαρροή ή
από κάποια άλλη πηγή θορύβου και αν είναι δυνατό ποια ήταν αυτή η πηγή.
Την οπτικοποίηση των αντίστοιχων µετρήσεων.
Οι ενδείξεις θα µπορούν να οπτικοποιούνται στο ΣΓΠ τόσο αµέσως µετά τη λήψη τους,
για άµεση και επιτόπου αξιολόγηση από την ΟΕΑ∆ ( Οµάδα Εντοπισµού Αφανών
∆ιαρροών), όσο και µέσω αναφορών ή ερωτήσεων στη βάση δεδοµένων.
Τη δηµιουργία σχετικών αναφορών
∆ηµιουργία τόσο γραφικών όσο και πινακοποιηµένων αναφορών
Στατιστική ανάλυση αποτελεσµάτων.
Στατιστική ανάλυση των αποτελεσµάτων µε βάση χωρικές και χρονικές παραµέτρους
όπως επίσης και µε βάση περιγραφικές παραµέτρους του δικτύου και του υπεδάφους
(υλικό και διάµετρος αγωγού, τύπος υπεδάφους, κυκλοφοριακή φόρτιση και στάθµη
υπόγειων υδάτων). Τα αποτελέσµατα θα εκφράζονται σε γραφικές και πινακοποιηµένες
αναφορές.
Η πιλοτική εφαρµογή θα αξιοποιήσει και επεκτείνει τη λειτουργικότητα ενός εµπορικού
ΣΓΠ, το οποίο θα προσαρµοστεί στις ανάγκες της εφαρµογής, ώστε να απλοποιήσει τη
διαδικασία βελτιώνοντας την απόδοση της ΟΕΑ∆.
3.2 Ανάλυση απαιτήσεων
Κάθε σύστηµα του πραγµατικού κόσµου αποτελείται από δύο συνιστώσες. Τον άνθρωπο και
τις µηχανές. Με την εµφάνιση του υπολογιστή όµως κάθε σύστηµα του πραγµατικού
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24
Hou cs-ugp-2008-24

More Related Content

Similar to Hou cs-ugp-2008-24

THESIS άγγελος 649 ppts
THESIS    άγγελος 649 pptsTHESIS    άγγελος 649 ppts
THESIS άγγελος 649 pptsAggelos Ser
 
Παρουσίαση καλής πρακτικής: Η πρόταση του Υπουργείου Περιβάλλοντος και Ενέργε...
Παρουσίαση καλής πρακτικής: Η πρόταση του Υπουργείου Περιβάλλοντος και Ενέργε...Παρουσίαση καλής πρακτικής: Η πρόταση του Υπουργείου Περιβάλλοντος και Ενέργε...
Παρουσίαση καλής πρακτικής: Η πρόταση του Υπουργείου Περιβάλλοντος και Ενέργε...Υπουργείο Περιβάλλοντος και Ενέργειας
 
Christodoulou_Noise Loggers Application_30-10-08
Christodoulou_Noise Loggers Application_30-10-08Christodoulou_Noise Loggers Application_30-10-08
Christodoulou_Noise Loggers Application_30-10-08Chris Christodoulou
 
παρουσίαση θ3 π4 - βογιατζής
παρουσίαση   θ3 π4 - βογιατζήςπαρουσίαση   θ3 π4 - βογιατζής
παρουσίαση θ3 π4 - βογιατζήςKonstantinos Karagiannis
 
QGIS tutorial Hellenic OSGEO 2011 by Evkartenn
QGIS tutorial Hellenic OSGEO 2011 by EvkartennQGIS tutorial Hellenic OSGEO 2011 by Evkartenn
QGIS tutorial Hellenic OSGEO 2011 by EvkartennEvkartenn
 
Δράσεις ΟΑΣΠ-ΙΤΣΑΚ στην Κεφαλονιά μετά τους σεισμούς της 26/1 & 3/2/2014
Δράσεις ΟΑΣΠ-ΙΤΣΑΚ στην Κεφαλονιά μετά τους σεισμούς της 26/1 & 3/2/2014Δράσεις ΟΑΣΠ-ΙΤΣΑΚ στην Κεφαλονιά μετά τους σεισμούς της 26/1 & 3/2/2014
Δράσεις ΟΑΣΠ-ΙΤΣΑΚ στην Κεφαλονιά μετά τους σεισμούς της 26/1 & 3/2/2014Institute of Engineering Seismology and Earthquake Engineering
 
φάση β
φάση β φάση β
φάση β kosalive
 
A Navigation System For Underwater Vehicles Integrating DVL [Αυτόματη αποθήκε...
A Navigation System For Underwater Vehicles Integrating DVL [Αυτόματη αποθήκε...A Navigation System For Underwater Vehicles Integrating DVL [Αυτόματη αποθήκε...
A Navigation System For Underwater Vehicles Integrating DVL [Αυτόματη αποθήκε...Nikolaos Papantonopoulos
 
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_cArticle 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_cgefyra-rion
 
Konstantinos Koukoutegos Diploma Thesis Presentation
Konstantinos Koukoutegos Diploma Thesis PresentationKonstantinos Koukoutegos Diploma Thesis Presentation
Konstantinos Koukoutegos Diploma Thesis PresentationISSEL
 
Σύγχρονη Χαρτογραφία και Εθνική Υποδομή Γεωχωρικών Δεδομένων: προκλήσεις και ...
Σύγχρονη Χαρτογραφία και Εθνική Υποδομή Γεωχωρικών Δεδομένων: προκλήσεις και ...Σύγχρονη Χαρτογραφία και Εθνική Υποδομή Γεωχωρικών Δεδομένων: προκλήσεις και ...
Σύγχρονη Χαρτογραφία και Εθνική Υποδομή Γεωχωρικών Δεδομένων: προκλήσεις και ...Vassilios Vescoukis
 
Kritikakis_G_PhD_Dissertation
Kritikakis_G_PhD_DissertationKritikakis_G_PhD_Dissertation
Kritikakis_G_PhD_DissertationGeorge Kritikakis
 
Meep (aradippou) Environmental Study
Meep (aradippou) Environmental StudyMeep (aradippou) Environmental Study
Meep (aradippou) Environmental StudyAndy Varoshiotis
 
Ψηφιακή Χαρτογραφία με χρήση του λογισμικου Quantum GIS
Ψηφιακή Χαρτογραφία με χρήση του λογισμικου Quantum GISΨηφιακή Χαρτογραφία με χρήση του λογισμικου Quantum GIS
Ψηφιακή Χαρτογραφία με χρήση του λογισμικου Quantum GISJohn Tzortzakis
 

Similar to Hou cs-ugp-2008-24 (17)

Συνοπτική παρουσίαση του ΙΤΣΑΚ
Συνοπτική παρουσίαση του ΙΤΣΑΚΣυνοπτική παρουσίαση του ΙΤΣΑΚ
Συνοπτική παρουσίαση του ΙΤΣΑΚ
 
Γενική Δ/νση Υδάτων
Γενική Δ/νση Υδάτων Γενική Δ/νση Υδάτων
Γενική Δ/νση Υδάτων
 
THESIS άγγελος 649 ppts
THESIS    άγγελος 649 pptsTHESIS    άγγελος 649 ppts
THESIS άγγελος 649 ppts
 
Παρουσίαση καλής πρακτικής: Η πρόταση του Υπουργείου Περιβάλλοντος και Ενέργε...
Παρουσίαση καλής πρακτικής: Η πρόταση του Υπουργείου Περιβάλλοντος και Ενέργε...Παρουσίαση καλής πρακτικής: Η πρόταση του Υπουργείου Περιβάλλοντος και Ενέργε...
Παρουσίαση καλής πρακτικής: Η πρόταση του Υπουργείου Περιβάλλοντος και Ενέργε...
 
Christodoulou_Noise Loggers Application_30-10-08
Christodoulou_Noise Loggers Application_30-10-08Christodoulou_Noise Loggers Application_30-10-08
Christodoulou_Noise Loggers Application_30-10-08
 
παρουσίαση θ3 π4 - βογιατζής
παρουσίαση   θ3 π4 - βογιατζήςπαρουσίαση   θ3 π4 - βογιατζής
παρουσίαση θ3 π4 - βογιατζής
 
QGIS tutorial Hellenic OSGEO 2011 by Evkartenn
QGIS tutorial Hellenic OSGEO 2011 by EvkartennQGIS tutorial Hellenic OSGEO 2011 by Evkartenn
QGIS tutorial Hellenic OSGEO 2011 by Evkartenn
 
Δράσεις ΟΑΣΠ-ΙΤΣΑΚ στην Κεφαλονιά μετά τους σεισμούς της 26/1 & 3/2/2014
Δράσεις ΟΑΣΠ-ΙΤΣΑΚ στην Κεφαλονιά μετά τους σεισμούς της 26/1 & 3/2/2014Δράσεις ΟΑΣΠ-ΙΤΣΑΚ στην Κεφαλονιά μετά τους σεισμούς της 26/1 & 3/2/2014
Δράσεις ΟΑΣΠ-ΙΤΣΑΚ στην Κεφαλονιά μετά τους σεισμούς της 26/1 & 3/2/2014
 
φάση β
φάση β φάση β
φάση β
 
Απολογισμός Έρευνας 2014-2015
Απολογισμός Έρευνας 2014-2015Απολογισμός Έρευνας 2014-2015
Απολογισμός Έρευνας 2014-2015
 
A Navigation System For Underwater Vehicles Integrating DVL [Αυτόματη αποθήκε...
A Navigation System For Underwater Vehicles Integrating DVL [Αυτόματη αποθήκε...A Navigation System For Underwater Vehicles Integrating DVL [Αυτόματη αποθήκε...
A Navigation System For Underwater Vehicles Integrating DVL [Αυτόματη αποθήκε...
 
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_cArticle 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
 
Konstantinos Koukoutegos Diploma Thesis Presentation
Konstantinos Koukoutegos Diploma Thesis PresentationKonstantinos Koukoutegos Diploma Thesis Presentation
Konstantinos Koukoutegos Diploma Thesis Presentation
 
Σύγχρονη Χαρτογραφία και Εθνική Υποδομή Γεωχωρικών Δεδομένων: προκλήσεις και ...
Σύγχρονη Χαρτογραφία και Εθνική Υποδομή Γεωχωρικών Δεδομένων: προκλήσεις και ...Σύγχρονη Χαρτογραφία και Εθνική Υποδομή Γεωχωρικών Δεδομένων: προκλήσεις και ...
Σύγχρονη Χαρτογραφία και Εθνική Υποδομή Γεωχωρικών Δεδομένων: προκλήσεις και ...
 
Kritikakis_G_PhD_Dissertation
Kritikakis_G_PhD_DissertationKritikakis_G_PhD_Dissertation
Kritikakis_G_PhD_Dissertation
 
Meep (aradippou) Environmental Study
Meep (aradippou) Environmental StudyMeep (aradippou) Environmental Study
Meep (aradippou) Environmental Study
 
Ψηφιακή Χαρτογραφία με χρήση του λογισμικου Quantum GIS
Ψηφιακή Χαρτογραφία με χρήση του λογισμικου Quantum GISΨηφιακή Χαρτογραφία με χρήση του λογισμικου Quantum GIS
Ψηφιακή Χαρτογραφία με χρήση του λογισμικου Quantum GIS
 

Hou cs-ugp-2008-24

  • 1. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 1 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ∆ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ∆ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ HOU-CS-UGP-2008-24 «Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών» Χριστόδουλος Χριστοδούλου ΕΠΙΒΛΕΠ Ν ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: Εµµανουήλ Στεφανάκης ΠΑΤΡΑ 2007
  • 2. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 2 Πτυχιακή Εργασία HOU-CS-UGP-2008-24 Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών Χριστόδουλος Χριστοδούλου
  • 3. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 3 © ΕΑΠ, 2007 Η παρούσα διατριβή, η οποία εκπονήθηκε στα πλαίσια της ΘΕ ΠΛΗ40, και τα λοιπά αποτελέσµατα της αντίστοιχης Πτυχιακής Εργασίας (ΠΕ) αποτελούν συνιδιοκτησία του ΕΑΠ και του φοιτητή, ο καθένας από τους οποίους έχει το δικαίωµα ανεξάρτητης χρήσης και αναπαραγωγής τους (στο σύνολο ή τµηµατικά) για διδακτικούς και ερευνητικούς σκοπούς, σε κάθε περίπτωση αναφέροντας τον τίτλο και το συγγραφέα και το ΕΑΠ όπου εκπονήθηκε η ΠΕ καθώς και τον επιβλέποντα και την επιτροπή κρίσης.
  • 4. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 4 Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών Χριστόδουλος Χριστοδούλου ∆ρ. Εµµανουήλ Στεφανάκης ∆ρ. Βασίλειος Φωτόπουλος ∆ρ. Αθανάσιος Σκόδρας Επικ. Καθ. Χαροκόπειο Πανεπιστήµιο – ΣΕΠ ΠΛΗ10, ΠΛΗ40 Ερευνητής, Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο ΣΕΠ ΠΛΗ21, ΠΛΗ40 Καθηγητής Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστηµίου Περίληψη: Η πτυχιακή εργασία αφορά στη µελέτη και ανάλυση ενός πραγµατικού προβλήµατος στο Συµβούλιο Υδατοπροµήθειας Λάρνακας (ΣΥΛ) και την ανάπτυξη µιας πιλοτικής εφαρµογής. Αντικείµενο µελέτης αποτελεί η µεθοδολογία καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης των δεδοµένων που συλλέγουν τα καταγραφικά θορύβου, που τοποθετούνται στο δίκτυο ύδρευσης. Κεντρικό λογισµικό για την ανάπτυξη της εφαρµογής αποτελούν τα Συστήµατα Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS). Το Συµβούλιο Υδατοπροµήθειας Λάρνακας (ΣΥΛ) εφαρµόζει ειδικές συσκευές, που καλούνται καταγραφικά θορύβου (περίπου 150), και οι οποίες τοποθετούνται πάνω στις βάνες που υπάρχουν στο δίκτυο ύδρευσης µε απώτερο στόχο τον εντοπισµό προβληµάτων στην υδροδότηση. Συγκεκριµένα, τα καταγραφικά θορύβου µετρούν και αναλύουν τα επίπεδα του θορύβου στους αγωγούς, και εντοπίζουν την πιθανή διαρροή σε αγωγό του δικτύου πλησίον της θέσης τους. Τα καταγραφικά αυτά µετακινούνται κατά διαστήµατα σε διαφορετικές περιοχές του δικτύου. Στα πλαίσια της εργασίας έχει γίνει µια λεπτοµερής περιγραφή του προβλήµατος των απωλειών στα δίκτυα ύδρευσης, της τεχνολογίας που υπάρχει σήµερα και χρησιµοποιείται από το Συµβούλιο Υδατοπροµήθειας Λάρνακας (ΣΥΛ) και ειδικότερα τη µεθοδολογία και
  • 5. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 5 τα εργαλεία που χρησιµοποιεί το ΣΥΛ σήµερα για την αξιοποίηση των καταγραφικών για τον εντοπισµό των αφανών διαρροών. Στη συνέχεια έγινε ανάλυση των απαιτήσεων, η προδιαγραφή του συστήµατος και ακολούθησαν οι λεπτοµερείς λειτουργικές προδιαγραφές. Σε όλα τα στάδια της ανάλυσης λαµβανόταν πάντα υπόψη το γεγονός ότι το ΣΥΛ δεν ήθελε να επενδύσει στο παρόν στάδιο σε νέο εξοπλισµό η λογισµικό. Η υλοποίηση του συστήµατος έγινε µε χρήση των εργαλείων τα οποία ήταν διαθέσιµα στο ΣΥΛ, γι’ αυτό χρησιµοποιήθηκαν το Σύστηµα Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΣΓΠ) ArcGis, η Visual Basic for Applications και τα ArcObjects που είναι µέρος του ΣΓΠ. Η βάση δεδοµένων υλοποιήθηκε σε Microsoft Access 2003. Για τους σκοπούς της εφαρµογής χρησιµοποιήθηκαν γεωγραφικές πληροφορίες από διαφορετικές πηγές και σε διαφορετική µορφή και οι οποίες µετατράπηκαν σε Shapefiles (.shp) τα οποία αργότερα εισήχθηκαν στη Γεωβάση που ετοιµάστηκε και χρησιµοποιήθηκε για την υλοποίηση της πιλοτικής εφαρµογής. Το σύστηµα δοκιµάστηκε σε πραγµατικές συνθήκες στο ΣΥΛ µε την υλοποίηση όλης της διαδικασίας χωροθέτησης, ανάλυσης, οπτικοποίησης και καταγραφής των διαρροών µέσω της πιλοτικής εφαρµογής. Το αποτέλεσµα ήταν η εφαρµογή να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις και να λειτουργήσει ικανοποιητικά βοηθώντας την Οµάδα Εντοπισµού Αφανών ∆ιαρροών (ΟΕΑ∆) στο έργο της. Η εφαρµογή χρησιµοποιήθηκε µε επιτυχία στη χωροθέτηση των καταγραφικών, καθώς και την ανάκτηση, ανάλυση, αξιολόγηση και οπτικοποίηση των αντίστοιχων µετρήσεων στο ΣΓΠ βοηθώντας την ΟΕΑ∆ στην εργασία της σε όλα τα στάδια της διαδικασίας µέχρι και τη καταχώρηση των δεδοµένων σχετικά µε τις εντοπιζόµενες διαρροές και στη καταχώρηση στο ΣΓΠ των σηµείων όπου εντοπίστηκαν διαρροές. Μέσω του ΣΓΠ έχουν παραχθεί θεµατικοί χάρτες οι οποίοι συγκρίνουν τη θέση των διαρροών µε παραµέτρους όπως ηλικία, υλικό κατασκευής και διάµετρος των αγωγών, η κυκλοφοριακή φόρτιση των δρόµων και το ύψος των υπογείων υδάτων. Λέξεις-κλειδιά: Συστήµατα γεωγραφικών πληροφοριών, Αφανείς διαρροές, ∆ίκτυο ύδρευσης, Καταγραφικά θορύβου, Εντοπισµός αφανών διαρροών . Περιεχόµενο: Κείµενο, εφαρµογή συστηµάτων γεωγραφικών πληροφοριών, πρόγραµµα σε γλώσσα Visual Basic for Applications, πιλοτική εφαρµογή.
  • 6. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 6 A system for the recording, analysing and visualising of leak noise loggers data using a Geographical Information System. Christodoulos Christodoulou Dr. Emmanuel Stefanakis Dr. Vasilios Photopoulos Dr. Skodras Athanasios Assist. Prof. Harokopio University of Athens and Instructor at HOU Instructor at HOU Professor HOU Abstract: The purpose of this thesis is the study of a real life problem at the Larnaca Water Board (LWB) and the development of a pilot application. The object of study constitutes the methodology of recording, analysing and visualising of data collected by leak noise loggers which are placed at the water supply network. The main software for the development of the pilot application is a Geographical Information System. LWB deploys the noise loggers, roughly 150, at its water distribution network typically on valves and fire hydrants aiming at the localization of leaks. The noise loggers measure and analyze the levels of noise in the network with their internal algorithm, indicating the possibility of a leak. The noise loggers are moved from time to time at different areas of the network. This thesis begins with a detail description of the problem of water losses, the technology that exists today and is used by the LWB and more specifically the methodology and the tools that are used by the LWB in conjunction with the noise loggers for the localisation of leaks. The requirements analysis, system specification and the detail functional specifications followed. In all stages of analysis it was taken into consideration the LWB reluctance in investing in any new software of hardware. The development of the system took place using the tools that were available at the LWB. ESRI’s ArcGis was used as the Geographical System and Visual Basic for Applications was used as the development system. ArcObjects were used to control and use the ArcGis functionality. The database system used is the Microsoft Access 2003.
  • 7. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 7 For the development of the pilot application we needed geographical information from different sources which was in different formats and it was converted to Shapefiles (. shp), the ArcGis format. Shapefiles were later imported in the Geodatabase that was prepared and was used for the development of the pilot application. The system was tested in real life conditions by the LWB personnel utilising it for their daily work routine. The result was that the application was functioning satisfactorily helping the LWB personnel in their work. The application was used with success in the deployment of the noise loggers, as well as the data retrieval, analysis, evaluation and visualization of data in the GIS helping the LWB personnel at all stages of their work including the recording of leak data and drawing of points on the corresponding GIS layer showing where a leak was detected. The GIS was also used to produce thematic maps which compared the detected leak positions against such parameters as age, material of manufacture and diameter of pipe lines, the traffic load and the level of underground water. Words - keys: Geographic information systems, Leak detection, Water network, Noise loggers, Leakage. Content: Text, application of geographical information systems, programming using Visual Basic for Applications, pilot application.
  • 8. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 8 Περιεχόµενα 1 ΕΙΣΑΓ ΓΗ 1.1 Αντικείµενο µελέτης 12 1.2 Συµβούλιο Υδατοπροµήθειας Λάρνακας 13 1.3 Μεθοδολογία λύσης 15 1.3.1 ∆ιαδικασία ανάπτυξης εφαρµογής 15 1.3.2 Εργαλεία υλοποίησης της εφαρµογής 15 1.4 ∆οµή πτυχιακής εργασίας 16 2 Η ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΥ ΑΦΑΝ Ν ∆ΙΑΡΡΟ Ν 2.1 Το πρόβληµα των απωλειών 18 2.2 Εξοπλισµός εντοπισµού αφανών διαρροών 19 2.2.1 Ακροαστική ράβδος 20 2.2.2 Ηλεκτρονική ακουστική ράβδος 21 2.2.3 ∆ιάφοροι τύποι µικροφωνικών συσκευών 21 2.2.4 Ακουστικός συσχετιστής 21 2.2.5 ∆ιάφοροι τύποι καταγραφικών θορύβου 22 2.2.6 Καταγραφικά θορύβου Permalog 24 2.2.7 Συσκευή επικοινωνίας µε Permalog, Patroller 25 2.3 Λογισµικό που χρησιµοποιείται στον εντοπισµό αφανών ∆ιαρροών 26 2.3.1 Λογισµικό επεξεργασίας µετρήσεων Permalog 26 2.4 Αξιοποίηση συστήµατος Τηλεµετρίας 27 2.5 Περιγραφή της εργασίας εντοπισµού άδηλων ή αφανών διαρροών µε τις υφιστάµενες διαδικασίες. 28 2.6 Περιγραφή της εργασίας εντοπισµού αφανών διαρροών χρησιµοποιώντας τη πιλοτική εφαρµογή 29
  • 9. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 9 3 ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ 3.1 Γενική περιγραφή 31 3.2 Ανάλυση απαιτήσεων 31 3.3 Προδιαγραφή απαιτήσεων 35 3.3.1 Επιλογή 1 ∆ιαχείριση αρχείων 35 3.3.2 Επιλογή 2 Σχεδιασµός δροµολογίων 36 3.3.3 Επιλογή 3 Ανάπτυξη Permalog 37 3.3.4 Επιλογή 4 Περιπολία 37 3.3.5 Επιλογή 5 Ανάληψη Permalog 38 3.3.6 Επιλογή 6 Οπτικοποίηση Μετρήσεων 39 3.3.7 Επιλογή 7 Αναφορές 39 3.3.9 Επιλογή 8 ∆ηµοσίευση στο Internet / Intranet 40 3.4 Λειτουργικές απαιτήσεις 40 3.5 Μοντελοποίηση συστήµατος 46 3.5.1 ∆ιάγραµµα ροής δεδοµένων 46 3.5.2 ∆ιάγραµµα οντοτήτων συσχετίσεων 54 3.5.3 ∆ιάγραµµα µετάβασης καταστάσεων 56 3.5.4 Λεξικό δεδοµένων 56 4 ΕΠΙΛΟΓΗ ΕΡΓΑΛΕΙ Ν 4.1 Γεωγραφικά Συστήµατα Πληροφοριών 62 4.1.1 Γενικά για γεωγραφικά συστήµατα πληροφοριών 62 4.1.2 Λογισµικό ArcGIS 65 4.1.3 ArcMap 66 4.1.4 ArcCatalog 67 4.1.5 ArcToolbox 68 4.1.6 Visual Basic for Applications 68 4.1.7 ArcObjects 69
  • 10. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 10 4.2 Βάση ∆εδοµένων 69 4.3 Ενδιάµεσα εργαλεία 72 5 ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ 5.1 Αναβολή απαιτήσεων 73 5.2 Ψηφιακή πληροφορία 74 5.2.1 ∆ιαθέσιµη πληροφορία 74 5.2.2 Ψηφιακή πληροφορία από το Τ.Κ.Χ. 75 5.2.3 Πληροφορία εξαχθείσα από δορυφορικές φωτογραφίες 75 5.2.4 Μετατροπή από αρχεία Map και .e00 σε αρχεία ESRI shape file 76 5.2.5 Συνδυασµένη πληροφορία 78 5.3 Υλοποίηση Βάσης ∆εδοµένων 81 5.4 Υλοποίηση πιλοτικής εφαρµογής 83 5.4.1 Υλοποίηση στο ArcMap µε ArcObjects και VBA 84 6 ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ 6.1 Περιγραφή της εργασίας εντοπισµού άδηλων ή αφανών διαρροών µε χρήση του συστήµατος. 89 6.2 Λεπτοµερής περιγραφή της χρήσης του συστήµατος 90 6.3 ∆οκιµή συστήµατος 82 6.4 Αποτελέσµατα – Συµπεράσµατα 94 6.3.1 Αποτελέσµατα 94 6.3.2 Συµπεράσµατα από τη χρήση του συστήµατος 96 6.4 Επόµενο βήµα 97 Αναφορές 99 7 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ
  • 11. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 11 Παράρτηµα A Πίνακες γεωγραφικών δεδοµένων 101 Παράρτηµα Β Πίνακες περιγραφικών δεδοµένων 105 Παράρτηµα Γ ∆ιεπαφές χρήστη (GUI) 108 Παράρτηµα ∆ Θεµατικοί χάρτες 119 Παράρτηµα E ∆ικαιώµατα χρήσης (Copyright) 125
  • 12. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 12 Κεφάλαιο 1. Εισαγωγή 1.1 Αντικείµενο µελέτης Το Συµβούλιο Υδατοπροµήθειας Λάρνακας (ΣΥΛ) διαθέτει ειδικές συσκευές, που καλούνται καταγραφικά θορύβου (περίπου 150), και οι οποίες τοποθετούνται πάνω στις βάνες που υπάρχουν στο δίκτυο ύδρευσης µε απώτερο στόχο τον εντοπισµό προβληµάτων στην υδροδότηση. Συγκεκριµένα, τα καταγραφικά θορύβου µετρούν και αναλύουν τα επίπεδα του θορύβου στους αγωγούς, και εντοπίζουν την πιθανή διαρροή σε αγωγό του δικτύου πλησίον της θέσης τους. Τα καταγραφικά αυτά µετακινούνται κατά διαστήµατα σε διαφορετικές περιοχές του δικτύου. Η διαδικασία χωροθέτησης των καταγραφικών και αποθήκευσης των αποτελεσµάτων γίνεται από ειδικό συνεργείο επί αναλογικών (εκτυπωµένων) χαρτών, και εν συνεχεία καταχωρούνται σε ένα υπολογιστικό σύστηµα. Ο υφιστάµενος τρόπος εργασίας είναι αναποτελεσµατικός και δεν επιτρέπει την ανάλυση των αποτελεσµάτων µε τρόπο που να αποδίδει χρήσιµα συµπεράσµατα. Η πτυχιακή εργασία έχει ως αντικείµενο την ανάπτυξη µιας πιλοτικής εφαρµογής η οποία θα καταστήσει τη διαδικασία αποτελεσµατική και θα επιτρέπει την εύκολη καταχώρηση και ανάλυση των δεδοµένων µε τρόπο που να αποδίδει χρήσιµα συµπεράσµατα και µετρήσιµα αποτελέσµατα. Η πιλοτική εφαρµογή θα υποστηρίζει: Τον εντοπισµό των καταγραφικών. Θα καταγράφει ποιο καταγραφικό τοποθετήθηκε σε ποιο σηµείο πρόσβασης και πότε. Την ανάκτηση, ανάλυση και αξιολόγηση των ενδείξεων. Θα καταγράφει επίσης αν η υπόδειξη από το συγκεκριµένο καταγραφικό ήταν από διαρροή ή από κάποια άλλη πηγή θορύβου και αν είναι δυνατό ποια ήταν αυτή η πηγή. Την οπτικοποίηση των αντίστοιχων µετρήσεων. Οι ενδείξεις θα οπτικοποιούνται στο Σύστηµα Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΣΓΠ), για άµεση αξιολόγηση από την ΟΕΑ∆ ( Οµάδα Εντοπισµού Αφανών ∆ιαρροών). Τη δηµιουργία σχετικών αναφορών ∆ηµιουργία τόσο γραφικών όσο και πινακοποιηµένων αναφορών Στατιστική ανάλυση αποτελεσµάτων. Στατιστική ανάλυση των αποτελεσµάτων µε βάση χωρικές και χρονικές παραµέτρους όπως επίσης και µε βάση περιγραφικές παραµέτρους του δικτύου και του υπεδάφους (Υλικό και
  • 13. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 13 διάµετρος αγωγού, τύπος υπεδάφους, κυκλοφοριακή φόρτιση και στάθµη υπόγείων υδάτων). Τα αποτελέσµατα θα εκφράζονται σε γραφικές και πινακοποιηµένες αναφορές. Η πιλοτική εφαρµογή θα αξιοποιήσει και επεκτείνει τη λειτουργικότητα ενός εµπορικού ΣΓΠ, το οποίο θα προσαρµοστεί στις ανάγκες της εφαρµογής. 1.2 Συµβούλιο Υδατοπροµήθειας Λάρνακας Το Συµβούλιο Υδατοπροµήθειας Λάρνακας (ΣΥΛ) είναι ηµικρατικός οργανισµός (νοµικό πρόσωπο δηµοσίου δικαίου). Εγκαθιδρύθηκε µε ∆ιάταγµα του Υπουργικού Συµβουλίου, που δηµοσιεύτηκε στην Επίσηµη Εφηµερίδα της Κυπριακής ∆ηµοκρατίας στις 11 Μαρτίου 1965, δυνάµει του περί Υδατοπροµήθειας (∆ηµοτικές και Άλλες Περιοχές) Νόµου, Κεφ. 350 και του άρθρου 188 του Συντάγµατος. Το ΣΥΛ εκτελεί καθήκοντα και ασκεί εξουσίες µέσα στα δηµοτικά όρια της πόλης της Λάρνακας και στην τουριστική περιοχή Λάρνακας – ∆εκέλειας. Σήµερα εργοδοτεί 60 υπαλλήλους, λειτουργεί υδρευτικό δίκτυο 350 χιλιοµέτρων και προµηθεύει µε νερό 32.000 καταναλωτές ( νοικοκυριά και επιχειρήσεις) που αναλογούν σε πληθυσµό 70.000 ατόµων. (http://www.lwb.org.cy [11]) Έχοντας τις δεξαµενές αποθήκευσης σε υψόµετρο 100 µέτρων από το επίπεδο της θάλασσας δε χρειάζεται άντληση για την παροχή νερού αλλά αυτό επιτυγχάνεται χρησιµοποιώντας τη βαρύτητα. Το δίκτυο υδροδότησης χωρίζεται σε δύο βασικά µέρη. Το δίκτυο µεταφοράς και το δίκτυο διανοµής. Το δίκτυο µεταφοράς αποτελείται από αγωγούς διαµέτρου από 250mm µέχρι 700mm µε πίεση λειτουργίας που κυµαίνεται από τα 3,5bar µέχρι και τα 10bar µέγιστη πίεση και µεταφέρει το νερό από τις δεξαµενές προς τις 20 υποπεριοχές του δικτύου διανοµής, το οποίο αποτελείται από αγωγούς των 80mm µέχρι 250mm µε µέγιστη πίεση λειτουργίας µέχρι και τα 5bar. Η καθεµιά από τις υποπεριοχές αποτελεί ουσιαστικά ένα µικρότερο ανεξάρτητο δίκτυο το οποίο υδροδοτείται από ένα σηµείο στο οποίο µετράται η παροχή νερού και ρυθµίζεται η πίεση παροχής. Οι κύριες δραστηριότητες του ΣΥΛ είναι: Παροχή επαρκούς ποσότητας και καλής ποιότητας πόσιµου νερού για κατανάλωση στα νοικοκυριά, για βιοµηχανική και εµπορική χρήση, για πυρόσβεση και για παροχή νερού σε πλοία που προσεγγίζουν το λιµάνι της Λάρνακας. Επέκταση του δικτύου περιλαµβανοµένων των κεντρικών αγωγών και των οικιακών παροχών. Συντήρηση και επιδιόρθωση του δικτύου, των οικιακών παροχών και των υδροµετρητών
  • 14. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 14 Καταµέτρηση της κατανάλωσης νερού, τιµολόγηση και είσπραξη λογαριασµών (http://www.lwb.org.cy [11]) Οι κυριότεροι σταθµοί στην ιστορία του ΣΥΛ. 1965 Εγκαθίδρυση Συµβουλίου Υδατοπροµήθειας Λάρνακας. 1967 Αντικατάσταση του δικτύου διανοµής νερού µέσα στην πόλη και όλων των οικιακών παροχών. Αντικατάσταση όλων των σακοραφιών µε υδροµετρητές. Το σακοράφι ήταν ένας µεταλλικός δίσκος µε οπή στο κέντρο(Orifice plate). Ο καταναλωτής πλήρωνε ένα καθορισµένο ποσό, ανάλογα µε το µέγεθος της οπής. 1977 Συµπλήρωση της κατασκευής νέων υδατοδεξαµενών χωρητικότητας 8.000 κ.µ. Βελτίωση/αντικατάσταση δικτύου και εγκατάσταση υδροµετρητών στις πρώην τουρκοκυπριακές συνοικίες της Λάρνακας. ( Από το 1965 µέχρι το 1974 έπαιρναν νερό χωρίς χρέωση) 1985 Εισαγωγή συστήµατος παρακολούθησης και εντοπισµού διαρροών από το δίκτυο υδατοπροµήθειας. 1986 Μηχανογράφηση συστήµατος έκδοσης λογαριασµών. 1991 Εγκατάσταση και λειτουργία τηλεµετρικού συστήµατος αυτόµατης πληροφόρησης και ελέγχου του δικτύου υδατοπροµήθειας. 1995 Εγκατάσταση νέου συστήµατος καταγραφής της κατανάλωσης µε τη χρήση φορητών ηλεκτρονικών υπολογιστών χειρός. Ψηφιοποίηση των κτηµατικών σχεδίων και των τοπογραφικών χαρτών µε όλες τις πληροφορίες αναφορικά µε το δίκτυο υδροδότησης. 1998 Μελέτη για βελτίωση, αναβάθµιση, επέκταση και αντικατάσταση του Συστήµατος Υδατοπροµήθειας Λάρνακας. 2002 Σχεδιασµός µιας πρότυπης, ενιαίας και σύγχρονης πληροφοριακής πλατφόρµας για το Συµβούλιο σε συνεργασία µε το Πανεπιστήµιο Κύπρου. 2003 Εισαγωγή ηλεκτρονικοακουστικού εξοπλισµού και συστηµάτων παρακολούθησης και εντοπισµού άδηλων διαρροών. 2004 Εγκατάσταση νέου συστήµατος τιµολόγησης και έκδοσης λογαριασµών. 2006 Ολοκλήρωση της εγκατάστασης νέου κεντρικού αγωγού µεταφοράς νερού, διαµέτρου 500 χιλιοστών από τη συµβολή των δρόµων Λάρνακας – Λευκωσίας και Λάρνακας Λεµεσού µέχρι το λιµάνι της Λάρνακας (Λεωφόρος Στρατηγού Τιµάγια). (http://www.lwb.org.cy [11]) Λόγω της συνεχούς κατάστασης λειψυδρίας που πλήττει ολόκληρη την Κύπρο και ιδιαίτερα την πόλη και επαρχία Λάρνακας το ΣΥΛ (όπως φαίνεται και πιο πάνω) από το 1985 άρχισε τις οργανωµένες προσπάθειες για έλεγχο των απωλειών στο δίκτυο υδροδότησης. Τότε χωρίστηκε το δίκτυο υδροδότησης σε 13 ανεξάρτητες υδραυλικά υποπεριοχές, οι οποίες
  • 15. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 15 έπαιρναν νερό από ένα σηµείο στο οποίο παρακολουθείται ή ροή και ελέγχεται η πίεση παροχής µέσω πιεζοθραυστικής βαλβίδας (PRV). Το 1991 εγκαταστάθηκε το σύστηµα τηλεµετρίας και τηλεχειρισµού µέσω του οποίου παρακολουθούµε τα σηµεία παροχής στις υποπεριοχές και ελέγχουµε (κλείνουµε κατά βούληση) την παροχή στο κάθε σηµείο. 1.3 Μεθοδολογία λύσης Στα πλαίσια της πτυχιακής εργασίας θα γίνει ανάλυση απαιτήσεων και αναγκών µε τη µέθοδο των προσωπικών συνεντεύξεων µε το προσωπικό, το οποίο θα χειρίζεται την εφαρµογή, και το προσωπικό, το οποίο θα ελέγχει και θα αναλύει τα αποτελέσµατα. Η µεθοδολογία που θα ακολουθηθεί θα βασιστεί, στην ανάλυση του προβλήµατος και χρήση των κατάλληλων εργαλείων για την επίλυση του. Αν και υπάρχουν αρκετά εργαλεία που θα µπορούσαν να χρησιµοποιηθούν για τη λύση του προβλήµατος, εντούτοις πρέπει να τεθούν κάποιες προϋποθέσεις. Αν υπάρχει κάποιο κατάλληλο εργαλείο διαθέσιµο στο ΣΥΛ τότε να προτιµηθεί, αν όχι να προτιµηθεί εργαλείο για το οποίο υπάρχει διαθέσιµη τοπική υποστήριξη. 1.3.1 ∆ιαδικασία ανάπτυξης εφαρµογής Θα γίνουν συνεντεύξεις µε το προσωπικό το οποίο θα χειρίζεται την εφαρµογή και το προσωπικό το οποίο θα ελέγχει και θα αναλύει τα αποτελέσµατα, για διαπίστωση των απαιτήσεων και αναγκών τους. Θα ετοιµαστούν οι προδιαγραφές της εφαρµογής σύµφωνα µε την ανάλυση απαιτήσεων και αναγκών που προηγήθηκε. Θα ακολουθήσει ο σχεδιασµός και η µοντελοποίηση της εφαρµογής σύµφωνα µε τις προδιαγραφές. Θα ακολουθήσει η υλοποίηση της εφαρµογής σύµφωνα µε τη σχεδίαση που θα έχει προηγηθεί. Τέλος θα ακολουθήσει η δοκιµή µε πραγµατικά δεδοµένα από το ΣΥΛ. 1.3.2 Εργαλεία υλοποίησης της εφαρµογής Σύστηµα ∆ιαχείρισης Βάσεων ∆εδοµένων. Το σύστηµα διαχείρισης βάσεων δεδοµένων που θα χρησιµοποιηθεί θα είναι η Microsoft Access λόγω α) της δυνατότητας της να χειριστεί τον όγκο των δεδοµένων και β) της διαθεσιµότητας της στο ΣΥΛ. Σύστηµα Γεωγραφικών Πληροφοριών.
  • 16. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 16 Το ΣΓΠ που θα χρησιµοποιηθεί είναι το ArcGIS 9 λόγω της διάθεσης του από το ΣΥΛ. Υπάρχουν αρκετά άλλα ΣΓΠ που θα µπορούσαν να χρησιµοποιηθούν αλλά το γεγονός ότι ο οργανισµός διαθέτει αυτό το πακέτο και το προσωπικό του οργανισµού θα εκπαιδευτεί σε αυτό το πακέτο, µας υποχρεώνει να το χρησιµοποιήσουµε. Εργαλεία επέκτασης του ΣΓΠ. Μαζί µε το ArcGis 9 η ESRI παρέχει και ένα µεγάλο αριθµό προγραµµατιστικών συστατικών (components) τα οποία καλεί Arc Objects. Τα Arc Objects βασίζονται στη τεχνολογία COM επιτρέποντας τη χρήση τους στην ανάπτυξη εφαρµογών ανεξάρτητα γλώσσας προγραµµατισµού. Γλώσσα προγραµµατισµού. Θα χρησιµοποιηθεί η Visual Basic for Applications ή οποία προσφέρεται από το ΣΓΠ. Η έκδοση της Visual Basic for Applications που προσφέρεται µαζί µε το ArcGis 9 είναι σχεδιασµένη για να εκµεταλλεύεται τις δυνατότητες του ΣΓΠ. Συσκευή επικοινωνίας µε τα καταγραφικά. Αυτή υπάρχει και είναι µέρος του συστήµατος. Περιγράφεται µε λεπτοµέρεια στη παράγραφο 2.2.7 Θα καταβληθεί προσπάθεια για εξασφάλιση της συνεργασίας της κατασκευάστριας εταιρείας για να απλοποιηθεί η διαδικασία και τα δεδοµένα να κατεβαίνουν στον υπολογιστή σε µορφή χρησιµοποιήσιµη από το ΣΓΠ ή από τη βάση δεδοµένων. Λογισµικό διαχείρισης δεδοµένων Το λογισµικό (Permalog) το οποίο χρησιµοποιείται για τη σειριακή σύνδεση υπολογιστή και του Patroller. Περιγράφεται µε λεπτοµέρεια στην παράγραφο 2.3.1 ∆ιαδικτυακή τεχνολογία Θα καταβληθεί προσπάθεια για χρήση της τεχνολογίας του Google Maps API και Goole Earth στην απεικόνιση αποτελεσµάτων και τη δηµοσίευσή τους στον Παγκόσµιο Ιστό. 1.4 ∆οµή πτυχιακής εργασίας Κεφάλαιο 1 Στο κεφάλαιο 1 γίνεται µια εισαγωγή στο αντικείµενο ης εργασίας και µια περιγραφή του Συµβουλίου Υδατοπροµήθειας Λάρνακας που είναι ο Οργανισµός στον οποίο εργάζοµαι και ο οποίος αντιµετωπίζει το πρόβληµα. Κεφάλαιο 2 Στο κεφάλαιο 2 γίνεται µια πιο αναλυτική παρουσίαση του προβλήµατος των απωλειών στα δίκτυα ύδρευσης, των µεθόδων αντιµετώπισής τους και του εξοπλισµού που χρησιµοποιείται στο ΣΥΛ.
  • 17. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 17 Κεφάλαιο 3 Στο κεφάλαιο 3 γίνεται η λεπτοµερής ανάλυση και αφού ετοιµαστούν οι προδιαγραφές της λύσης γίνεται η µοντελοποίηση της λύσης και ο σχεδιασµός του συστήµατος. Κεφάλαιο 4 Στο κεφάλαιο 4 γίνεται µια επισκόπηση των εργαλείων που θα χρησιµοποιηθούν για την υλοποίηση της ανάλυσης και του σχεδιασµού του κεφαλαίου 4. Κεφάλαιο 5 Στο κεφάλαιο 5 γίνεται η υλοποίηση του συστήµατος ξεκινώντας µε την προετοιµασία της ψηφιακής πληροφορίας, υλοποίηση της βάσης δεδοµένων, κατασκευή των διεπαφών και τέλος το δέσιµο όλων µε τη συγγραφή του απαραίτητου κώδικα. Κεφάλαιο 6 Στο κεφάλαιο 6 περιγράφεται η εργασία µε τη χρήση της εφαρµογής, γίνεται η δοκιµή του συστήµατος µε πραγµατικά δεδοµένα που µαζεύονται την ώρα εργασίας από την οµάδα εντοπισµού αφανών διαρροών και τέλος παρατίθενται τα αποτελέσµατα της δοκιµής τα συµπεράσµατα και προτείνονται διάφοροι τρόποι βελτίωσης.
  • 18. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 18 Κεφάλαιο 2. Η εργασία εντοπισµού αφανών διαρροών 2.1 Το πρόβληµα των απωλειών Σε όλα τα δίκτυα ύδρευσης υπάρχει πάντοτε µια διαφορά ανάµεσα στην ποσότητα του νερού που εισέρχεται στο δίκτυο και στην ποσότητα του νερού που καταγράφεται και τιµολογείται. Αυτή η ατιµολόγητη ποσότητα νερού χαρακτηρίζεται συλλογικά σαν απώλειες του δικτύου. Κάποιες από αυτές τις απώλειες είναι αναπόφευκτες, όπως για παράδειγµα οι πολύ µικρές απώλειες στις συνδέσεις των αγωγών οι οποίες πολλαπλασιαζόµενες µε το πλήθος των αγωγών ανέρχονται σε ένα σεβαστό αριθµό κυβικών µέτρων νερού. Αυτός ο αριθµός εξαρτάται κυρίως από το υλικό και την ηλικία των αγωγών, την ποιότητα των εργασιών κατασκευής του δικτύου, το υπέδαφος και την κυκλοφοριακή φόρτιση. Άλλη σοβαρή πηγή απώλειας νερού ή καλύτερα πηγή αύξησης της ατιµολόγητης ποσότητας νερού είναι οι ανακρίβειες στην καταγραφή του νερού από τα υδρόµετρα. Αυτό οφείλεται στη λανθασµένη διαστασιολόγηση των υδροµέτρων ή του αγωγού υδροληψίας, στα ακατάλληλα υδρόµετρα ή ακόµα και στη λανθασµένη διαδικασία καταµέτρησης. Μια ακόµα πηγή απωλειών είναι οι διαρροές από το δίκτυο και πιο συγκεκριµένα οι θραύσεις. Οι οποίες χωρίζονται σε δυο κατηγορίες, αυτές που είναι εµφανείς, δηλαδή το νερό ανεβαίνει στην επιφάνεια και η διαρροή γίνεται αντιληπτή, και σε αυτές που το νερό δεν ανεβαίνει στην επιφάνεια και ονοµάζονται αφανείς διαρροές. Οι εµφανείς διαρροές συνήθως είναι θραύσεις των κύριων αγωγών ή των αγωγών υδροληψίας και βγαίνουν στην επιφάνεια σχεδόν αµέσως οπότε και επιδιορθώνονται σχετικά γρήγορα µε σχετικά µικρή απώλεια νερού ή οποία είναι πιο εύκολο να υπολογιστεί. Οι αφανείς διαρροές µπορεί να είναι µικρές απώλειες στις συνδέσεις των αγωγών ή στα εξαρτήµατα ή ακόµα και µικρές θραύσεις στους αγωγούς που ξεκινούν µε µικρή απώλεια νερού η οποία αυξάνει σταδιακά. Ο λόγος που δίνουµε µεγάλη σηµασία στις αφανείς διαρροές είναι το γεγονός της µακρόχρονης απώλειας νερού που έχει σαν αποτέλεσµα, µέχρι να εντοπιστεί µια µικρή αφανής διαρροή σε αγωγό υδροληψίας, να έχει συνολικά πολύ µεγαλύτερη απώλεια από µια εµφανή θραύση σε κύριο αγωγό διανοµής. Στην κατηγορία των αφανών διαρροών έχουµε και θραύσεις των κύριων αγωγών ή των αγωγών υδροληψίας µε σοβαρή απώλεια νερού που λόγω της µορφολογίας του εδάφους δε βγαίνουν στην επιφάνεια. Αυτές γενικά είναι πιο εύκολο να βρεθούν, διότι συνήθως προκαλούν προβλήµατα στην υδροδότηση των καταναλωτών και πολλές φορές καθιζήσεις στο οδόστρωµα. Το ερώτηµα εδώ είναι για πόσο καιρό προηγουµένως χανόταν νερό προτού εµφανιστούν προβλήµατα ή καθιζήσεις.
  • 19. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 19 2.2 Εξοπλισµός εντοπισµού αφανών διαρροών Οι διαρροές νερού από αγωγούς εντοπίζονται κυρίως µε βάση τον ήχο που παράγουν. Κάθε διαρροή από αγωγό δηµιουργεί θόρυβο ό οποίος είναι ανάλογος της πίεσης και αντιστρόφως ανάλογος του µεγέθους της διαρροής. Υπάρχουν στην αγορά αρκετές εταιρείες που κατασκευάζουν εξοπλισµό εντοπισµού διαρροών ο οποίος στηρίζει τη λειτουργία του στο θόρυβο που παράγεται από τις διαρροές. Το περιβάλλον που ζούµε είναι δυναµικό και συνήθως υπάρχουν και άλλες πηγές θορύβου στο ίδιο το δίκτυο όπως για παράδειγµα µερικώς φραγµένος αγωγός, µερικώς κλειστή βάνα, άντληση νερού, πιεζοθραυστικές βαλβίδες ή ακόµα και η κανονική χρήση (παράγει θόρυβο παρόµοιο µε διαρροή). Επειδή πέραν του ιδίου του δικτύου παρεµβολή προκαλείται και από άλλους παράγοντες, όπως ηλεκτροφόρα καλώδια, γειτνίαση µε αγωγούς αποχετεύσεων, γειτνίαση µε συστήµατα ψύξης καταστηµάτων ή µονάδων κλιµατισµού, χρειάζονται διάφοροι τύποι εξοπλισµού, τους κυριότερους των οποίων αναφέρω κατωτέρω. Προτού αναφερθώ όµως στον εξοπλισµό πρέπει να αναφερθώ σε µια βασική µεθοδολογία που χρησιµοποιήθηκε κατά κόρον στο παρελθόν για εντοπισµό των περιοχών του δικτύου όπου πιθανότατα υπάρχουν µια ή περισσότερες διαρροές. Αυτή η µεθοδολογία ονοµάζεται στα Αγγλικά Step Test και στα Ελληνικά µεταφράζεται σαν Έλεγχος κατά Βήµατα ή Κλιµακωτός Έλεγχος. Να µου επιτραπεί να χρησιµοποιήσω τον αγγλικό όρο, γιατί έχει επικρατήσει και είναι πιο ακριβής από τη µετάφραση που εγώ µπορώ να δώσω. Για να Υδρόµετρο WM Βάνες Κλειστές Συνοριακές Step Test Αγωγός Μεταφοράς Αγωγοί διανοµής Σύνορα υποπεριοχής 7 4 1 6 5 3 2 Σχήµα 1: ∆ιαδικασία Step test
  • 20. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 20 λειτουργήσει το Step Test, προϋποθέτει την υποδιαίρεση του δικτύου σε έναν αριθµό υποδικτύων ή υποπεριοχών (DMA’s στα Αγγλικά), που τροφοδοτούνται από ένα σηµείο στο οποίο υπάρχει ένα υδρόµετρο κατάλληλα διαστασιολογηµένο, ώστε ή ελάχιστη και η µέγιστη ζήτηση νερού από την υποπεριοχή να εµπίπτουν εντός των πλαισίων λειτουργίας του. Τις πλείστες φορές υπάρχει και µια πιεζοθραυστική βαλβίδα (PRV) για µείωση της πίεσης παροχής. Το µέγεθος της κάθε υποπεριοχής εξαρτάται από παράγοντες, όπως για παράδειγµα τη µορφολογία εδάφους, τις υψοµετρικές διαφορές, τη χρήση του νερού (οικιστική, βιοµηχανική ή τουριστική), τον τύπο των κτιρίων (πολυκατοικίες ή µονοκατοικίες). Η βασική ιδέα πίσω από το Step Test είναι η σταδιακή ή κατά βήµατα αποµόνωση µικρότερων τοµέων της υποπεριοχής και παρακολούθηση της ροής νερού στο υδρόµετρο. Αν για κάποιο τοµέα η πτώση της ροής είναι ψηλή, τότε σηµαίνει ότι στον τοµέα αυτόν πιθανόν να υπάρχουν µια ή περισσότερες διαρροές. Όπως φαίνεται στο σχήµα 1 πιο πάνω υπάρχουν αριθµηµένες βάνες τις οποίες κλείνουµε µε σταθερή χρονική διαφορά κάθε 15 ή 20 λεπτά. Για να λειτουργήσει ή µέθοδος αυτή χρειαζόταν αρκετή προετοιµασία. Έπρεπε να επιθεωρηθούν αρκετές βάνες για να διαπιστωθεί ότι ήταν στη θέση που έπρεπε (κλειστές ή ανοικτές) και κάποιες άλλες από αυτές να κλείσουν. Μετά το Step Test έπρεπε οι βάνες να επανέλθουν στην πρότερα κατάσταση. Αυτός ήταν ο καλύτερος τρόπος εντοπισµού του τοµέα της υποπεριοχής πού υπήρχε πρόβληµα µε διαρροές στο δίκτυο. Αφού εντοπιζόταν ο τοµέας της υποπεριοχής που είχε πρόβληµα ακολουθούσε εργασία για εντοπισµό των διαρροών µε τις συσκευές που περιγράφω κατωτέρω. 2.2.1 Ακροαστική ράβδος (Listening Stick) Συνίσταται από µια µεταλλική κυρίως ράβδο, στη µια άκρη της οποίας τοποθετείται ένα πλαστικό εξάρτηµα που εφαρµόζει στο αυτί. Τοποθετώντας την άκρη της πάνω σε εξαρτήµατα του δικτύου, όπως βάνες ή υδρόµετρα, είναι δυνατό να ακούσει κάποιος το θόρυβο που παράγεται από κάποια διαρροή. Ο χειριστής µπορεί επίσης να ακολουθήσει το θόρυβο προς την πηγή του που είναι η διαρροή. Πριν αρκετά χρόνια οµάδες χειριστών έβγαιναν τις νύκτες συνήθως µετά τις 2:00 το πρωί και έκαναν µαζικό έλεγχο ακούγοντας στα σηµεία που υπήρχαν τα υδρόµετρα. Με την αύξηση του κόστους των εργατικών, την εξέλιξη της τεχνολογίας και την εισαγωγή εξοπλισµού, όπως οι πιο κάτω συσκευές, η πρακτική αυτή εγκαταλείφτηκε και η ακροαστική ράβδος χρησιµοποιείται κυρίως για επιβεβαίωση των ενδείξεων που παίρνουµε από τον ηλεκτρονικό εξοπλισµό. Εικόνα 1: Απλή ακροαστική ράβδος
  • 21. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 21 2.2.2 Ηλεκτρονική ακροαστική ράβδος ( Electronic Listening Stick) Είναι η εξέλιξη της ακροαστικής ράβδου και χρησιµοποιήθηκε αρχικά µε τον ίδιο τρόπο. Η ηλεκτρονική ράβδος ακρόασης ενισχύει ψηφιακά το θόρυβο της διαρροής και αντί ο χειριστής να ακούει µέσα από ένα πλαστικό εξάρτηµα ακούει µέσα από στερεοφωνικά ή µη ακουστικά. Λόγω της ψηφιακής ενίσχυσης είναι πολύ πιο ευαίσθητη στις παρεµβολές σε σηµείο που πολλές φορές µόνο ο αέρας να µην επιτρέπει στο χειριστή να ξεχωρίσει πότε ακούει θόρυβο διαρροής ή θόρυβο περιβάλλοντος. Σήµερα χρησιµοποιείται κυρίως για επιβεβαίωση και συνήθως πωλείται µαζί µε τις µικροφωνικές συσκευές σαν µέρος του πακέτου. 2.2.3 ∆ιάφοροι τύποι µικροφωνικών συσκευών (Ground Microphone) Αποτελούνται από το µικρόφωνο, τη µονάδα ελέγχου και τα ακουστικά, συνήθως στερεοφωνικά. Η συσκευή αυτή είναι πολύ πιο ευαίσθητη από τη ράβδο ακρόασης (ηλεκτρονική ή µη), και επιπλέον ο χειριστής έχει τη δυνατότητα να ρυθµίζει τις συχνότητες µέσω των οποίων θα ακούσει το θόρυβο, δίνοντάς του τη δυνατότητα να αποµονώνει το θόρυβο περιβάλλοντος. Με αυτή τη συσκευή ο χειριστής µπορεί να ακούσει το θόρυβο σχεδόν πάνω από οποιαδήποτε επιφάνεια (οδόστρωµα, πεζοδρόµιο) ακολουθώντας το θόρυβο στην πηγή του που είναι η διαρροή. Αυτό είναι δυνατό λόγω της προστασίας του µικροφώνου από το θόρυβο του περιβάλλοντος, κυρίως τον άνεµο. Η συσκευή αυτή είναι η πιο αποτελεσµατική από τις συσκευές που εξαρτώνται από την ακοή του χειριστή. Η εκµετάλλευση της ψηφιακής τεχνολογίας και οι δυνατότητες αποµόνωσης των θορύβων του περιβάλλοντος µέσω των διαφόρων φίλτρων και ρυθµίσεων που διαθέτει, επιτρέπουν στο χειριστή να επικεντρωθεί, στο θόρυβο της διαρροής, µε αποτέλεσµα ο χειριστής να είναι πιο παραγωγικός και πιο ακριβής στις υποδείξεις του. Και οι συσκευές αυτού του τύπου χρησιµοποιούνται για επιβεβαίωση των υποδείξεων από τους ακουστικούς συσχετιστές όπως και οι προηγούµενες αλλά η αυξηµένη ακρίβεια που επιτρέπουν µειώνει τις αµφιβολίες και τους επανελέγχους αυξάνοντας τη συνολική παραγωγικότητα και µειώνοντας τις αποτυχηµένες εκσκαφές. 2.2.4 Ακουστικός συσχετιστής (Leak noise correlator) Οι συσχετιστές βρίσκονται στην αγορά εδώ και 30 περίπου χρόνια. Αρχικά ήταν ογκώδεις, δύσχρηστοι και πάρα πολύ ακριβοί. Ήταν επίσης τεράστιοι. Χρειαζόταν ένα όχηµα τύπου βαν απλά και µόνο για να µεταφέρει το συσχετιστή και τα παρελκόµενά του (εικόνα 5). Εικόνα 2: Ηλεκτρονική Ακροαστική Ράβδος Εικόνα 3: Μικρόφωνο
  • 22. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 22 Ευτυχώς για όλους η εξέλιξη της ψηφιακής τεχνολογίας επέτρεψε να κατασκευαστούν συσχετιστές σε πολύ µικρότερο µέγεθος και µε πολύ µεγαλύτερες δυνατότητες και ταχύτητα λειτουργίας (εικόνα 4). Η εξέλιξη αυτή είναι ανάλογη της εξέλιξης των προσωπικών υπολογιστών. Ο συσχετιστής είναι µια συσκευή η οποία συνδέεται ασύρµατα και σε πραγµατικό χρόνο, µε δυο µικρόφωνα που τοποθετούνται στο δίκτυο. Η απόσταση ανάµεσα στα µικρόφωνα κυµαίνεται από µερικά µέτρα µέχρι και εκατοντάδες µέτρα, ανάλογα της διαµέτρου του αγωγού, του υλικού κατασκευής του αγωγού και τις συνθήκες περιβάλλοντος. Ο θόρυβος που λαµβάνεται από τα µικρόφωνα αναλύεται σε πραγµατικό χρόνο από εξειδικευµένο λογισµικό και προσδιορίζεται η απόσταση της διαρροής από το κάθε µικρόφωνο. Σε κάποιο στάδιο της εξέλιξης του συσχετιστή η σχέση κόστους - ευχρηστίας επέτρεψε τη µαζική του χρήση. Όπως προηγουµένως οµάδες χειριστών έβγαιναν µε τις ακροαστικές ράβδους τώρα έβγαιναν τα βράδια µε τους συσχετιστές και κάλυπταν µεγάλες περιοχές του δικτύου που ήταν ύποπτες για ύπαρξη διαρροών. Αυτή η τακτική ήταν αποτελεσµατική µέχρι κάποιου σηµείου. Μετά η σχέση εργατικού κόστους - όφελος από τις εντοπιζόµενες διαρροές δε λειτουργούσε προς όφελος των εταιρειών ύδρευσης, γι’ αυτό έπρεπε να βρεθεί κάποιος νέος, πιο οικονοµικός τρόπος εργασίας. 2.2.5 ∆ιάφοροι τύποι καταγραφικών θορύβου (Noise loggers) Τα καταγραφικά θορύβου είναι συσκευές οι οποίες τοποθετούνται σε εξαρτήµατα του δικτύου, συνήθως βάνες και κρουνούς πυρόσβεσης. Σε προκαθορισµένο χρόνο, συνήθως τις πρωινές ώρες που η κατανάλωση ελαχιστοποιείται και η πίεση µεγιστοποιείται, καταγράφουν το θόρυβο του περιβάλλοντός τους συµπεριλαµβανοµένου και του θορύβου που παράγεται από κάποια διαρροή. Τα δεδοµένα που συλλέγουν τα καταγραφικά µεταφέρονται σε έναν υπολογιστή είτε µε απ’ ευθείας σύνδεση µέσω καλωδίου µε κάθε καταγραφικό ή οµάδα καταγραφικών ή µέσω ασύρµατης σύνδεσης µε κάθε καταγραφικό ξεχωριστά. Η ασύρµατη σύνδεση συνήθως γίνεται µε χρήση µιας ενδιάµεσης συσκευής (στη περίπτωσή µας του Patroller), η οποία µεταφέρει τα δεδοµένα από τα καταγραφικά στον υπολογιστή. Υπάρχουν τρεις κυρίως τύποι καταγραφικών θορύβου. Καταγραφικά Εικόνα 5: Εικόνα 4: Συσχετιστής Εικόνα 6: Καταγραφικά στα σηµεία πρόσβασης
  • 23. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 23 1 Τα καταγραφικά τα οποία, για να προγραµµατιστούν και να πάρουµε τα δεδοµένα τους πρέπει να τα συνδέσουµε µε τον υπολογιστή απ’ ευθείας είτε το καθένα ξεχωριστά είτε σαν οµάδα, όπως τα καταγραφικά της εικόνας 7 δεξιά τα οποία για να προγραµµατιστούν ή για να κατεβάσουµε τα δεδοµένα τους πρέπει να τοποθετηθούν στο κιβώτιό τους το οποίο συνδέεται µε τον υπολογιστή. 2 Τα καταγραφικά µε τα οποία επικοινωνούµε ασύρµατα µέσω του Patroller για κατέβασµα δεδοµένων, αλλά για αλλαγές στον προγραµµατισµό τους χρειάζεται να συνδεθούµε µε το καθένα ξεχωριστά. 3 Τα καταγραφικά τα οποία συνδυάζουν τις ιδιότητες των καταγραφικών και των συσχετιστών. Και αυτά πρέπει να είναι τοποθετηµένα στο κιβώτιο τους για προγραµµατισµό και κατέβασµα δεδοµένων. Αυτό που τα ξεχωρίζει από τα υπόλοιπα είναι η δυνατότητα να λειτουργήσουν σαν ένας συσχετιστής χρησιµοποιώντας µέχρι και έξη καταγραφικά αντί των δύο µικροφώνων που έχει ο συνήθης συσχετιστής. Η ανάλυση των δεδοµένων (συσχετισµός) γίνεται όχι σε πραγµατικό χρόνο αλλά οποτεδήποτε είναι βολικό. Αυτό σηµαίνει ότι τοποθετούνται το ένα πρωί και αφού καταγράψουν το θόρυβο για συγκεκριµένες ώρες, το άλλο πρωί ο χειριστής εργάζεται στην άνεση του γραφείου του επαναλαµβάνοντας το συσχετισµό όσες φορές χρειαστεί και για οποιοδήποτε συνδυασµό καταγραφικών. Τα καταγραφικά θορύβου έχουν σχεδόν εξαλείψει την ανάγκη για διενέργεια Step Test, διότι όχι µόνο τοποθετούνται χωρίς να απαιτείται προετοιµασία της υποπεριοχής αλλά µπορούν να τοποθετηθούν σε δύο συνορεύουσες υποπεριοχές χωρίς να επηρεάζονται είτε οι υποπεριοχές είτε τα καταγραφικά. Ένα µεγάλο πλεονέκτηµα που έχουν τα καταγραφικά είναι το γεγονός ότι µε τις ενδείξεις τους µας υποδεικνύουν το προβληµατικό σηµείο του δικτύου µε ποιο στοχευµένο τρόπο. Σε αντίθεση µε το Step Test που έπρεπε να ξεκινήσει κάποιος τυχαία από κάποιο σηµείο, τώρα βλέποντας πάνω στο χάρτη τη θέση των καταγραφικών και τα δεδοµένα που δίνει το καθένα συγκρίνουµε τις ενδείξεις, ξεκινώντας τη διερεύνηση από το σωστό σηµείο. Με τη µεγαλύτερη ακρίβεια των καταγραφικών µπορούµε να χρησιµοποιήσουµε τους συσχετιστές πολύ πιο αποδοτικά, εφόσον τώρα µε τις µετρήσεις των καταγραφικών επικεντρωνόµαστε σε πιο µικρό τοµέα του δικτύου παρά προηγουµένως µε τη διαδικασία του Step Test. Εικόνα 7 Εικόνα 8
  • 24. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 24 Ένα άλλο πλεονέκτηµα των καταγραφικών που συνήθως παραγνωρίζεται είναι το γεγονός ότι υποδεικνύουν και τους τοµείς όπου δεν υπάρχει πρόβληµα και άρα δε χρειάζεται να απασχοληθεί προσωπικό και να χρησιµοποιηθούν πόροι σε άσκοπες έρευνες. 2.2.6 Καταγραφικά θορύβου Permalog Τα καταγραφικά θορύβου που χρησιµοποιούνται στο ΣΥΛ είναι κατασκευής της Βρετανικής εταιρείας Palmer Environmental ( www.palmer.co.uk ) και είναι η τρίτη γενιά ή MK3 κατά τον προσφιλή για τους Άγγλους τρόπο προσδιορισµού. Στη εικόνα 9 φαίνεται και η συσκευή επικοινωνίας µε τα καταγραφικά ή αλλιώς το Patroller. Το ΣΥΛ διαθέτει 150 καταγραφικά (Permalog MK3). Τα καταγραφικά αυτά αναπτύσσονται στο δίκτυο και τοποθετούνται κυρίως σε βάνες και κρουνούς πυρόσβεσης όπου στερεώνονται µέσω του ισχυρού µαγνήτη που διαθέτουν στο κάτω µέρος τους. Ο µαγνήτης είναι συνδεδεµένος µε ένα ειδικό αισθητήρα, ο οποίος καταγράφει τις δονήσεις που παράγονται στα τοιχώµατα του αγωγού από κάποια διαρροή. Η απόσταση ανάµεσα στα καταγραφικά ποικίλει ανάλογα µε το υλικό κατασκευής των αγωγών όπως φαίνεται στον πίνακα 1. Αφού αναπτυχθούν στο δίκτυο ύδρευσης καταγράφουν το θόρυβο περιβάλλοντος µεταξύ των ωρών 3πµ και 5πµ, που η εµπειρία µας µε προηγούµενες συσκευές έδειξε ότι είναι οι πιο κατάλληλες ώρες. Το ενσωµατωµένο λογισµικό των καταγραφικών αξιολογεί τα δεδοµένα που καταγράφει µε κύριες παραµέτρους τη συνέπεια στην καταγραφή του θορύβου, το επίπεδο και το εύρος του καταγραφόµενου θορύβου. Συνέπεια στην καταγραφή θορύβου αναφέρεται στην καταγραφή για όλη την περίοδο του θορύβου χωρίς διακοπές ή απότοµες αλλαγές στη συχνότητα. Το επίπεδο αναφέρεται στο επίπεδο του θορύβου σε db και το εύρος αναφέρεται στη διαφορά ανάµεσα στο ελάχιστο και µέγιστο επίπεδο θορύβου που καταγράφεται. Όσο πιο µικρό το εύρος τόσο πιο πιθανό η πηγή να είναι µια ενώ αντίθετα όσο πιο πλατύ τόσο περισσότερες παρεµβολές υπάρχουν. Ενδεικτικές Αποστάσεις Εγκατάστασης Υλικό Αγωγού Απόσταση Ατσάλι 100 – 150m Χυτοσίδηρος 100 – 150m Αµίαντος 75 – 100m UPVC 50m PE 50m Πίνακας 1: Αποστάσεις µεταξύ καταγραφικών Εικόνα 9: Permalog MK3
  • 25. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 25 Ειδικός αισθητήρας Κάθε καταγραφικό µπορεί να τεθεί σε µια από τρεις πιθανές καταστάσεις. 1. Leak mode ή Κατάσταση ∆ιαρροής (L). Σηµαίνει ότι µε βάση την επεξεργασία των δεδοµένων από τον εσωτερικό του αλγόριθµο υπάρχει πιθανή διαρροή κοντά στο σηµείο που βρίσκεται το καταγραφικό και σε απόσταση που δεν υπερβαίνει την ενδεικτική απόσταση εγκατάστασης. 2. No Leak ή Κατάσταση Όχι ∆ιαρροής (N). Σηµαίνει ότι µε βάση την επεξεργασία των δεδοµένων από τον εσωτερικό του αλγόριθµο δεν υπάρχει πιθανή διαρροή κοντά στο σηµείο που βρίσκεται το καταγραφικό. 3. Wonder ή Αβέβαιη κατάσταση (W). Σηµαίνει ότι µε βάση την επεξεργασία των δεδοµένων από τον εσωτερικό του αλγόριθµο δεν µπορεί να καθορίσει αν υπάρχει ή όχι πιθανή διαρροή κοντά στο σηµείο που βρίσκεται το καταγραφικό. Σε αυτή την κατάσταση µπορεί να περιέλθει και αφού έχει υποδείξει διαρροή, διότι µπορεί το προφίλ του θορύβου να αλλάξει εµποδίζοντας το καταγραφικό να φτάσει σε ασφαλές συµπέρασµα. Τα καταγραφικά µεταδίδουν κάθε 15 δευτερόλεπτα την κατάσταση τους και όταν ζητηθεί από το Patroller µεταδίδουν τον Αύξοντα αριθµό τους, το Επίπεδο του θορύβου, το Εύρος του θορύβου την κατάστασή τους (L, N, W) και την ηµεροµηνία. Τα δεδοµένα αυτά φυλάγονται στη βάση δεδοµένων του Patroller µέχρι να µεταφερθούν στον υπολογιστή. 2.2.7 Συσκευή επικοινωνίας µε Permalog, Patroller Το Patroller είναι στην ουσία µια συσκευή επικοινωνίας ή οποία χρησιµοποιείται σαν το µέσο το οποίο µεταφέρει τις ενδείξεις των καταγραφικών στον υπολογιστή. Για εξοικονόµηση ενέργειας όταν λειτουργεί µε µπαταρίες η εµβέλεια του Patroller µπορεί να ρυθµιστεί σε µια από τρεις καταστάσεις: Ελάχιστη απόσταση (µέχρι 25m), µέση απόσταση (µέχρι 100m) και µέγιστη απόσταση (µέχρι 250m). Το patroller µπορεί να χρησιµοποιηθεί από ένα όχηµα το οποίο περνά κοντά από τα σηµεία όπου εγκαταστάθηκαν Εικόνα 10 Εικόνα 12: Ασύρµατη Επικοινωνία Εικόνα 11: Patroller
  • 26. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 26 τα καταγραφικά και αφού εντοπίσει το σήµα κάποιου καταγραφικού τότε ξεκινά τη διαδικασία εγκαθίδρυσης επικοινωνίας µε το καταγραφικό. Το επόµενο βήµα είναι η ανάληψη των δεδοµένων του καταγραφικού από το patroller όπου όπως είπαµε πιο πάνω το καταγραφικό δίνει τον Αύξοντα αριθµό του, το Επίπεδο του θορύβου, το Εύρος του θορύβου τη κατάσταση του (L, N, W) και την ηµεροµηνία. Το patroller µπορεί να προγραµµατιστεί να παραλαµβάνει δεδοµένα µόνο από καταγραφικά σε κατάσταση διαρροής, ιδιότητα χρήσιµη για περιπτώσεις όπου υπάρχουν µεγάλοι αριθµοί καταγραφικών. Είναι δυνατό ο χειριστής να δει στην οθόνη του patroller τις ενδείξεις κάθε καταγραφικού αλλά όταν χειριζόµαστε µεγάλο αριθµό καταγραφικών λόγω της µικρής οθόνης και της δυσχρηστίας του λογισµικού είναι προτιµότερο να κατεβαίνουν τα δεδοµένα σε υπολογιστή και να εκτυπώνονται στο γραφείο. 2.3 Λογισµικό που χρησιµοποιείται στον εντοπισµό αφανών ∆ιαρροών Το κυρίως λογισµικό που χρησιµοποιούµε είναι το Permalog, το λογισµικό που χρησιµοποιείται για σύνδεση του υπολογιστή µε το patroller και το κατέβασµα των ενδείξεων. 2.3.1 Λογισµικό επεξεργασίας µετρήσεων Permalog Το λογισµικό Permalog χρησιµοποιείται για κατέβασµα και αρχειοθέτηση των ενδείξεων των καταγραφικών στον υπολογιστή. Υπάρχει η δυνατότητα να δηµιουργηθεί µια βάση δεδοµένων µε τη θέση στην οποία σκοπεύουµε να τοποθετήσουµε τα καταγραφικά και να τη φορτώνουµε στο patroller προτού ξεκινήσει η περιπολία για ανάληψη των δεδοµένων. Η δυνατότητα αυτή είναι χρήσιµη, διότι µας δίνει την ευχέρεια να ελέγξουµε µέσω του patroller αν πήραµε τα δεδοµένα από όλα τα καταγραφικά τα οποία έχουµε εγκατεστηµένα και αν όχι από ποια δεν πήραµε τα δεδοµένα. Μας παρέχεται επίσης η δυνατότητα να κατεβάζουµε στο ίδιο αρχείο τις ενδείξεις από πολλές περιπολίες, ώστε να έχουµε σε ένα αρχείο τα αποτελέσµατα κάθε διαφορετικής διερεύνησης για κάθε υποπεριοχή. Εικόνα 13: ∆εδοµένα περιπολίας όπως φαίνονται στο Permalog
  • 27. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 27 Χρησιµοποιώντας όµως τη δυνατότητα αυτή θα δυσκολέψει την προσπάθεια εξαγωγής των δεδοµένων σε µορφή που να µπορεί να είναι προσβάσιµη από το ΣΓΠ, γι’ αυτό θα φυλάσσονται τα δεδοµένα κάθε περιπολίας σε ξεχωριστό αρχείο .csv από το οποίο εύκολα µπορούµε να δηµιουργήσουµε αρχείο .xls ή ακόµα να εισάγουµε τα δεδοµένα στην Access, µορφές που εύκολα µπορεί να χειριστεί το ΣΓΠ. 2.4 Αξιοποίηση συστήµατος Τηλεµετρίας Το ΣΥΛ διαθέτει από το 1991 ένα σύστηµα Τηλεµετρίας και Τηλεχειρισµού. Το σύστηµα αποτελείται από 14 σταθµούς, ένα για κάθε υποπεριοχή του δικτύου και ένα για το χώρο των δεξαµενών. Οι 13 σταθµοί των υποπεριοχών έχουν τη δυνατότητα να καταγράφουν τη ροή προς κάθε υποπεριοχή και την πίεση κατάντη της πιεζοθραυστικής βαλβίδας. Μας επιτρέπει επίσης τη διακοπή της παροχής νερού για κάθε υποπεριοχή. Για κάθε υποπεριοχή έχουµε καθορίσει µέγιστα και ελάχιστα επίπεδα τιµών τόσο για τη ροή όσο και για την πίεση, πέραν των οποίων το σύστηµα δηµιουργεί ένα συναγερµό. Από τα δεδοµένα που καταγράφονται καθηµερινά παράγονται αναφορές και το καθηµερινό ισοζύγιο νερού. Από τα ιστορικά δεδοµένα που αποθηκεύει το σύστηµα µπορούµε να πάρουµε γραφικές παραστάσεις και αναφορές για οποιαδήποτε χρονική περίοδο. Η µεγαλύτερη χρησιµότητα του συστήµατος είναι η άµεση πληροφόρηση για µη κανονικές συνθήκες που δηµιουργούν συναγερµούς και η καθηµερινή παρακολούθηση της Ελάχιστης Νυκτερινής Κατανάλωσης(ΕΝΚ) ή Minimum Night Flow (MNF) για κάθε ∆ιαρροή αγωγού 80mm εντός οχετού Εικόνα 14: Απώλεια της τάξης των 20m3 /h ΕΝΚ 26m3 Η πίεση παραµένει σταθερή στα 3,5bar ΕΝΚ 6m3 Εικόνα 15: Γράφηµα από το σύστηµα τηλεµέτρησης
  • 28. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 28 υποπεριοχή. Σε µια υποπεριοχή µεταξύ των ωρών 2πµ και 5πµ δε θα πρέπει να υπάρχει σχεδόν καθόλου κατανάλωση. Στην πράξη όµως λόγω του αριθµού των καταναλωτών πάντα υπάρχει µια πολύ µικρή κατανάλωση. Μετά από µετρήσεις και την πείρα τόσων ετών γνωρίζουµε µε αρκετή ακρίβεια πόση είναι η φυσιολογική κατανάλωση για κάθε υποπεριοχή. Οτιδήποτε πέραν αυτής της κατανάλωσης θεωρείται πιθανή διαρροή. Η γραφική παράσταση στην εικόνα 15 το δείχνει πολύ παραστατικά. Απεικονίζει την ΕΝΚ σε µια υποπεριοχή προ και µετά τον εντοπισµό και επιδιόρθωση της διαρροής που φαίνεται στην εικόνα 14, δίνοντας µια διαφορά της τάξης των 20m3 . Με το σύστηµα τηλεµετρίας είναι πολύ εύκολο να παρακολουθούµε καθηµερινά την ΕΝΚ για κάθε υποπεριοχή και όταν διαπιστωθεί αύξηση να επεµβαίνουµε για εντοπισµό των πιθανών διαρροών. 2.5 Περιγραφή της εργασίας εντοπισµού αφανών διαρροών µε τις υφιστάµενες διαδικασίες. Χρησιµοποιώντας τα δεδοµένα από το σύστηµα τηλεµετρίας και κυρίως τα επίπεδα της ΕΝΚ αξιολογούµε καθηµερινά όλες της υποπεριοχές και αφού διαπιστωθεί ότι σε µια από τις υποπεριοχές του ΣΥΛ υπάρχει αύξηση της ΕΝΚ και πρέπει να επέµβουµε για εντοπισµό αφανών διαρροών, τότε ακολουθούνται τα πιο κάτω βήµατα: 1. Εκτυπώνεται αναλογικός χάρτης της περιοχής που δείχνει το δίκτυο ύδρευσης και τα σηµεία πρόσβασης (βάνες, κρουνοί πυρόσβεσης). 2. Η Οµάδα Εντοπισµού Αφανών ∆ιαρροών (ΟΕΑ∆) αναπτύσσει τα καταγραφικά στα σηµεία που προσφέρονται. 3. Για κάθε καταγραφικό σηµειώνεται ο αύξων αριθµός του στο χάρτη για να µπορεί να γίνει η ανάληψή του και ο συσχετισµός µε την ένδειξη του καταγραφικού για εντοπισµό πιθανής διαρροής. 4. Το επόµενο βήµα είναι το Patrol ή η περιπολία ανάληψης δεδοµένων, η οποία γίνεται µε το πέρασµα του οχήµατος κοντά από τα καταγραφικά και λήψη των δεδοµένων µέσω ασύρµατης επικοινωνίας του Patroller µε τα καταγραφικά. Κάθε καταγραφικό µεταδίδει τον Αύξοντα αριθµό του, το Επίπεδο του θορύβου, το Εύρος του θορύβου, την κατάστασή του (L, N, W) και την ηµεροµηνία. 5. Μετά το Patrol ακολουθεί το κατέβασµα των µετρήσεων από το Patroller σε έναν υπολογιστή. 6. Αφού εκτυπωθούν τα στοιχεία των µετρήσεων η ΟΕΑ∆ ψάχνει στον αναλογικό χάρτη και σηµειώνει τα σηµεία από τα οποία λήφθηκε ένδειξη διαρροής σηµειώνοντας και τις ενδείξεις. Τις πιο πολλές φορές σηµειώνονται και οι ενδείξεις των γειτονικών σηµείων.
  • 29. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 29 7. Ακολουθεί η διαδικασία εντοπισµού µε χρήση του υπόλοιπου εξοπλισµού που περιγράφηκε στην παράγραφο 2.2. 8. Εφόσον εντοπιστεί και επιδιορθωθεί µια διαρροή τότε, µετά την επιδιόρθωση της, ακολουθεί µια ακόµα περιπολία για έλεγχο ύπαρξης και δεύτερης διαρροής ή επιβεβαίωση του γεγονότος ότι δεν υπάρχει άλλη διαρροή. Συνήθως αν υπάρχουν δυο διαρροές κοντά τα καταγραφικά εντοπίζουν αυτή µε το πιο ψηλό επίπεδο θορύβου και η οποία συνήθως έχει πιο χαµηλή ροή από αυτή που καλύπτει. 9. Εφόσον εξακολουθούν να υπάρχουν διαρροές τα καταγραφικά παραµένουν στη υποπεριοχή. Αν ο ρυθµός υπόδειξης πιθανών διαρροών µειωθεί τότε τα καταγραφικά µεταφέρονται αλλού. Επειδή κατά τη διάρκεια του χρόνου δε δηµιουργούνται σε όλες τις υποπεριοχές συνθήκες που να δικαιολογούν ανάπτυξη των καταγραφικών, θεωρούµε σκόπιµο τουλάχιστο µια φορά το χρόνο να κάνουµε ένα έλεγχο και σε αυτές τις υποπεριοχές. Συνήθως βρίσκουµε κάποιες µικρές διαρροές, που από τη µια δικαιολογούν το κόστος ανάπτυξης αλλά ταυτόχρονα, εφόσον η ΟΕΑ∆ επισκέπτεται σχεδόν όλες τις βάνες και κρουνούς πυρόσβεσης, γίνεται έλεγχος της κατάστασης τους. 2.6 Περιγραφή της εργασίας εντοπισµού αφανών διαρροών χρησιµοποιώντας τη πιλοτική εφαρµογή Χρησιµοποιώντας τα δεδοµένα από το σύστηµα τηλεµετρίας και κυρίως τα επίπεδα της ΕΝΚ αξιολογούµε καθηµερινά όλες της υποπεριοχές και αφού διαπιστωθεί ότι σε µια από τις υποπεριοχές του ΣΥΛ υπάρχει αύξηση της ΕΝΚ και πρέπει να επέµβουµε για εντοπισµό αφανών διαρροών τότε ακολουθούνται τα πιο κάτω βήµατα 1. Τα βήµατα 1,2 και 3 της διαδικασίας στην παράγραφο 2.5 συµπτύσσονται σε ένα µε χρήση υπολογιστή και ΣΓΠ ως εξής: Αφού αποφασιστεί η περιοχή ανάπτυξης των καταγραφικών ή ΟΕΑ∆ καταχωρεί στη βάση δεδοµένων µέσω του ΣΓΠ σε ποιο σηµείο πρόσβασης τοποθετεί ή αφαιρεί κάθε καταγραφικό. Αν κάποιο σηµείο πρόσβασης διαπιστωθεί ότι έχει κάποια βλάβη ή δεν µπορεί να χρησιµοποιηθεί για κάποιο λόγο καταχωρείται η βλάβη ή το πρόβληµα. 2. Τα βήµατα 4,5, και 6 της διαδικασίας 2.5 θα γίνει προσπάθεια να συµπτυχθούν ως εξής: Το patroller επικοινωνεί µε τα καταγραφικά. Οι ενδείξεις θα κατεβάζονται επί τόπου στον υπολογιστή. Τα δεδοµένα από τα καταγραφικά θα φυλάγονται σε µορφή που να είναι προσβάσιµη από το ΣΓΠ, ούτως ώστε να
  • 30. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 30 είναι δυνατή η άµεση απεικόνιση των ενδείξεων στο ΣΓΠ. Αφού η ΟΕΑ∆ συνεχίσει την έρευνα στα σηµεία που έδειξαν διαρροή, θα καταχωρεί τα αποτελέσµατα στη βάση δεδοµένων. 3. Ακολουθεί η διαδικασία εντοπισµού µε χρήση του υπόλοιπου εξοπλισµού που περιγράφηκε στην παράγραφο 2.2. 4. Εφόσον εντοπιστεί και επιδιορθωθεί µια διαρροή, τότε µετά την επιδιόρθωσή της ακολουθεί µια ακόµα περιπολία για έλεγχο ύπαρξης και δεύτερης διαρροής ή επιβεβαίωση του γεγονότος ότι δεν υπάρχει άλλη διαρροή. 5. Εφόσον εξακολουθούν να υπάρχουν διαρροές τα καταγραφικά παραµένουν στην υποπεριοχή. Αν ο ρυθµός υπόδειξης πιθανών διαρροών µειωθεί, τότε τα καταγραφικά µεταφέρονται αλλού. 6. Όταν η ΟΕΑ∆ επιστρέψει στο γραφείο θα εκτυπώνει τις εντολές µαζί µε χάρτη προς το τµήµα εξωτερικών εργασιών για επιδιόρθωση των σηµείων πρόσβασης και επιδιόρθωση τυχόν διαρροών. Οι εντολές θα επιστρέφονται αφού γίνει η επιδιόρθωση, ώστε να καταχωρούνται τα αποτελέσµατα στις κατάλληλες βάσεις δεδοµένων.
  • 31. Χριστόδουλος Χριστοδούλου, ‘Σύστηµα καταγραφής, ανάλυσης και οπτικοποίησης δεδοµένων καταγραφικών θορύβου µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών ’ Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο: Πτυχιακή Εργασία - HOU-CS-UGP-2008-24 31 Κεφάλαιο 3. Ανάλυση του προβλήµατος 3.1 Γενική περιγραφή Εφόσον η γενική περιγραφή του προβλήµατος καλύπτεται στο κεφάλαιο 1, εδώ θα περιοριστώ στην αναφορά των στόχων της πιλοτικής εφαρµογής. Κύριος σκοπός της πιλοτικής εφαρµογής είναι να καταστήσει την όλη διαδικασία χωροθέτησης των καταγραφικών και διαχείρισης των µετρήσεων αποτελεσµατική. Παράλληλα να επιτρέψει την εύκολη καταχώρηση και ανάλυση των δεδοµένων µε τρόπο που να αποδίδει χρήσιµα συµπεράσµατα και µετρήσιµα αποτελέσµατα. Η εφαρµογή θα υποστηρίζει: Την αποτύπωση των καταγραφικών. Θα καταγράφει ποιο καταγραφικό τοποθετήθηκε σε ποιο σηµείο πρόσβασης και πότε. Την ανάκτηση, ανάλυση και αξιολόγηση των ενδείξεων. Θα καταγράφει επίσης αν οι µετρήσεις από κάποιο καταγραφικό ήταν από διαρροή ή από κάποια άλλη πηγή θορύβου και αν είναι δυνατό ποια ήταν αυτή η πηγή. Την οπτικοποίηση των αντίστοιχων µετρήσεων. Οι ενδείξεις θα µπορούν να οπτικοποιούνται στο ΣΓΠ τόσο αµέσως µετά τη λήψη τους, για άµεση και επιτόπου αξιολόγηση από την ΟΕΑ∆ ( Οµάδα Εντοπισµού Αφανών ∆ιαρροών), όσο και µέσω αναφορών ή ερωτήσεων στη βάση δεδοµένων. Τη δηµιουργία σχετικών αναφορών ∆ηµιουργία τόσο γραφικών όσο και πινακοποιηµένων αναφορών Στατιστική ανάλυση αποτελεσµάτων. Στατιστική ανάλυση των αποτελεσµάτων µε βάση χωρικές και χρονικές παραµέτρους όπως επίσης και µε βάση περιγραφικές παραµέτρους του δικτύου και του υπεδάφους (υλικό και διάµετρος αγωγού, τύπος υπεδάφους, κυκλοφοριακή φόρτιση και στάθµη υπόγειων υδάτων). Τα αποτελέσµατα θα εκφράζονται σε γραφικές και πινακοποιηµένες αναφορές. Η πιλοτική εφαρµογή θα αξιοποιήσει και επεκτείνει τη λειτουργικότητα ενός εµπορικού ΣΓΠ, το οποίο θα προσαρµοστεί στις ανάγκες της εφαρµογής, ώστε να απλοποιήσει τη διαδικασία βελτιώνοντας την απόδοση της ΟΕΑ∆. 3.2 Ανάλυση απαιτήσεων Κάθε σύστηµα του πραγµατικού κόσµου αποτελείται από δύο συνιστώσες. Τον άνθρωπο και τις µηχανές. Με την εµφάνιση του υπολογιστή όµως κάθε σύστηµα του πραγµατικού