کاربرد gis در صنعت برق

[Mehdi.Aref 26780]

مقدمه

 

رفاه جوامع انسانی، بستگی زیادی به قدرت جمع آوری و تحلیل اطلاعات مکانی پیدا کرده است . جمعیت جهان روز بروز افزایش یافته و منابع بنحو روز افزونی کمیاب می‌شوند .

سیستم های اطلاعات جغرافیایی ابزار قدرتمندی برای جمع آوری و تحلیل داده های مختلف مکانی هستند که در نهایت پیچیدگی های مسائل مربوط به کمیابی منابع را مرتفع کرده و امکان بهینه کردن استفاده از آنها را فراهم می آورند . جی.آی.اس (GIS) ابزار علمی جهت جمع آوری و کنترل اطلاعات صحیح و متنوع جغرافیایی (مکانی) و توصیفی را در صنعت برق بدست می دهد و نهایتاً ابزار موثری جهت درک رابطه بین پدیده های مختلف جغرافیایی بحساب می آید .

امروزه تعداد زیادی از مدیران و تصمیم گیرندگان تشخیص داده اند که استفاده از تکنولوژی جی.آی.اس (GIS) در ارتباط با داده های حجیم، پیچیده و تصمیم گیری های مبتنی بر این داده ها ، اجتناب ناپذیر است . تکنولوژی جی.آی.اس (GIS) در عرض دو دهه گذشته بنحو چشمگیری توسعه یافته است .

 

جی.آی.اس (GIS)، روش نوینی برای نگرش به اطلاعت جغرافیایی

 

سامانه های اطلاعات جغرافیایی “Geographical Information Systems” که به اختصار GIS نامیده شده اند، سیستم نوینی جهت جمع آوری، ذخیره و آنالیز اطلاعات و پدیده‌های جغرافیایی در مواردی است که موقعیت و شرایط جغرافیایی پدیده ها ویژگی مهم و حساس برای آنالیز به شمار می رود . به عبارت دیگر ، GIS کلیه اطلاعاتی را که به نحوی به مکان جغرافیایی مربوط می شوند . اعم از تصویری یا رقومی در بر میگیرد. به زبانی ساده تر، GIS مجموعه ای از نقشه ها و اطلاعات توصیفی مربوط به عوارض موجود در نقشه ها را در خود گردآوری می کند .

نظام سنتی ذخیره داده ها در مقایسه با GIS

 

هر تشکیلاتی بر یک نظام جمع آوری، ذخیره و پردازش اطلاعات متکی است که ممکن است در سطوح مختلفی از کامپیوتر بهره بگیرد . به هر صورت در حال حاضر در تشکیلات مربوط به مدیریت منابع طبیعی، بطور کلی و مدیریت منابع آب به ویژه (مهندسین مشاور، شرکت ها و سازمان های دولتی وابسته به مدیریت منابع نظیر وزارت کشاورزی، وزارت نیرو، و غیره) نارسایی های متعددی در نظام ذخیره و پردازش داده ها به چشم می خورد که رفع آنها در نظام “سنتی” موجود، بسیار دشوار است :

 

1. روش، شکل و محل ذخیره اطلاعات مکانی (نقشه ها) و توصیفی کامل و یکدست نیست، بخشی از اطلاعات به صورتی پراکنده در فایل های کامپیوتری ذخیره شده و بخش دیگر در زونکن ها و نقشه های کاغذی حفظ می شود که از لحاظ فیزیکی آسیب پذیر بوده و تغییر و اصلاح و تکثیر مجدد آنها با صرف هزینه و وقت قابل توجهی همراه است .
   
2. اطلاعات مکانی یانقشه های یک پروژه به صورت استاندارد حفظ و ثبت نمی شوند . سیستم مختصات جغرافیایی متفاوت است و بعلت یکسان نبودن مقیاس نقشه ها هم‌پوشی نقشه ها عملی نیست .
   
3. منابع تهیه نقشه متفاوت است و عدم هماهنگی بین نقشه هایی که از منابع متفاوت تهیه شده اند و در گروههای تخصصی مختلف یک طرح مورد استفاده قرار می گیرند در بسیاری از موارد مشکلاتی پیش می آورد .
   
4. گروههای مختلف تخصصی طرح ممکن است مستقل از هم و با معیارهای متفاوت اقدام به تهیه نقشه موضوعی واحدی از یک پروژه بنمایند. به عبارت دیگر ، اطلاعات مشابه به صورت‌های گوناگونی ذخیره می‌شوند (مثلاً نقشه‌های مختلف با تعاریف متفاوتی از مقولات بکار‌بری اراضی به کار می رود ) .
   
5. فرمت داده ها یکسان نیست و تبادل اطلاعات بین گروه‌های مختلف کم است (هر گروه به طور مستقل داده‌های خود را ذخیره می‌کند).
   
6. سرعت واکشی و پردازش اطلاعات کم است و قابلیت تحلیل داده های حجیم و پیچیده محدود است .
   
7. تلفیق نقشه ها واطلاعات توصیفی به دشواری و با صرف وقت زیاد انجام می گیرد.
   

در مقایسه با روش سنتی ، ذخیره و سازماندهی داده های یک طرح در محیط GIS یک آرشیو نیرومند و سازمان یافته ایجاد خواهد کرد که در آن نقشه‌ها و اطلاعات مربوط به طرح به صورتی منسجم در چهارچوب طرح یکپارچه شده و مجموعه کاملی از نقشه‌ها و اطلاعات توصیفی در آن بسته بندی می شوند . در این مجموعه، مغایرت ها و عدم تطبیق ها به راحتی شناسایی و رفع می شوند. فورمت داده ها یکسان و تبادل داده ها آسان است . به این ترتیب تمام گروه های تخصصی دست اندرکار پروژه از یک بانک واحد اطلاعاتی استفاده می کنند . نتیجه پردازش داده ها در هر گروه تخصصی نیز می‌تواند در این مجموعه ذخیره شود . استفاده تمام گروه های تخصصی از یک بانک واحد اطلاعاتی از بسیاری از دوباره کاری‌ها پیش گیری کرده و این امکان را فراهم می‌آورد که اطلاعات مکانی و توصیفی به صورتی یکدست و هماهنگ (مثلاً با دستگاه مختصات جغرافیایی یکسان) مورد استفاده گروه های مختلف تخصصی قرار گیرد.

ولی آنچه که در مقایسه روش “سنتی” و استفاده از GIS در ارتباط با ذخیره داده ها گفته شد تمامی مطلب نیست . در واقع آنچه که GIS را از روش سنتی ذخیره و پردازش داده‌ها متمایز می کند قابلیت هایی است که در بازیابی و تحلیل داده ها به کار می آید .این سیستمها بویژه در تعریف و تحلیل انواع شبکه بسیار کارآمد هستند.

 

 

کاربردهای ویژه جی.ای.اس (GIS) درمدیریت شبکه برق

 

شبکه های برق در مقایسه با شبکه های دیگری نظیر شبکه آب از پیچیدگی بیشتری برخوردارند وعموما متشکل از تأسیسات، کابل ها و سیم ها، ترانسها، کنتورها (مشترکین) و اجزای دیگری هستند که مدیریت آن مستلزم داشتن ابزار توانمندی جهت ذخیره و سازماندهی اطلاعات و نقشه هاست. امروزه سیستم های اطلاعات جغرافیایی به عنوان کارامدترین سیستم (و به طور منحصر بفرد) جهت مدیریت شبکه ها از جمله شبکه برق شناخته و به کار گرفته شده اند.

کاربرد ویژه سیستم های اطلاعات جغرافیایی در مدیریت شبکه های برق را به شرح زیر میتوان خلاصه کرد:

 

الف-ذخیره سازی وسازماندهی داده های طرح (نقشه ها و اطلاعات توصیفی مربوط به آنها)

 

نقشه ها :

 

 

• پلان شبکه برق
  
• نقشه موقعیت ترانسها، پایه هاو سایر اجزای شبکه
  
• نقشه موقعیت مشترکین.
  
• نقشه تقسیم بندی مناطق.
  
• نقشه عمومی شهر (خیابانها، عوارض شاخص)
  
• نقشه پراکندگی جمعیت.
  

اطلاعات توصیفی و رقومی :

 

• جزئیات مشخص شبکه آب شامل :
  
• سیمها وکابل ها: قطر، جنس، نوع، تاریخ، نصب، تعداد مدار، شماره ترانس مربوطه.
  
• ترانس: شماره ترانس، سال ساخت، سال نصب،ظرفیت، ولتاژ، آدرس.
  
• مشترک(کنتور): شماره اشتراک، نام مشترک، نوع اشتراک (تک فاز، سه فاز..)، نوع کنتور، فاز تغذیه، قدرت، آدرس.
  
• ترانس : شماره ترانس ، سال ساخت ، سال نصب، ظرفیت، ولتاژ، آدرس.
  
• پایه : طول، اندازه، تعداد مقره، نوع طرح، فونداسیون(بتنی، سنگ و خاک)
  
• تراکم یا میزان جمعیت در نقشه تراکم جمعیت .
  
• کدهای ناحیه در نقشه تقسیم بندی مناطق .
  
• مشخصات عوارض شاخص شهر .
  
• نام و مشخصات خیابانهای شهر .
  

آرشیو سازمان یافته و منسجمی که با استفاده از داده های فوق در محیط GIS ایجاد می شود ، بازیابی اطلاعات را هم در مرحله طراحی و هم در بهره برداری تسهیل می کند . این آرشیو ، امکانات زیر را فراهم می آورد :

 

• مدیریت نمایش اطلاعات موضوعی مختلف
  
• نمایش اطلاعات موضوعی طرح – به معنای نمایش نقشه یا نقشه های انتخاب شده ، برچسب زنی ونهایتاً ترسیم
  
• آنهاست . به این معنی که از میان نقشه های موضوعی مختلف طرح
  
• می توان نقشه های مورد نظر (مثلاً نمایش لوله هایی که قطرهای متفاوت دارند با رنگ‌های متفاوت).
  
• انجام جستجوهای مکانی و توصیفی براساس پارامترهای مورد نظردر واقع امکان بازیابی و نمایش عوارض خاص با شرایط خاص در پروژه است . عارضه یا عوارض خاص می تواند برای مثال ترانس یا ترانسهایی با شرایط مشخص باشد . نمایش اطلاعات انتخاب شده می تواند با علائم متفاوت و متناسب با شرایط عوارض مورد نظرانجام گیرد (مثلاً نمایش کابل هایی که قطرهای متفاوت دارند با رنگ‌های متفاوت ).
  
• امکان به هنگام سازی و به روز رسانی اطلاعات توصیفی و مکانی : تغییرات ایجاد شده در نقشه ها و اطلاعات توصیفی مربوطه به راحتی در محیط GIS قابل اعمال است . ضرورت انجام این تغییرات هم در مرحله طراحی و هم در بهره برداری ممکن است پیش آید .
  
• تحلیل های آماری مرتبط با اطلاعات توصیفی این امکان در مرحله طراحی در مواردی نظیر انتخاب گزینه و برآورد هزینه و درهنگام بهره‌برداری به دلایل مختلف از جمله تصمیم گیری در ارتباط با بهره برداری بهینه به کار خواهد آمد .
  
• امکان تهیه نقشه در اندازه و مقیاس‌های مختلف
  

 

ب- تحلیل اطلاعات

 

وجود قابلیت‌های متنوع تحلیلی در نرم افزارهای معتبر GIS امکان انجام تحلیل‌های گوناگون را فراهم می‌آورد . امکان انجام تحلیل های مختلف در شبکه، تلفیق نقشه های موضوعی مختلف و اطلاعات توصیفی مربوط به آنها با یکدیگر ، امکان تلخیص نقشه ها ، امکان حریم یابی و قابلیت‌های متعدد تحلیلی دیگر GIS از دوجهت به کمک کارشناس طراح خواهد آمد :

 

1. وجود این قابلیت ها به کارشناس طراح کمک خواهد کرد تا طرح های پیشنهادی را بررسی و آنالیز کرده و به کمک قابلیتهای نیرومند بازیابی اطلاعات به “اگر”ها پاسخ گفته و تنگناها و مشکلات طرح را به سهولت ببیند و نهایتاً انتخاب مناسبی انجام داده و تصمیم مقتضی به عمل آورد . ضمناً گزینه های انتخاب شده می توانند به تنهائی از جهات مختلف بررسی شدهو با لحاظ کردن پارامترهای طراحی در بانک اطلاعاتی GIS طراحی دقیق و مناسبی به عمل آید .
   
2. گزینه های احتمالی مختلف از جهات اقتصادی و فنی به راحتی در محیط GIS قابل مقایسه اند ، به همین جهت می توان از قابلیت های تحلیلی GIS جهت مقایسه گزینه ها و انتخاب گزینه مناسب به نحو مطلوبی استفاده کرد .
   

قابلیت تحلیلی GIS در مرحله بهره برداری کمک شایانی به بهره برداری بهینه از طرح خواهد کرد. اطلاعات ذخیره شده در سیستم در زمینه های گوناگون در جهت بهره برداری بهینه از طرح به کار خواهد آمد . از جمله :

 

• محاسبات، برآوردها و تحلیل ها
  
• زمان بندی وکنترل مصرف برق در شرایط اضطراری
  
• برآورد هزینه های اصلاح شبکه در یک منطقه مورد نظر .
  
• تعیین تعداد انشعابات منصوبه روی یک ترانس و امکان اتصال انشعابات دیگر.
  
• تعیین نوسانات فصلی و روزانه در یک نقطه .
  
• مشخص کردن مشترکینی در نتیجه خاموش کردن یک ترانس بی برق می شوند .
  
• مشخص کردن ترانسی که یک مشترک یا بخشی از شبکه را تغذیه میکند.
  
• مشخص کردن نزدیک ترین ترانس برای ایجاد انشعاب (های )جدید
  
• تعیین مناطق مصرف غیر عادی .
  
• شناسایی مشترکین پر مصرف .
  
• شناسایی و اصلاح کنتورهای خراب .یا دستکاری شده
  
• ارزیابی توانایی تاسیسات موجود در خدمات دهی بطور کلی و پذیرش انشعاب های جدید و یا مشترکین جدید .
  
• شناسایی بدهی های بالای میزان معین و شناسایی و محاسبه کلی بدهی ها
  

 

خلاصه

 

اطلاعات مربوط به شبک برق بسیار متنوع، حجیم و پیچیده است. سازماندهی، یازیابی و پردازش این داده ها یا روشهای سنتی اگر غیرممکن نباشد بسیار دشوار، وقت گیر و توام با خطاست. GIS به عنوان راه حل اجتناب ناپزیری جهت ذخیره، سازماندهی و تحلیل داده های مربوط به شبکه شناخته شده و در بسیاری از کشورها برای مدیریت شبکه های برق بکار گرفته می شود.

باین ترتیب، GIS بطور کلی بعنوان سیستمی کارآمد جهت ذخیره و سازماندهی داده های حجیم گرافیکی (نقشه ها) و توصیفی- رقومی شبکه، وبطور ویژه بعنوان سیستمی با ابزار نیرومند جهت افزایش کارایی شبکه، رفع تنگناها و نقایص شبکه، اداره امور مشترکین، یافتن راه حل های بهینه جهت گسترش شبکه، برخورد با مشکلات مقطعی و پیش بینی نشده شبکه و بسیاری موارد دیگر بکار می آید.

[Mehdi.Aref 26780]

جزوه آموزشی کاربردهای GIS در صنعت برق که توسط شرکت توانیر تهیه شده است رو میتونید از لینک زیر دانلود کنید

 

دانلود