Состояние информатизации инженерных коммуникаций: симптоматика, диагноз, лечение

Современные системы инженерной инфраструктуры жизнеобеспечения крупного города представляют собой сложнейшие технические объекты, которые характеризуются чрезвычайно высокой степенью разветвленности, множеством обратных связей и очень значительной территориальной распределенностью. То, что хоть сколько-нибудь эффективное управление столь сложной инженерной системой невозможно без применения информационных технологий – факт «разумеющийся» и уже давно никем не оспариваемый.

Средства вычислительной техники и автоматизации производства, а также отдельные программы и даже программные комплексы в большом количестве и довольно давно более или менее успешно применяются в службах практически всех крупных предприятий, эксплуатирующих инженерные коммуникации, для решения производственных задач. Начиная от бухгалтерии, для которой эра «бумажных» технологий ушла окончательно и бесповоротно, и заканчивая, к примеру, гидравлическими расчетами, без которых эксплуатация тепловых сетей вовсе невозможна, а водопроводных – весьма затруднительна.

Однако практически во всех без исключения предприятиях, эксплуатирующих сети инженерных коммуникаций, в том числе даже и в «образцовых», информатизация в целом сильно страдает хроническими отраслевыми и общесистемными «заболеваниями». Развитие и усугубление этих «недугов» неизбежно снижают общую эффективность управления, приводит к прямым финансовым потерям и повышенному риску возникновения аварийных ситуаций. Если не поставить «правильный диагноз» и не «вылечить» эти проблемы вовремя, неизбежен момент превращения информатики и IT-технологий из инструмента повышения надежности, качества и эффективности производства в серьезный тормоз или даже детонатор коллапса в процессе организационно-технологического управления. 

ОПИСАНИЕ ПРОБЛЕМ

1. Рассогласованность информации

Различные программные системы, каждая из которых предназначена для решения какой-то конкретной производственной задачи, используют определенные наборы данных – как в качестве исходной информации, так и в качестве генерируемого результата. При этом значительная часть одних и тех же данных необходима для решения разных задач разными программами.

Простой пример – длина любого конкретного участка трубопровода тепловой сети. Это значение необходимо: для расчета гидравлики, для расчета тепловых потерь, для учета амортизационных отчислений по бухгалтерскому учету, для учета и планирования планово-предупредительных ремонтов, для определения охранной зоны, для ведения журнала диспетчерских заявок и т.п. Если для решения каждой из перечисленных задач используется отдельная программа (а так оно, как правило, и есть), то значение длины участка хранится в форматах данных каждой их этих программ – то есть столько раз, сколько программ используют это значение. Изменение значения длины некоторого конкретного участка трубопровода в рамках набора данных одной из программ никак не затрагивает этого значения во всех других наборах данных. Понятно, что очень быстро наступает полное рассогласование данных об одном и том же объекте в разных наборах, и контролировать этот процесс оказывается совершенно невозможно.

Подобного рода «многоцелевых» данных об объектах любой системы инженерных коммуникаций – как минимум несколько сотен, а то и тысячи. В таких условиях бессмысленно говорить о какой-либо достоверности информационных массивов. На основе информации принимаются технические и управленческие решения. Решения, принятые исходя из ошибочной или недостоверной информации, как правило, неэффективны, но, что гораздо хуже – в сложной инженерной системе они могут оказаться катастрофическими.

То же самое, разумеется, касается и «бумажной» информации. Информация об одних и тех же объектах, хранящаяся «в шкафах» разных служб предприятия, как правило, страдает еще большей степенью рассогласованности. И попытки переноса ее в разрозненные «электронные» массивы, не подчиненные единой и строгой иерархии – это не информатизация, а «компьютеризация беспорядка». В условиях разрозненности хранимой информации, многократного и независимого ее дублирования – получать и использовать достоверную информацию становится невозможно. Не говоря уже о том, что понесенные затраты на добывание и занесение этой информации в «электронные» массивы оборачиваются чистым убытком, а сама идея информатизации оказывается дискредитированной.

2. Непрозрачность информации

Большинство программ и информационных систем, используемых в на предприятии, хранят данные в виде, непригодном для использования любым другим способом, кроме самих этих программ. Как правило, разработчики программ идут на это умышленно, чтобы «привязать» к себе пользователя. Перенос накопленных массивов данных в иную программную среду (например, от конкурирующего разработчика) силами специалистов предприятия-пользователя оказывается либо невозможным, либо сопряженным с огромными и непроизводительными трудозатратами. Таким образом, предприятие оказывается заложником собственных данных, «арестованных» в форматах хранения недобросовестного разработчика, и попадает в зависимость, сродни наркотической. Эта зависимость все более и более усугубляется по мере продолжения накопления данных в форматах «программы-наркотика». Катастрофа наступает, когда разработчик по каким-либо причинам прекращает свое существование. Без авторского сопровождения программные системы «живут» не долее двух-трех лет (меняются поколения процессоров, операционные системы и т.п., и программа просто перестает работать), а огромные массивы данных оказываются закодированы в виде, непригодном для их вычитки альтернативными средствами, то есть – безвозвратно потеряны.

Зачастую бывает так, что недорогой программный продукт «хоронит» данные стоимостью в десятки и сотни миллионов. Ситуация парадоксальная и немыслимая с точки зрения здравого смысла, но тем не менее простой аудит «прозрачности данных» проявит наличие этой проблемы для 70-100% программных систем, используемых на любом предприятии.

3. Рассогласованность задач и информационных потоков

Практически все технические, технологические и организационные задачи, которые могут (и должны) решаться с помощью информационных технологий и вычислительных систем, неразрывно связаны друг с другом по потокам информации.

Еще один пример из области теплоснабжения. В абонентской службе теплоснабжающего предприятия решается задача расчета с потребителями, и там есть данные по нагрузкам абонентов. Эти же данные по нагрузкам являются исходной информацией для расчета гидравлического режима в сети, которым занимается режимная служба. Результат гидравлического расчета является основой для наладочного расчета абонентов, а также необходим для расчета нормативных и фактических тепловых потерь. Последние, в свою очередь, влияют на тарифы, закладываемые в расчет с абонентами. Круг замкнулся. И таких примеров – бесчисленное множество, как для тепловых сетей, так и для всех других видов инженерных коммуникаций.

В реальности все производственные задачи в службах решаются совершенно изолированно друг от друга. Причины такого положения дел самые различные: от сформулированных выше до тривиального отсутствия должной квалификации исполнителей и разработчиков для постановки и решения задач в комплексе.

Такая рассогласованность задач и информационных потоков влечет за собой огромные непроизводительные издержки при эксплуатации программных систем, и, кроме того, не дает возможности видеть целостную и ясную картину технологических и бизнес-процессов, что значительно снижает эффективность управления производством в целом.

4. Игнорирование отраслевой специфики

Инженерная сеть в корне отличается от любых других пространственно-распределенных систем тем, что она описывается специальным понятием - «математический граф». Это именно СЕТЬ, состоящая их узлов и связывающих их ветвей, а не набор изолированных друг от друга объектов. Большинство информационно-расчетных задач для инженерной сети невозможно решить без средств специального описания математического графа. Ярким примером игнорирования этого обстоятельства служит применение так называемых «геоинформационных систем» (ГИС) общего назначения для создания графического представления сети и связанных с ним баз данных.

ГИС общего назначения, как правило, не содержат в себе «встроенного» специального инструментария для решения задач на графах, и поэтому возможность их полезного применения сильно ограничена. Упущение этого обстоятельства при покупке и внедрении весьма недешевых ГИС-технологий впоследствии приводит к практически неразрешимым противоречиям между принципом, заложенным в ГИС - «от картинки к содержанию», и принципом построения большинства прикладных задач отрасли, который прямо противоположен - «от технологического описания – к графическому представлению».

* Об отраслевой специфике информационных технологий для инженерных сетей мы много и подробно писали, начиная с 1997 года, ключевая из этих публикаций - "А.Р.Ексаев. Городские инженерные сети и проблемы информатизации, или как Хоттабыч телефон сотворял", август 2000 г. - абсолютно актуальна в своей основе и сегодня. 

 
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ

Компания ИВЦ "Поток" предлагает технологию, позволяющую последовательно исключить упомянутые проблемы и получить прямой и синергетический эффект от комплексного решения эксплуатационных задач предприятий инженерных коммуникаций – теплосетей, водоканалов, газораспределительных сетей, электросетей.
Технология основана на инструментальной платформе «CityCom» в ее отраслевых реализациях «ТеплоГраф», «ГидроГраф», «ГазГраф», «ЭлГраф».

Некоторые ключевые особенности технологии «CityCom», обеспечивающие эффективное решение обозначенных проблем и высокую степень интеграции бизнес-процессов, представлены ниже.

Единое информационное пространство

Информационной основой всего комплекса служит единая база данных общего доступа с тщательно разработанной структурой, специально предназначенной для решения большого количества содержательных эксплуатационных задач. База данных снабжена всеми необходимыми пополняемыми и расширяемыми справочниками и классификаторами для адекватного описания сетей и объектов систем инженерных коммуникаций.

Главный принцип организации информационного пространства: «Каждая единица информации должна храниться единственный раз в единственном месте» - позволяет обеспечить целостность, непротиворечивость и достоверность всей хранимой информации. Все прикладные подсистемы – от «паспортизации» до «ситуационного моделирования» – получают исходные данные оттуда и туда же помещают результаты, которые сразу же становятся доступны всем заинтересованным (и допущенным) службам и сотрудникам.

Открытость форматов хранения данных

Вся, без исключения, информация хранится в таблицах базы данных общеупотребительного открытого формата, совместимого со всеми существующими промышленными СУБД. Структура и форматы всех таблиц полностью описаны, так что любой квалифицированный независимый программист на основании этого описания может при необходимости извлечь и перенести все информационные массивы в другую среду хранения без потерь. Таким образом, полностью соблюдается право собственности пользователя на принадлежащие ему данные.

Комплексный подход к решению задач

Идейная основа технологии состоит в максимально возможном охвате большого спектра содержательных задач служб эксплуатирующего предприятия на единой информационной платформе, с учетом их взаимосвязи – как по технологической цепочке, так и по информационным потокам.

Разумеется, решить в рамках одной платформы все существующие задачи – невозможно, поскольку всеобщего универсального инструментария нет и быть не может. Но объединить в комплекс решение по крайней мере тех задач, которые сильно взаимно интегрированы по пространству используемых данных – можно и нужно. Для задач, в меньшей степени интегрированных по данным, и решаемых сторонними информационными системами, технология «CityCom» содержит все необходимые информационные связки, которые позволяют осуществить межсистемный информационный обмен и интеграцию.