Tài liệu ứng dụng gis hỗ trợ công tác sửa chữa mạng lƣới cấp nƣớc tại thành phố hồ chí minh.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG GIS HỖ TRỢ CÔNG TÁC SỬA CHỮA MẠNG LƢỚI CẤP NƢỚC TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Họ và tên sinh viên: BÙI THỊ THANH TÂM Ngành: Hệ thống Thông tin Địa lý Niên khóa: 2013 – 2017 Tháng 6/2017 TỨNG DỤNG GIS HỖ TRỢ CÔNG TÁC SỬA CHỮA MẠNG LƢỚI CẤP NƢỚC TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Tác giả BÙI THỊ THANH TÂM Tiểu luận đƣợc đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kĩ sƣ ngành Hệ thống Thông tin Địa lý Giáo viên hƣớng dẫn: TS. KHƢU MINH CẢNH Tháng 6 năm 2017 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cám ơn chân thành đến TS.Khƣu Minh Cảnh, anh Lê Võ Hữu Trí đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình thực hiện tiểu luận tốt nghiệp. Tôi xin cảm ơn ban lãnh đạo Trung tâm Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý TP.HCM (HCMGIS) trực thuộc Sở Khoa Học và Công nghệ TP.HCM đã tạo điều kiện cho tôi đƣợc thực tập tại cơ quan, cung cấp cho tôi những kỹ năng, bài học kinh nghiệm từ thực tế để tôi hoàn thành tiểu luận này. Cảm ơn thầy PGS.TS.Nguyễn Kim Lợi, thầy Nguyễn Duy Liêm và toàn thể quý thầy cô Trƣờng Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh đã giảng dạy giúp tôi có những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tại trƣờng. Tôi cũng cảm ơn những ngƣời bạn đồng hành cùng tôi trong quãng đời sinh viên, những ngƣời đã luôn giúp đỡ tôi khi tôi gặp khó khăn, sẵn sàng chia sẻ cho tôi những điều hay, lẽ phải và cũng là nguồn động lực để tôi phấn đấu vƣơn lên. Cuối cùng, để có đƣợc thành quả nhƣ ngày hôm nay, con xin nói lời biết ơn chân thành đối với cha mẹ, những ngƣời đã sinh thành nên con, chăm sóc, nuôi dạy con thành ngƣời và tạo điều kiện cho con đƣợc học tập. Bùi Thị Thanh Tâm Khoa Môi trƣờng và Tài nguyên Trƣờng Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh Số điện thoại: 0974183745 i TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng GIS hỗ trợ công tác sửa chữa trên mạng lƣới cấp nƣớc tại thành phố Hồ Chí Minh.” đã đƣợc thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 3/2017 đến tháng 6/2017. Mục tiêu của đề tài bao gồm: - Xây dựng cơ sở dữ liệu mạng lƣới (giả định) hệ thống cấp nƣớc. Kết nối dữ liệu vào GeoServer, biên tập dữ liệu. - Cơ sở lý thuyết về lập lịch để giảm thiểu số ngƣời bị ảnh hƣởng do sửa chữa đƣờng ống. - Đề xuất các phƣơng án tối ƣu hóa theo không gian, lập lịch để phục vụ công tác sửa chữa. - Xây dựng Web bằng Python Flask phục vụ lập lịch tối ƣu về sửa chữa ống nƣớc tại TPHCM Phƣơng pháp tiếp cận của đề tài là sử dụng đã sử dụng phần mềm Microsoft Excel xây dựng dữ liệu về thông tin của các vị trí hƣ của mạng lƣới cấp nƣớc tại Thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM); xây dựng dữ liệu không gian về các điểm vị trí hƣ bằng GIS. Kết nối dữ liệu với GeoServer và biên tập dữ liệu. Xây dựng trang WebGIS bằng Python, HTML, Framwork Flask, hệ quản trị CSDL PostGres/PostGIS. Sử dụng thuật toán tối ƣu và bài toán lập lịch tối ƣu để đƣa ra lịch sửa chữa tối ƣu về sửa chữa mạng lƣới cấp nƣớc tại TPHCM. Kết quả đạt đƣợc của khóa luận là: - Định hƣớng đƣợc bài toán tối ƣu, lập lịch tối ƣu - Tìm đƣợc các dữ liệu, tài liệu liên quan đến hiện trạng và các tác động từ việc sửa chữa hệ thống nƣớc trong thành phố. Nhận định đƣợc vấn đề tiết kiệm thời gian, phục vụ tốt nhất cho ngƣời dân về vấn đề sửa chữa hệ thống nƣớc. - Tìm hiểu và xây dựng đƣợc hệ thống Web và CSDL. - Xây dựng đƣơc trang Web với các công cụ tìm kiếm và công cụ hỗ trợ xuất các kịch bản lịch sửa chữa theo thuật toán tối ƣu với rang buộc về thời gian và số lƣợng công nhân cũng nhƣ tác động của hệ thống trong thành phố. ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................ i TÓM TẮT.............................................................................................................................ii MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii DANH MỤC VIẾT TẮT...................................................................................................... v DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................. vi DANH MỤC HÌNH ẢNH ..................................................................................................vii CHƢƠNG 1. MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài................................................................................................. 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................................... 2 1.2.1. Mục tiêu chung ........................................................................................................... 2 1.2.2. Mục tiêu cụ thể ........................................................................................................... 2 1.3. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu .................................................................................. 2 1.3.1. Phạm nghiên cứu ........................................................................................................ 2 1.3.2. Đối tƣợng nghiên cứu ................................................................................................. 2 CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ...................................................................... 3 2.1. Thông tin về địa bàn nghiên cứu ................................................................................... 3 2.3. Đối tƣợng nghiên cứu .................................................................................................... 5 2.3.1. Định nghĩa về mạng lƣới cấp nƣớc . .......................................................................... 5 2.3.2. Các đối tƣợng của mạng lƣới cấp nƣớc. ..................................................................... 7 2.5. Tình hình nghiên cứu..................................................................................................... 8 2.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ............................................................................. 8 2.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ............................................................................. 10 2.5. Khắc phục bằng công trình .......................................................................................... 14 2.6. Khắc phục bằng nghiên cứu: Nghiên cứu về bài toán lập lịch .................................... 16 CHƢƠNG 3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................ 20 3.1. Dữ liệu thu thập ........................................................................................................... 20 iii 3.2. Sơ đồ phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................... 20 3.3. Cơ sở dữ liệu................................................................................................................ 20 3.3.1. Mô tả các lớp dữ liệu ................................................................................................ 20 3.2.2. Xây dựng CSDL ....................................................................................................... 21 3.3.3. GeoServer ................................................................................................................. 22 3.3.4. Các khái niện về web bằng python Flask ................................................................. 22 3.3.4.1. Trang web .............................................................................................................. 22 3.3.4.2. Python .................................................................................................................... 23 3.3.4.3. Flask....................................................................................................................... 23 3.3.5. Nêu bài toán và phƣơng pháp giải. ........................................................................... 23 3.3.5.1. Những đáp ứng, giải quyết vấn đề: ....................................................................... 24 3.3.5.2. Mô tả hệ thống: ...................................................................................................... 24 CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ .................................................................................................... 28 4.1. Kết quả ......................................................................................................................... 28 4.1.1. Xây dựng trang Web để kết nối dữ liệu.................................................................... 28 4.1.2. Xây dựng công cụ nhập điểm hƣ .............................................................................. 29 CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ LIẾN NGHỊ ...................................................................... 32 5.1. Kết luận........................................................................................................................ 32 5.2. Kiến nghị ..................................................................................................................... 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 33 PHỤ LỤC ........................................................................................................................... 35 iv DANH MỤC VIẾT TẮT GIS Geographic Information System (Hệ thống thông tin địa lý) TPHCM Thành phố Hồ Chí Minh GTVT: Giao Thông Vận Tải VAT: Value Added Tax (Thuế giá trị gia tăng) TNHH MTV: Trách Nhiện Hữu Hạn Một Thành Viên CP: Cổ Phần PVC: Polyvinylclorua (nhựa nhiệt dẻo) CAD: Computer-aided design (thiết kế đƣợc sự hỗ trợ của máy tính) WMS: Warehouse Management System (Hệ thống quản lý công việc) DMS: Document Management System (Hệ thống quản lý tài liệu) IMS: Infrastructure Management System (Hệ thống quản lý cơ sở hạ tầng) MMS: Materials Management Systems (Hệ thống quản lý vật liệu) CIS: Customer Information System (Hệ thống thông tin khách hàng) SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition (Điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu) ĐHQG: Đại Học Quốc Gia KH&CN: Khoa học và công nghệ DMA: Phân chia khu vực CSDL: Cơ Sở Dữ Liệu SAWACO: Tổng công ty cấp nƣớc Sài Gòn. v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1. Thông tin về các lớp dữ liệu và số liệu .............................................................. 20 Bảng 3.2. Bảng Excel về thông tin lớp dữ liệu vị trí nước bị hư ........................................ 21 Bảng 3.3. Thông tin về vị trí đường ống bị hư ................................................................... 22 Bảng 4.1. kết quả lịch sửa .................................................................................................. 29 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1.Bản đồ ranh giới hành chính TPHCM .................................................................. 4 Hình 2.2.Sơ đồ cấp nước hiện hữu tphcm (Lý Thanh Tài, 2016) ......................................... 5 Hình 2.3.Sơ đồ cấp nước cho thành phố Hồ Chí Minh ........................................................ 7 Hình 2.5.Mô hình tổng thể giải pháp GIS .......................................................................... 12 Hình 2.6.Phần mềm quản lý tài sản trong mạng lưới cấp nước trên nền GIS ................... 13 Hinh 2.7.Giao diện chương trình thủy lực ......................................................................... 14 Hình 2.8. Minh hoạ giao diện phần mềm Visual studio code 1.11.2 ................................ 19 Hình 3.1. Sơ đồ nghiên cứu ................................................................................................ 20 Hình 3.2. Sơ đồ công nghệ ................................................................................................. 27 Hình 4.1. Giao diện tổng quát trang web ........................................................................... 28 Hình 4.2. Kết quả khi thực hiện tính toán .......................................................................... 29 Hình 4.3. thực hiện các bước khởi tạo ban đầu ................................................................. 30 Hình 4.4. Dữ liệu ảnh hưởng và công nhân ....................................................................... 30 Hình 4.5. Code hàm thực thi .............................................................................................. 31 vii CHƢƠNG 1. MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Mạng lƣới cấp nƣớc ở nƣớc ta nói chung và ở Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng, đƣợc xây dựng và phát triển qua nhiều thời kỳ, nhiều hệ thống có tuổi thọ trên 50 năm vẫn đang tồn tại song hành với những hệ thống mới đƣợc cải tạo. Vì vậy, việc quản lý và sửa chữa rất khó khăn. Thành phố Hồ Chí Minh là trung tâm kinh tế - văn hóa - xã hội lớn nhất Việt Nam với dân số hơn 8 triệu dân (năm 2016). Hiện nay, hệ thống cấp nƣớc thành phố Hồ Chí Minh có tỷ lệ thất thoát nƣớc sạch là 28,31% (năm 2016 theo SAWACO), các ống truyền tải và phân phối nƣớc sạch qua nhiều thời kỳ sử dụng đã xuống cấp, gây rò rỉ, hàm lƣợng nƣớc thất thoát tăng cao và kéo dài gây lãng phí tài nguyên nƣớc thô và gia tăng kinh phí xây dựng, sửa chữa, vận hành.Thực trạng này ảnh hƣởng lớn đến vấn đề cung cấp nƣớc sạch cho Thành phố Hồ Chí Minh. Để giảm tình trạng nƣớc thất thoát ngày càng tăng cần phải thƣờng xuyên theo dõi, quan sát tình trạng vận hành của hệ thống cấp nƣớc và phát hiện những chỗ bị hƣ hỏng hoặc rò rỉ của đƣờng ống và tìm cách khắc phục kịp thời có hiệu quả. Khi sửa nƣớc, việc khóa hệ thống nƣớc là điều cần thiết để không bị thất thoát nƣớc. Do vậy việc sửa chữa sẽ ảnh hƣởng đến một số ngƣời dân sử dụng nƣớc trong khu vực. Với một số điểm cần sửa nƣớc (ví dụ: 3 hoặc 4 vị trí trên bản đồ) thì lịch sửa chữa nƣớc đƣợc thực hiện nhƣ thế nào để số ngƣời bị tác động là ít nhất. Vì vậy, cần lập lịch cụ thể cho việc sửa chữa những sự cố trên mạng và tìm ra giải pháp tối ƣu cho công tác sửa chữa một cách nhanh nhất về thời gian, số lƣợng công nhân tham gia và số ngƣời bị ảnh hƣởng khi sửa chữa là ít nhất. Công nghệ thông tin ngày càng phát triển mạnh mẽ và thâm nhập vào hầu hết các ngành khoa học, các hoạt động thực tiễn và quản lý, đặc biệt là sự ra đời và phát triển của GIS. Đây là một ngành công nghệ hiện đại đƣợc ứng dụng trong nhiều ngành, nhiều lĩnh vực ở khắp nơi trên thế giới nhằm hiện đại hóa công tác quản lý, xử lý, phân tích, quy hoạch và tăng cƣờng năng lực công tác cho ngƣời 1 quản lý cho phép chúng ta lƣu trữ, thể hiện và thực hiện hàng loạt các phép toán phân tích phức tạp một cách nhanh chóng và chính xác. Chính vì thế, việc ứng dụng GIS hỗ trợ công tác sửa chữa mạng lƣới cấp nƣớc là một phƣơng pháp phù hợp và mang lại hiệu quả. Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, đề tài nghiên cứu “Ứng dụng GIS hỗ trợ công tác sửa chữa mạng lƣới cấp nƣớc tại Thành phố Hồ Chí Minh” 1.2. Mục tiêu nghiên cứu 1.2.1. Mục tiêu chung Tìm giải pháp tối ƣu hóa việc sửa chữa để ít ảnh hƣởng đến ngƣời tiêu thụ nhất. 1.2.2. Mục tiêu cụ thể - Xây dựng cơ sở dữ liệu mạng lƣới (giả định) hệ thống cấp nƣớc. Kết nối dữ liệu vào GeoServer, biên tập dữ liệu. - Đề xuất các phƣơng án tối ƣu hóa, lập lịch để phục vụ công tác sửa chữa. - Xây dựng Web bằng Python Flask phục vụ lập lịch tối ƣu về sửa chữa ống nƣớc tại TPHCM 1.3. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu 1.3.1. Phạm nghiên cứu Không gian: Phạm vi nghiên cứu của đề tài là giới hạn trong khu vực TPHCM Thời gian: Thời gian thực hiện từ tháng 3/2017 đến tháng 6/2017 1.3.2. Đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là công tác sửa chữa mạng lƣới cấp nƣớc tại TPHCM. 2 CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1. Thông tin về địa bàn nghiên cứu Thông tin về TPHCM: Theo Ủy ban Nhân dân TPHCM (2011), thành phố Hồ Chí Minh nằm trong tọa độ địa lý khoảng 100 10‟ – 100 38‟ vĩ độ Bắc và 106022‟ – 1060 54‟ kinh độ Đông. - Phía Bắc giáp với tỉnh Bình Dƣơng. - Phía Tây giáp tỉnh Tây Ninh, - Phía Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, - Phía Nam giáp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu. Với tổng diện tích là 2.095,06 km2 và dân số là 7.981.900 triệu ngƣời, tuy nhiên nếu tính những ngƣời cƣ tú không đăng ký thì dân số thực tế của thành phố vƣợt lên 10 triệu ngƣời (theo thống kê của Tông củaTổng cục thống kê năm 2014) 3 Hình 2.1.Bản đồ ranh giới hành chính TPHCM 4 Hệ thống cấp nƣớc TPHCM tiền thân là là hệ thống cấp nƣớc Sài Gòn đƣợc xây dựng từ thời Pháp thuộc. Trải qua nhiều giai đoạn phát triển, đến nay đã trở thành một hệ thống cấp nƣớc có quy mô lớn nhất Việt Nam có nhiệm vụ khai thác, sản xuất và cung cấp nƣớc sạch cho hơn 10 triệu dân (tính cả dân số vãng lai) và toàn bộ khu vực TPHCM với tổng công suất nƣớc sạch khoảng trên 1.800.000m3/ngày đêm vào năm 2016 (SAWACO, năm 2015), quy hoạch đến năm 2025 mạng lƣới cấp nƣớc phải cung cấp cho TPHCM 3.500.000m3/ngày đêm (VIWASE 2012). Về mạng lƣới đƣờng ống cấp nƣớc của thành phố có khoảng 6.000 km với đƣờng kính D = 100 ÷24000mm (SAWACO, 2015), tổng số đấu nối đồng hồ khách hàng khoảng 1,2 triệu, trải rộng trên địa bàn 23 quận huyện (trừ địa bàn Củ Chi). Đƣợc biết, để đáp ứng nhu cầu về nƣớc sạch ngày càng tăng của TPHCM SAWACO đã có định hƣớng phát triển đến năm 2025. Theo đó, đến năm 2025 SAWACO sẽ xây dựng đƣợc khoảng 7.000km đƣờng ống nƣớc. - Sơ đồ cấp nƣớc tại Tp. Hồ Chí Minh Hình 2.2.Sơ đồ cấp nước hiện hữu tphcm (Lý Thanh Tài, 2016) 2.3. Đối tƣợng nghiên cứu 2.3.1. Định nghĩa về mạng lƣới cấp nƣớc . Mạng lƣới cấp nƣớc là một bộ phận của hệ thống cấp nƣớc, là tập hợp các loại đƣờng ống với các cỡ kích thƣớc khác nhau, làm nhiệm vụ vận chuyển và phân phối nƣớc đến các điểm dùng nƣớc. Mạng lƣới cấp nƣớc phải thỏa mãn các yêu cầu sau: 5 - Mạng lƣới cấp nƣớc phải đảm bảo cung cấp đủ lƣu lƣợng nƣớc tới mọi đối tƣợng dùng nƣớc dƣới áp lực yêu cầu và chất lƣợng tốt. - Phải đảm bảo cung cấp nƣớc thƣờng xuyên, liên tục, chắc chắc tới mọi đối tƣợng ngƣời dùng Có 3 loại mạng lƣơi cấp nƣớc là mạng cụt, mạng vòng và mạng hỗn hợp. Mạng lƣới cụt (mạng nhánh) - Đƣờng ống bố trí thành nhánh cây, nƣớc cấp vào khu vực dùng nƣớc chỉ theo một chiều duy nhất. - Mạng lƣới cấp nƣớc dạng cụt có tổng chiều dài đƣờng ống nhỏ, nhƣng cấp nƣớc không đảm bảo an toàn liên tục, nếu có sự cố cần sửa chữa và phải ngƣng cấp nƣớc ở một đoạn ống nào đó phía đầu mạng lƣới, thì các đối tƣợng dùng nƣớc phía sau sẽ bị mất nƣớc. - Mạng lƣới cụt thƣờng sử dụng trong điều kiện đối tƣợng dùng nƣớc nhỏ, mức đầu tƣ đơn giản hoặc các đô thị loại vừa tại các quốc gia đang phát triển, nơi mà thu nhập đầu ngƣời thấp, trình độ dân trí chƣa cao cũng nhƣ khả năng và trình độ quản lý còn hạn chế. - Mạng lƣới vòng: Nƣớc cấp vào khu vực dùng nƣớc theo hai hoặc nhiều hƣớng khác nhau. Giữa các hƣớng nƣớc chảy thƣờng đƣợc ngăn cách bằng một van chặn, nếu van này đóng điểm cấp nƣớc cuối cùng của hƣớng chính là vị trí của van đó, nếu van mở, biên giới cấp nƣớc của các hƣớng biến động tùy theo mức độ tiêu thụ trên mạng lƣới. Mạng lƣới cấp nƣớc dạng vòng cấp nƣớc an toàn, khi có sự cố ở đƣờng ống chính của một hƣớng nƣớc chảy, nƣớc có thể đƣợc cấp từ các hƣớng khác đến phục vụ các đối tƣợng dùng nƣớc. Mạng lƣới cấp nƣớc dạng vòng thƣờng đƣợc sủ dụng khi kết hợp chữa cháy với các nhu cầu dùng nƣớc khác. Loại hình này phù hợp với các quốc gia có mức sống và trình độ dân trí cao, hoặc tại các khu vực mà ý thức chấp hành pháp luật của ngƣời dùng nƣớc tốt, không có tình trạng đấu nối trái phép, hoặc khi điều kiện cơ sở vật chất giành cho việc quản lý hệ thống cấp nƣớc đƣợc ƣu tiên, trình độ quản lý của nhà cung cấp nƣớc đƣợc cải thiện đủ cho việc quản lý mạng lƣới cấp nƣớc một cách khoa học và chặt chẽ. 6 - Mạng lƣới cấp nƣớc dạng hỗ hợp có thể dùng hai dạng trên kết hợp để cấp nƣớc cho một khu vực. Đối với các vùng lớn hoặc tại những vị trí cần cấp nƣớc an toàn hơn thì cấp nƣớc dạng vòng, còn những khu vực khác sử dụng mạng cụt cho kinh tế và phù hợp với trình độ quản lý mạng lƣới cấp nƣớc. Hình 2.3.Sơ đồ cấp nước cho thành phố Hồ Chí Minh 2.3.2. Các đối tƣợng của mạng lƣới cấp nƣớc. Trạm bơm cấp hai dùng để bơm nƣớc từ bể chữa nƣớc sạch lên đài hoặc vào mạng phân phối cung cấp cho các đối tƣợng sử dụng. Đài nƣớc, bể chứa: Làm nhiệm vụ điều hòa và dự trữ nƣớc. Vào các giờ cao điểm, khi tiêu thụ nƣớc mạnh thì áp suất nƣớc tại các điểm cuối mạng lƣới thƣờng bị suy giảm, khi đó nƣớc dự trữ từ trên đài chảy xuống để hỗ trợ tăng áp cho mạng. Vào giờ thấp điểm, nƣớc tiêu thụ ít hơn thì lƣợng nƣớc dƣ với áp suất lớn có thể lên đài để dự trữ sẵn một cột áp. Đƣờng ống chuyển tải: Dùng để vận chuyển nƣớc từ trạm bơm cấp hai đến điểm đầu tiên của mạng lƣới phân phối nƣớc. Đƣờng ống chuyển tải có thể có đƣờng kính rất lớn tới 1000m, 2000m tùy theo quy mô của hệ thống. Đƣờng ống phân phối: Dùng để vận chuyển nƣớc từ đƣờng ống chuyển tải đến đƣờng ống nhánh. Các đƣờng ống phân phối đi dọc theo đƣờng phố, ngõ, xóm và có thể tiêu thụ theo dọc đƣờng đi. Trên đƣờng ốngs phân phối có lắp các đai khởi 7 thủy cho các ống nhỏ hơn. Đƣờng ống phân phối thƣờng có đƣờng kính từ 80mm, 100mm và lớn hơn. Đƣờng ống dịch vụ (đƣờng ống nhánh): Đƣờng ống có đƣờng kính nhỏ hơn 80mm cấp nƣớc trực tiếp tới các hộ tiêu thụ. Cuối đƣờng ống dịch vụ là các đồng hồ đo nƣớc, các van và phụ kiện đấu nối với đƣờng ống cấp nƣớc bên trong nhà. Van: Là thiết bị vận hành bằng tay (có thể bằng điện, khí nén hoặc các dạng trợ lực khác…) dùng để điều khiển dòng nƣớc trong hệ thống ống. Nó có miệng ra, miệng vào (bằng ren, bằng mặt bích, bằng hàn hoặc các phƣơng pháp nối khác) sao cho có thể lắp nó vào đƣờng ống. Đồng hồ đo nƣớc: Là dụng cụ để đo lƣợng nƣớc khách hàng sử dụng. Thiết bị đầu nối dùng để liên kết các đoạn ống trên mạng lƣới lại với nhau.  Thủ tục sửa chữa ống nƣớc bị hƣ Thông báo cho nhân viên trực điện thoại với các nội dung sau: + Địa chỉ cần sửa chữa. + Yêu cầu thay đổi, sửa chữa, thời gian thực hiện. + Ngƣời liên hệ, số điện thoại liên hệ. Thời gian thực hiện. + Ngay sau khi nhận đƣợc thông tin công ty sẽ cử ngƣời đến địa chỉ yêu cầu. + Trƣờng hợp mặt bằng thi công phải xin phép đào đƣờng, vỉa hè. Công ty sẽ thực hiện thi công ngay trong ngày những công việc thay đổi, sửaa chữa đơn giản. + Trƣờng hợp mặt bằng thi công phải xin phép đào đƣờng, vỉa hè. Ngay sau khi nhận giấy phép thi công, Công ty sẽ gọi điện thông báo khách hàng về thời gian thi công Kinh phí thực hiện + Các chi phí công ty thanh toán: Công ty sẽ chịu toàn bộ kinh phí cho việc sữa chữa đƣờng ống, phụ tùng và đồng hồ nƣớc hƣ hỏng không phải do lỗi của khách hàng. 2.5. Tình hình nghiên cứu. 2.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 8 Các nghiên cứu ứng dụng GIS trong quản lý, vận hành mạng lƣới cấp nƣớc xoay quanh vấn đề phân phối nƣớc dựa trên dữ liệu GIS để quản lý, vận hành mạng lƣới cấp nƣớc, theo dõi chất lƣợng nƣớc liên tục,… ArcGIS cho phép bạn linh hoạt đáng kể với sự phân khúc hợp lý và vật lý của mạng lƣới đƣờng ống của bạn. Thay vì dựa vào cấu trúc liên kết hồ quang truyền thống, ArcGIS cung cấp một bộ các tính năng mạng: các nút đơn giản, các cạnh đơn giản, các nút nối phức tạp và các cạnh phức tạp. Hơn nữa, điều kiện của đƣờng ống đƣợc xem xét đối với các đoạn hợp lý của đƣờng ống trong mạng nƣớc. Tình trạng của đƣờng ống nƣớc thƣờng đƣợc tính bằng cách sử dụng kết hợp thông tin rò rỉ và sửa chữa cùng với khoảng thời gian ƣớc tính của đƣờng ống theo các yếu tố nhƣ ngày vật liệu và ngày lắp đặt. Tình trạng thể chất của đƣờng ống cống thƣờng đƣợc đánh giá giữa các lỗ thông và nối với một chỉ mục video. Các điều kiện của đƣờng ống cống thƣờng đƣợc xác định bởi nhân viên điều hành sử dụng các video nội bộ của mạng lƣới cống và các điều kiện đƣờng ống đánh giá theo đặc điểm thị giác. 1. Adrian.M.D, Foster.J, 2002. Protecting water supply quality – decision support using geographical information systems (GIS). School of Geography, University of Leeds, Leeds, LS2 9JT, UK 2. Guth.N and Klingel.P, 2012. Demand Allocation in Water Distribution Network Modelling – A GIS-Based Approach Using Voronoi Diagrams with Constraint. Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institute for Water and River Basin Management, Germany. 3. Mohan.S and Vairavamoorthy.K, 2004. Development of GIS based contamination risk assessment in water distribution systems. Loughborough UniversityandatIITMadras. 4. Tremblay A. Thomas, Paull, J. Gene, Rodgers, W. Robert, Wermund, E. G., 1994. GIS Database for Water Management on the Rio Grande Delta Plain, USGS. 5. Walski, T. M.; Chase, D. V.; Savic, D. A.; Grayman, W.; Beckwith, S. & Koelle, 2003. Advanced Water Distribution Modeling and Management. Haestad Press, ISBN 0-9714141-2-2, Waterbury, USA. 9 6. Mô hình hệ thống nƣớc của ESRI. Mô hình Dữ. liệu ArcGIS Water đƣợc thiết kế cho các công trình cấp nƣớc, xử lý nƣớc, nƣớc thải và nƣớc mƣa bằng cách cung cấp một khung nhìn định hƣớng về mặt địa lý cho các hệ thống mạng lƣới nƣớc, ArcGIS Water hỗ trợ nhìn nhận về các vấn đề kỹ thuật và kinh doanh của mạng lƣới ngoài thế giới thực. Đƣợc xây dựng trên dựng trên công nghệ thành phần đối tƣợng, ArcGIS Water cung cấp một nền tảng mới mạnh mẽ cho các giải pháp trên mạng lƣới nƣớc. Mục tiêu của hệ thống này là cung cấp hiệu quả hoạt động và lợi ích kinh doanh vƣợt ra khỏi GIS truyền thống và lập bản đồ ranh giới. Mục tiêu của ESRI là làm việc cùng với khách hàng sử dụng nƣớc để xác định một bộ cở sở dữ liệu tiêu chuẩn công nghệ mới để quản lý thông tin địa lý trong 100 năm tới. Mô hình thiết kế trong nƣớc cấp - Các tiện ích nƣớc và nƣớc thải hiện nay đang nhận ra những lợi ích của công nghệ GIS (hệ thống thông tin địa lý) cho các mục đích về kỹ thuật, xây dựng và vận hành. Các yêu cầu điển hình của tiện ích này phản ánh nhu cầu kinh doanh nhƣ: + Thành lập bản đồ tiêu chuẩn và tùy chỉnh + Tích hợp bản vẽ thiết kế (CAD) vào môi trƣờng GIS + Tích hợp với các hệ thống doanh nghiệp khác, nhƣ hệ thống quản lý công việc (WMS), hệ thống quản lý tài liệu (DMS), hệ thống quản lý cơ sở hạ tầng (IMS), hệ thống quản lý tài liệu (MMS) và hệ thống thông tin khách hàng (CIS) Quản lý các hoạt động nhƣ rò rỉ nƣớc, sửa chữa và kiểm tra hệ thống mạng lƣới nƣớc. 2.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc Hiện nay ở Việt Nam, việc sử dụng GIS để quản tài sản mạng lƣới cấp nƣớc đang đƣợc phổ biến rộng rãi. Việc ứng dụng GIS vào hệ thống quản lý vận hành toàn bộ hệ thống cấp nƣớc đƣợc các doanh nghiệp đang đƣa vào thực hiện. Hệ thống này theo dõi liên tục trên mạng lƣới để kịp thời ứng phó, xử lý, khắc phục các sự cố trên hệ thống một cách nhanh chống, kịp thời để đảm bảo an toàn cấp nƣớc. 10 Mô hình quản lý mạng lƣới cấp nƣớc của các công ty Việt nhƣ: Địa dƣ và Việt An 1. Công ty cổ phần cấp thoát nƣớc Khánh Hòa chính thức đƣa vào vận hành dự án quản lý cấp nƣớc theo công nghệ GIS mang lại nhiều lợi ích vƣợt trội trong việc tra cứu thông tin khách hàng, địa chỉ hộ dùng nƣớc, mã khách hàng, lịch sử tiêu thụ nƣớc một cách nhanh chóng…, mà không cần mất nhiều thời gian công sức tra cứu nhƣ trƣớc. Không những vậy phần mềm quản lý cấp nƣớc theo công nghệ GIS có nhiều ƣu điểm không chỉ thuận tiện cho việc tra cứu thông tin khách hàng, tính toán áp lực, biết tình trạng cấp nƣớc thiếu hay đủ, chủ động lịch trình thiết kế cải tạo, mở rộng mạng lƣới theo yêu cầu… cho ta cái nhìn tổng thể về toàn mạng lƣơi cấp nƣớc , phục vụ việc sửa chữa hỏng hóc, thay lăp đƣờng ống, đồng hồ…, Nhờ ứng dụng phần mềm GIS vào quản lý, đến nay Công ty đã thiết lập một hệ thống cơ sở dữ liệu cấp nƣớc cho thành phố với hơn 73.000/92.000 đồng hồ, hơn 11.000 tuyến ống chính với tổng chiều dài 840.000m, 22.670 tuyến ống nhánh với tổng chiều dài hơn 56.000m, 2.256 van, 5.538 thiết bị, 1.622 điểm đấu nối, 26 điểm quản lý lƣu lƣợng và áp lực (Scada), 18 điểm lấy mẫu. Hiện Nhà máy nƣớc Xuân Phong và Võ Cạnh trực thuộc Công ty đã đƣợc cập nhật toàn bộ thiết bị tài sản của nhà máy; xây dựng bản đồ nền tích hợp với xấp xỉ 131.000 ô thửa trên địa bàn TP. Nha Trang.(theo DIA DU CO., LTD GIS solutions and technology) 2. Trong cuối tháng 11/2013, Công ty CP Kỹ thuật Môi trƣờng Việt An (Viet An Enviro) đã bàn giao và đƣa vào sử dụng cơ sở dữ liệu GIS, phần mềm quản lý tài sản mạng lƣới cấp nƣớc (iArcASSET for Water) cho Công ty Cổ Phần Đầu Tƣ Xây Dựng Và Kinh Doanh Nƣớc Sạch – VIWACO - Mục đích của dự án: + Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu mạng lƣới cấp nƣớc hiện có về cơ sở dữ liệu địa lý (GIS) theo mô hình cơ sở dữ liệu Geodatabase – Esri để phục vụ công tác xây dựng phần mềm quản lý tài sản mạng lƣới cấp nƣớc; 11