POLITECHNIKA KRAKOWSKA im. Tadeusza KościuszkiWydział Inżynierii Środowiska

Instytut Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Justyna Tylka

Analiza wykorzystania GISw przedsiębiorstwach

wodociągowo-kanalizacyjnych

Praca magisterska

Studia Stacjonarne II stopniaKierunek studiów: Gospodarka przestrzenna

Specjalność: Planowanie przestrzenne i gospodarka komunalna

Praca wykonana pod kierunkiem:dr inż. Robert Szczepanek

Recenzent:dr inż. Marta Cebulska

Ocena pracy: ........................Nr pracy:

Kraków, 2018

Pracę tę dedykuję moim Rodzicom,którzy udzielil mi niezbędnego wsparcia, abym mogła ukończyć studia.

Spis treści

Spis treści i

1 Wstęp 11.1 Cel i zakres pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2 Metoda pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2 System geoinformacyjny 52.1 Definicje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2 Rys historyczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3 Integracja narzędzi informatycznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.4 Zastosowanie w przedsiębiorstwie wodociągowym . . . . . . . . . . . . 10

2.4.1 Paszportyzacja sieci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.4.2 System monitoringu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.4.3 Modelowanie sieci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.4.4 Przewidywanie i zapobieganie awariom . . . . . . . . . . . . . . 122.4.5 Mobilny GIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.4.6 Zarządzanie ekipami terenowymi . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.4.7 Analizy przestrzenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.4.8 Projektowanie sieci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.5 Stan wdrożenia GIS w Polsce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.6 Potencjalne problemy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.6.1 Ilość danych archiwalnych i bieżących . . . . . . . . . . . . . . . 162.6.2 Jakość danych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.6.3 Przepływ informacji w przedsiębiorstwie . . . . . . . . . . . . . 172.6.4 Standardy wymiany danych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172.6.5 Brak dostępu do danych innych jednostek . . . . . . . . . . . . 182.6.6 Koszty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.6.7 Czynnik ludzki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3 Metodyka 213.1 Cel i problematyka badań . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

i

3.2 Hipoteza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.3 Zmienne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.4 Metoda, technika i narzędzia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.5 Organizacja i przebieg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.6 Charakterystyka grupy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.7 Ankieta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4 Wyniki 25

5 Analiza 295.1 Lokalizacja przedsiębiorstwa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295.2 Wykorzystywane oprogramowanie GIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335.3 Stan paszportyzacji infrastruktury wodociągowej i kanalizacyjnej . . . . 375.4 Przeszkody w wykorzystaniu GIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425.5 Propozycje rozwiązania problemów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

6 Podsumowanie 53

7 Wnioski 57

Bibliografia 59

Spis rysunków 61

Spis tabel 63

ii

Rozdział 1

Wstęp

Nowoczesne technologie i rozwiązania informatyczne wkraczają w praktycznie każdądziedzinę życia współczesnego człowieka. Rewolucja informatyczna nie ominęła takżezakładów wodociągowych i kanalizacyjnych, których początki sięgają czasów staro-żytnych i na przestrzeni lat nieustannie ewoluują. Ta ewolucja nie jest przypadkowa,bowiem celem jest wprowadzenie innowacji w bieżącym systemie aby podnieść jegojakość i wydajność. Jednym z rozwiązań informatycznych, które znacząco wpływa nafunkcjonowanie zakładów jest zyskujący coraz większą popularność GIS – System Infor-macji Geograficznej. Obecnie traktowane jest jako niemalże podstawowe narzędzie, bezktórego nie mogą obyć się największe zakłady wodociągowe, stopniowo wdrażany jestrównież w coraz mniejszych podmiotach. Wdrożenie takiego systemu jest stosunkowokosztownym przedsięwzięciem, jednakże należy rozpatrywać je w kategorii inwestycji,ponieważ GIS to oszczędności wielu zasobów takich jak: czas, nakład pracy, surowce,a to przekłada się na realne oszczędności finansowe. Jako pojedynczy system stano-wi ogromną wartość dla przedsiębiorstwa posiadającego rozległą infrastrukturę, jednakzintegrowany z innymi narzędziami informatycznymi pozwala na racjonalne i efektywnezarządzanie całą firmą. Praktyczne zastosowanie GIS to między innymi:

• wykorzystanie danych uzyskanych podczas paszportyzacji sieci jako danych wej-ściowych, na podstawie których tworzy się model matematyczny sieci,

• bieżący monitoring sieci zarówno pod względem parametrów pracy, jak i stanuinfrastruktury, jakości wody, ścieków,

• identyfikacja sytuacji awaryjnych, możliwość szybkiej interwencji,

• centralne elektroniczne repozytorium, pozwala na szybszy obieg informacji, po-lepszenie obsługi klientów, przeprowadzanie bardziej zaawansowanych analiz,

• przewidywanie i planowanie prac remontowych i eksploatacyjnych sieci,

• adekwatne rozdysponowywanie ekip terenowych,

1

• analizy przestrzenne pozwalające na racjonalne podejmowanie decyzji związanychz rozbudową sieci;

GIS jest zatem potężnym narzędziem, które może znacząco poprawić organizację pra-cy przedsiębiorstw wodociągowych. „Może”, ponieważ na prawidłowe funkcjonowaniesystemu ma wpływ wiele czynników podczas procesu wdrażania oraz użytkowania opro-gramowania. W niniejszym opracowaniu zostanie podjęta próba zdefiniowania i prze-analizowania największych bolączek wpływających na ograniczenie potencjału jaki dająsystemy geoinformacyjne zastosowane w przedsiębiorstwie sieciowym.

1.1 Cel i zakres pracy

Głównym celem niniejszej pracy magisterskiej jest analiza wykorzystania GISw przedsiębiorstwach wodociągowych na terenie Polski, a także zidentyfikowanie prze-szkód stojących na drodze do wykorzystania potencjału systemów geoinformacyjnych.Zakres opracowania obejmuje:

a. Część teoretyczną, w której zostały przybliżone zagadnienia związane z System In-formacji Geograficznej oraz specyfiki funkcjonowania przedsiębiorstw wodociągo-wych.

b. Część badawczą, w której zaprezentowano wykonane badania oraz ich wyniki.

c. Część analityczną, w której dokonano analizy otrzymanych wyników.

d. Wnioski wynikające z poprzedzających części opracowania.

1.2 Metoda pracy

Zastosowano następującą metodykę pracy:

• Zebranie informacji dotyczących systemów geoinformacyjnych,

• Zebranie informacji na temat wykorzystania GIS w przedsiębiorstwach wodocią-gowych,

• Wytypowanie aspektów potencjalnie problematycznych, stanowiących przeszkodęw wykorzystaniu potencjału technologii GIS na podstawie zebranych materiałóworaz własnego doświadczenia zdobytego podczas praktyk w Dziale TechnicznymZakładu Wodociągów i Kanalizacji w Łodzi,

• Skonstruowanie ankiety i rozesłanie jej w wersji elektronicznej do 130 zakładówwodociągowych,

• Przeanalizowanie wyników ankiet pod względem różnych zależności,

2

• Sformułowanie wniosków dotyczących wykorzystania GIS w przedsiębiorstwachwodociągowych.

3

Rozdział 2

System geoinformacyjny

2.1 Definicje

Istnieje wiele różnych definicji i klasyfikacji Systemów Informacji Geograficznej,potocznie nazywanej GIS. Na potrzeby niniejszej publikacji przyjmiemy następującedefinicje i hierarchię:

System to uporządkowany zespół wzajemnie powiązanych elementów oddziaływu-jących wzajemnie na siebie w ściśle określonym celu, który ma określoną strukturęi może być rozpatrywany jako całość.

System informacyjny to grupa procesów wykonywanych na surowych danych wcelu wytworzenia nowej informacji przydatnej np. w procesie podejmowania decyzji.

System informacji przestrzennej – SIP (ang. Spatial Information System – SIS)system pozyskiwania, gromadzenia, weryfikowania, integrowania, analizowania, trans-ferowania i udostępniania danych przestrzennych, w szerokim rozumieniu obejmującymetody, środki techniczne, w tym sprzęt i oprogramowanie, bazę danych przestrzen-nych, organizację, zasoby finansowe oraz ludzi zainteresowanych jego funkcjonowaniem.

System informacji geograficznej – GIS (ang. Geographical Information System)system informacji przestrzennej dotyczący danych geograficznych zawierający proce-dury umożliwiające przeprowadzenie analiz przestrzennych, termin ten stosowany jestrównież jako nazwa dziedziny zajmującej się geoinformacją oraz metodami i technikamiGIS.

System informacji o terenie – SIT (ang. Land Information System – LIS) sys-tem informacji przestrzennej dotyczący danych o terenie, składający się z bazy danycho terenie dotyczącej określonego obszaru, procedur i technik dla systematycznego zbie-

5

rania, aktualizacji i udostępniania danych. Według Międzynarodowej Federacji Geode-tów system informacji o terenie jest środkiem do podejmowania decyzji o charakterzeprawnym, administracyjnym i gospodarczym oraz pomocą w planowaniu i rozwojuokreślonego terenu [7].

Sprawa terminologii może być problematyczna, gdyż pojęcia te są często używanewymiennie i niehierarchicznie. Jest to spowodowane nawykami użytkowników, historiąoraz szczególnymi zastosowaniami systemów.

GIS i SIPTerminy System Informacji Przestrzennej oraz System Informacji Geograficznej są uży-wane zamiennie, chociaż pojęcie SIP jest znacznie szersze i powinno być nadrzędnewzględem GIS. Wynika to z tego, że początkowo z systemu korzystano w celu utwo-rzenia geograficznej bazy danych dotyczącej zasobów naturalnych. Z czasem znale-ziono kolejne zastosowania, w różnorakich dziedzinach. Zatem pojęcie „geograficzne”nie zawsze wpisywało się w istotę wykorzystania systemu. Wówczas zaczęto korzystaćz terminu System Informacji Przestrzennej, który jest bardziej uniwersalny. Jednakw świadomości użytkowników przyjęła się forma GIS i na dzień dzisiejszy jest ona naj-bardziej spopularyzowana [13].

GIS i SITPojęcia System Informacji Geograficznej oraz System Informacji o Terenie również sąstosowane wymiennie. Jednak sytuacja jest zgoła odmienna niż w przypadku GIS i SIP,które można scharakteryzować nadrzędnością. Odmienność między GIS a SIT możnawyróżnić na poziomie szczegółowości informacji i dokładności. System Informacji o Te-renie charakteryzuje się dużą szczegółowością i odnosi się do wielkich skal opracowania,dlatego pojęcie to jest stosowane głównie w kręgu geodezyjnym. Podczas gdy SystemInformacji Geograficznej posiada bardziej ogólny charakter i odnosi się zazwyczaj dośrednio i drobnoskalowych opracowań. Pojęcie to jest także wykorzystywane do okre-ślenia specjalistycznego oprogramowania [11].

2.2 Rys historyczny

Początki GISu wywodzą się z kartografii. To właśnie pierwsze próby digitalizacjimap papierowych, a także automatyzacji procesu kartograficznego pod koniec lat 50.XX wieku przyczyniła się do powstania systemu. Jako pionierskie system informa-cji geograficznej uznaje się Kanadyjski System Informacji Przestrzennej (ang. CanadaGeographic Information System – CGIS). Został stworzony w 1963 r. przez Roger’aTomlinson’a na zlecenie Kanadyjskiej Agencji Inwentaryzacji Gruntów w celu zinwen-taryzowania zasobów naturalnych występujących na terenie kraju, a także analizowaniaich przyszłego wykorzystania. W 1964 r. na Uniwersytecie Harvarda powstaje Labo-ratorium Grafiki Komputerowej i Analiz Przestrzennych, które wniosło spory wkład

6

w kształtowanie się GIS. Stworzyli jeden z pierwszych programów pozwalający nautworzenie mapy w komputerze w formie rastrowej oraz analizę danych – SYMAP(Synagraphic Mapping System). W Indiach działalność rozpoczyna rządowa jednostkaIndian Institute of Remote Sensing, która posiada własną sieć satelitów IRS i obecniejest jednym z ważniejszych dostawców zdjęć satelitarnych. Pod koniec lat 60. powstajądwie firmy, które na dzień dzisiejszy są potentatami w dziedzinie GIS: Intergraph orazESRI (Environmental Systems Research Institute), które jako pierwsze zastosowałomodel wektorowy [13].

W latach 70. NASA umieszcza na orbicie okołoziemskiej satelitę Landsat 1 w celuzbierania informacji o zasobach Ziemi, na Uniwersytecie Harvarda powstaje wektoro-wy system ODYSSEY GIS. Ważnym, z punktu dla wykorzystania GIS w wodociągach,był system ADAPT (ang. Areal Design and Planning Tool). Służył do planowaniai projektowania obszarowego systemów kanalizacyjnych i przeprowadzania analiz hy-drologicznych.

Lata 80. przynoszą rewolucję komputerową, czyli popularyzację domowych kompu-terów osobistych tzw. PC-tów (ang. personal computer). Fakt ten przyczynił się dorozwoju i upowszednienia systemów GIS, które nie były już wykorzystywane jedynieprzez instytucje rządowe i naukowe. Firma ESRI opracowała program ArcInfo, którycharakteryzował się relacyjną bazą danych oraz modelem wektorowym i stał się stan-dardem dla oprogramowania GIS. W 1985 r. amerykańskie wojsko udostępniło danez systemu GPS (ang. Global Positioning System), które stało się ważnym źródłemdanych przestrzennych. Rok później została założona firma MapInfo, wprowadzającana rynek nowe standardy systemów typu desktop GIS. Ze względu na wzrost popu-larności systemów geoinformacyjnych zostały powołane dwa ważne ośrodki badawcze:Regional Research Laboratory w Wielkiej Brytanii oraz NCIGA (National Center forGeographic Information and Analysis) w Stanach Zjednoczonych [11].

W latach 90. następuje upowszednienie systemów GIS, które znajdują coraz szerszegrono odbiorców oraz nowe zastosowania. Powstaje konsorcjum OpenGIS, zrzeszają-ce użytkowników, twórców oprogramowania oraz różne agendy rządowe będące częstoźródłem informacji. Stworzyło to dogodne warunki do wymiany informacji na tematdanych i funkcji programów pozwalając na wprowadzenie nowych norm i kooperacji wy-miany informacji. Również ekspansja internetu sprzyjała wymianie informacji, a takżeprzyczyniła się do powstania pierwszych publicznych serwerów mapowych. W 1999 r.na orbicie okołoziemskiej zostaje umieszczony satelita nowej generacji IKONOS, którywykonuje zdjęcia bardzo wysokiej rozdzielczości (piksel osiąga wymiary 90 x 90 cm).Prowadzi to do zniesienia zakłócania sygnału GPS przez Stany Zjednoczone.

Wiek XXI przynosi dalszy rozwój udostępniania, ujednolicania, integrowania da-nych dotyczących informacji przestrzennych, do czego przyczynia się działalność Euro-pejskiego Komitetu Normalizacyjnego CEN oraz Międzynarodowa Organizacja Norma-lizacyjna ISO. Powstają rządowe strony internetowe zawierające informacje z zakresugospodarki, demografii, geografii [14].

7

2.3 Integracja narzędzi informatycznych

W przedsiębiorstwach wodociągowych systemy geoinformacyjne funkcjonują jakoskładowa większego systemu informatycznego. Mogą być zintegrowane ze wszystkimilub tylko niektórymi z rozwiązań informatycznych typu: DMS, CRM, SCADA, ERP.Dopiero integracja tych systemów pozwala na zmaksymalizowanie korzyści wynikają-cych z wdrożenia systemu GIS.

System zarządzania dokumentami – DMS (ang. Document Management Sys-tem) system obejmujący pozyskiwanie, przechowywanie, klasyfikację, indeksowanie,wersjonowanie, obsługiwanie, przeglądanie, a także bezpieczeństwo dokumentów w for-mie elektronicznej. Głównym zastosowaniem systemu jest wspomaganie zarządzaniaprocesem tworzenia i przepływu dokumentacji poprzez scentralizowane elektronicznerepozytorium. Zalety wdrożenia takiego systemu to między innymi możliwość odzyski-wania po awarii, zróżnicowane poziomy dostępu, łatwiejszy i szybszy dostęp, skróconyczas postępowań, lepsza dystrybucja informacji [17].

System zarządzania relacjami z klientami – CRM (ang. Customer Relation-ship Management) system wspierający działania firmy w zakresie określenia potrzebi preferencji klientów poprzez zarządzanie, organizowanie, śledzenie i przechowywa-nie wszelkich interakcji z klientami. Służą do zarządzania informacjami kontaktowymiklientów, zwiększa wydajność obsługi klienta, a co za tym idzie satysfakcję klientów,pozyskania istotnych danych na podstawie których firmy mogą budować strategie. Do-datkowo może zostać uruchomiona część dla klientów dzięki której będą mogli spraw-dzić i załatwić niektóre sprawy zdalnie np. zgłosić awarię, zweryfikować rachunki orazdokonać płatności, sprawdzić następny odczyt wodomierza czy planowane prace serwi-sowe [18].

SCADA (ang. Supervisory Control And Data Acquisition) – system służący dopozyskiwania danych z procesu technologicznego wykorzystywanych do sterowania i za-rządzania procesem. Dane te zazwyczaj są obrazowane w formie graficznej, schematu.System ma bardzo ograniczone możliwości analizy danych archiwalnych, służy przedewszystkim do bieżącego monitoringu i sterowania procesem. Ma również za zadaniealarmować i powiadamiać operatorów o przekroczeniach dopuszczalnych parametrów.Taki system cechuje skalowalność, czyli możliwość zwiększania ilości elementów sieciprocesów bez straty wydajności [8].

8

Rysunek 1: Przykładowy interfejs programu SCADA wykorzystanego w oczyszczalniścieków [3].

System planowania zasobów przedsiębiorstwa – ERP (ang. Enterprise Re-source Planning) system składający się z obieralnych modułów wspomagający zarzą-dzanie przedsiębiorstwem. Moduły są dobierane do indywidualnych potrzeb firmy, naprzykład zarządzanie majątkiem, finansami, zasobami ludzkimi, produkcją, łańcuchemdostaw etc. System ERP charakteryzuje się możliwością rozszerzania, zatem wzboga-cenie go o GIS daje ogromne możliwości analiza przestrzennych. [12]

9

Rysunek 2: Obszary funkcjonalności i integracji systemu na przykładzie Mb-GIS UtilityEntrerprise Edition [11].

2.4 Zastosowanie w przedsiębiorstwie wodociągowym

2.4.1 Paszportyzacja sieci

Problem z jakim zmagają się wszystkie przedsiębiorstwa wodociągowe to dokumen-tacja w formie papierowej. Jest ona mało odporna na upływ czasu, staje się delikatnai krucha, blaknie, może także wystąpić skurcz podkładów mapowych. Przy częstymkorzystaniu ulega szybszej degradacji, staje się mniej czytelna poprzez nakładanie ko-lejnych poprawek i zmian np. podczas awarii. Dodatkowo mogą wystąpić różne nieprze-widziane sytuacje typu zalanie, pożar, zagubienie dokumentacji. Ważnym aspektem jesttakże wiedza, którą posiadają wieloletni pracownicy przedsiębiorstwa. Często są to in-formacje nie zawarte w żadnej dokumentacji, a wynikająca z doświadczenia i stażupracy. W przypadku odejścia takiego pracownika tracimy bezpowrotnie część danych.Digitalizacja archiwum stanowi remedium na niemal wszystkie te bolączki.

Paszportyzacja sieci to szczególna forma digitalizacji archiwum sieci. Polega nainwentaryzacji elementów sieci wraz z przypisaniem im odpowiednich danych technicz-nych, geograficznych w systemie. Powstała w ten sposób mapa cyfrowa stanowi podsta-wę działania systemu GIS w przedsiębiorstwach sieciowych. Jest to zadanie niezwykle

10

czasochłonne i wymagające dużych nakładów pracy. Jednak nie można przecenić warto-ści tego procesu, gdyż poprawnie przeprowadzony powoduje szereg ułatwień w dalszychdziałaniach.

Wiedza o dokładnym położeniu i parametrach obiektu jest szczególnie przydatnadla zakładów wodociągowych ze względu na umiejscowienie przewodów pod powierzch-nią ziemi. Dlatego stanowi ogromne wsparcie dla brygad pracujących w terenie. Dziękitemu znacząco oszczędza się czas, bardzo cenny podczas awarii, który bezpośrednioprzekłada się na oszczędności finansowe. Dotyczy to zarówno wypłat pracowników, jaki oszczędności towaru i sprzętu, którym dysponujemy. Powodujemy mniejsze stratyśrodowiskowe oraz materialne np. zerwana nawierzchnia podczas poszukiwania prze-wodu podziemnego. Wiedza ta wpływa również na bezpieczeństwo pracy, jeśli brygadama podgląd lokalizacji infrastruktury podziemnej z innych branży np. gazociągowej,telekomunikacyjnej, energetycznej. Teoretycznie między przewodami rożnych sieci po-winny być zachowane odpowiednie odległości i głębokości, jest to uregulowane licznymiaktami prawnymi oraz wytycznymi. W rzeczywistości jednak infrastruktura nie jest wpełni zinwentaryzowana, mogą wystąpić warunki szczególne, wówczas zalecane odle-głości nie zostaną zachowane, istnieją samowole budowlane, nielegalne podłączenia dosieci i wiele innych czynników wpływających na niestandardowy przebieg sieci. Pozwalato na zminimalizowanie ryzyka uszkodzenia podczas prac przewodów i spowodowaniainnej awarii oraz bezpośrednio zwiększa bezpieczeństwo pracowników terenowych, nienarażając na wybuch gazu czy porażenie prądem.

Niezmiernie ważne jest również, aby pracownicy terenowi uzupełniania dokumen-tacji nie traktowali jako czynności dodatkowej, mniej ważnej od fizycznej pracy. Mi-nimalizacja luki między pracą biurową, a terenową przyczyni się do lepszej komunika-cji w przedsiębiorstwie Aktualne informacje są czynnikiem niezbędnym do wydajnegofunkcjonowania systemu GIS [16].

2.4.2 System monitoringu

Głównym celem systemu monitoringu jest zapewnienie optymalnej pracy sieci po-przez monitorowanie czynników hydraulicznych (pomiar przepływu, ciśnienia, pręd-kości, stopnia wypełnienia kanałów), technicznych (stan infrastruktury), jakościowych(jakość wody i ścieków pod względem parametrów fizykochemicznych, stężenia gazóww sieci kanalizacyjnej) oraz alarmowanie w przypadku wystąpienia nieprawidłowościach(usterki, wycieki). System składa się z punktów pomiarowych, których ilość zależy odindywidualnych uwarunkowań sieci, a dane są przekazywane do centralnej dyspozy-torni. Dane te są przetwarzane i wykorzystywane zarówno do bieżącego zarządzaniasiecią, jak i do zarządzania strategicznego np. sterowania czynnikami hydraulicznymi,oceny stanu jakości dostarczanej wody i niezawodności sieci, oceny stanu techniczne-go infrastruktury, oceny wpływu procesów technologicznych, ścieków na środowiskoetc. Punkty pomiarowe również wchodzą w skład urządzeń przedsiębiorstwa, są zatemuwzględnione w bazie GIS, jako odrębna warstwa wraz z opisem technicznym. W zin-

11

tegrowanym systemie informatycznym dostęp do danych i analiz uzyskanych z moni-toringu jest możliwy z poziomu cyfrowej mapy z danymi zawartymi w systemie GIS.

2.4.3 Modelowanie sieci

Na podstawie danych z bazy GIS wprowadzonych podczas procesu paszportyzacjimożliwe jest stworzenie modelu matematycznego sieci i przeprowadzenia modelowaniamatematycznego.

Modelowanie polega na przygotowaniu schematu sieci, przyporządkowaniu węzłomodpowiednich dla nich rozbiorów wody, zebranie niezbędnych danych i wprowadzeniuich do programu symulacyjnego, a także przeprowadzeniu kalibracji uzyskanego mode-lu. Tak uzyskany model może nam dostarczyć pożądanych informacji do odpowiedniegozarządzania systemem wodociągowym np. rozwój sieci, analizy odpowiedniego ciśnie-nia na sieci podczas rozbudowy lub zapotrzebowania pożarowego, sytuacje awaryjnei ocena ryzyka, szacowanie rozbiorów wodny na węzłach, minimalizowanie strat wody,przewidywanie przemieszczania się zanieczyszczeń, ocena wieku wody. Zaletą jest za-tem możliwość przeprowadzenia analiz i zweryfikowania różnorakich scenariuszy przedpodjęciem decyzji. Pozwala to na znaczne zaoszczędzenie czasu i pieniędzy, ponieważdecyzje podejmowane są w sposób świadomy.

Aktualizacje lub rozbudowę modeli wykonuje się ponieważ zarówno system wodo-ciągowe, jak i kanalizacyjne są podatne na dynamiczne zmiany. Zmiany zdetermino-wane są poprzez czynniki wewnętrzne, takie jak automatyzacja, postęp technologiczny,niezawodność, bezpieczeństwo, standardy eksploatacyjne, organizację, oraz czynnikizewnętrzne np. zmiany prawne, nowości technologiczne, ochrona środowiska. Uwzględ-nienie tych czynników podczas modelowania ma istotny wpływ na zarządzanie przed-siębiorstwa, wymusza ciągłe dążenie do ulepszenia jakości usług, efektywnej pracy,wdrażania najnowszych rozwiązań technologicznych [4].

2.4.4 Przewidywanie i zapobieganie awariom

Awarie na sieci wodociągowej i kanalizacyjnej są zdarzeniami w znacznym stopniuoddziaływującymi na środowisko. Są także niezmiernie uciążliwe dla ludności powo-dując przerwy w dostawie wody, zalania, szkody materialne, utrudnienia w ruchu etc.Aby zminimalizować ryzyko ich wystąpienia w utrzymaniu sieci ważna jest profilak-tyka – regularne czyszczenie i konserwacja przewodów. Sieć wodociągową czyści się,ponieważ może dochodzić do zanieczyszczeń spowodowanych awariami na sieci, pra-cami remontowymi, podłączaniem nowych odcinków, parametrami fizykochemicznymitransportowanej wody. W rezultacie może dojść do zjawisk typu korozja przewodów,gromadzenie osadów, ścieranie wewnętrznej części przewodów, nadmiernych obciążeństałych i dynamicznych. Konserwacja jest szczególnie pożądanym typem prac na sie-ci ponieważ w odróżnieniu do odnowy sieci nie wymaga wstrzymania dostaw wody.W skład odnowy wchodzą czynności związane z naprawą, renowacją i wymianą frag-mentu sieci. W przypadku sieci kanalizacyjnej niezwykle cenną metodą uzyskiwania

12

informacji możliwość inspekcji przewodów kamerą wideo. Uzyskujemy wówczas infor-macje na temat miejsca uszkodzeń przewodów, o stanie wyeksploatowania sieci i na tejpodstawie możliwość wyboru odpowiedniej metody renowacji, występowanie nielegal-nych podłączeń czy zatorów.

Wszystkie informacje o remontach, awariach, terminach i zakresie wykonywanychprac są bezpośrednio przyporządkowane do konkretnych elementów infrastruktury namapie. Pozwala to racjonalnie zarządzać pracami. Szczególnie w przypadku prac pla-nowanych i cyklicznych [20].

2.4.5 Mobilny GIS

Ze względu na coraz powszechniejszy dostęp do urządzeń mobilnych np. smart-fonów, tabletów również przedsiębiorstwa wodociągowe postanowiły wykorzystać todobrodziejstwo do wspomożenia ekip terenowych. Mając dostęp do wersji mobilnejoprogramowania na urządzeniu przenośnym pracownicy mogą bezpośrednio sprawdzić:harmonogram prac, dane o elementach infrastruktury np. lokalizacja, materiał, śred-nice, czy podlega gwarancji, czy należy do majątku przedsiębiorstwa. Oszczędza sięzatem czas potrzebny na pozyskanie map papierowych, są także w ciągłym kontakciez dyspozytornią. Przyśpiesza i klaruje zatem cały proces prac w terenie. Istnieje takżemożliwość ograniczonego przeglądania map w trybie offline, zmniejszając tym sposo-bem transmisję danych. Na mapie zamieszczone są także informacje o elementach innejinfrastruktury niż wodociągowa np. gazowej, teleinformatycznej, elektroenergetycznej.Pozwala to na zmniejszenie ryzyka naruszenia innej sieci oraz wypadków, które mogąsię zdarzyć np. wybuch gazu, porażenie prądem [15].

2.4.6 Zarządzanie ekipami terenowymi

Zarządzanie pracami w terenie jest stosunkowo skomplikowanym zadaniem, a GISw połączeniu z innymi systemami pozwala na usprawnienie tego procesu poprzez:szczegółowe wyznaczanie zadań, tworzenie harmonogramu prac i rozdysponowywanieposzczególnych ekip, bieżące śledzenie statusu robót. A pracownicy w terenie mającdostęp do mobilnej wersji GIS pozostają w kontakcie z centralą. Pozwala to na większąwydajność dyspozytora i nie daje pola do niedomówień, jakie mogą wystąpić podczasprzekazywania zleceń drogą telefoniczną.

13

Rysunek 3: Widok menedżerski dyspozytora sieci elektroenergetycznej [5].

2.4.7 Analizy przestrzenne

Analizy przestrzenne to zbiór działań na jednej bądź kilku warstwach informacyj-nych GIS, w celu uzyskania nowej informacji w postaci graficznej lub tabelarycznej.Możemy wyróżnić cztery podstawowe typy analiz przestrzennych:

a. Zapytania do baz danych – proste lub złożone, zapytania o lokalizację/relację lubo zadane atrybuty.

b. Operacje algebraiczne i logiczne – działania na warstwach, przekształcenie w mapyo innej treści w oparciu o ustaloną relację między nimi. Pojedynczą mapę możnaprzekształcić przy pomocy prostych działań algebraicznych (dodawanie, odejmowa-nie, mnożenie, dzielenie) lub złożonych funkcji (wykładniczych, logarytmicznych).Można również wykonać działania algebraiczne i logiczne poprzez nakładanie kilkumap (mnożenie, dzielenie, alternatywa, koniunkcja etc.).

c. Operatory sąsiedztwa

14

• wektorowe: agregacja, łączenie, scalanie, część wspólna;

• rastrowe: filtracje, analizy na NMT (mapy spadków, ekspozycji), analizy kosz-tów, klasyfikacje, analizy statystyczne.

d. Operatory odległości – mapy odległości, mapy kosztów, buforowanie, analizy siecio-we.

Programy typu GIS posiadają szereg narzędzi pozwalających na przeprowadzenieanaliz przestrzennych. Takie analizy niezwykle ułatwiają oraz przyśpieszają podejmo-wanie decyzji w przedsiębiorstwie – od tych mniejszej rangi np. dla małego klientawarunki przyłączenia, aż po strategię rozwoju firmy. Dokładność i możliwości takichanaliz są znacznie większa niż w przypadku map papierowych, gdyż pod uwagę możeuwzględnić dużo więcej czynników [21].

2.4.8 Projektowanie sieci

Projektowanie nowej sieci można rozpatrywać w dwojaki sposób: jako większą częśćsystemu, czyli plan rozwoju oraz jako indywidualne projektowanie fragmentu infra-struktury.

Planując większą rozbudowę sieci, której zamierzeniem jest podłączenie całego osie-dla lub przysiółka, dzięki modelowi mamy możliwość zweryfikowania w jaki sposób za-reaguje sieć dodatkowym obciążeniem wygenerowanym przez inwestycję. Biorąc poduwagę także szkielet sieci można podjąć decyzje o planowanym przebiegu trasy i miej-scu podłączenia.

Natomiast dla projektanta sieci ważne będą przede wszystkim informacje strictetechniczne: elementy, materiały, dokładne położenie w 3 wymiarach istniejącej infra-struktury, do której zamierza się podłączyć. Musi także zachować wymagane odległościod przewodów infrastruktury innej niż wodociągowa i kanalizacyjna.

2.5 Stan wdrożenia GIS w Polsce

Dysponujemy wiedzą na temat stanu wdrożenia GIS w przedsiębiorstwach wodocią-gowych z dwóch badań ankietowych przeprowadzonych na przestrzeni 10 lat – w 1997r. oraz w 2007 r. Być może badania zawarte w niniejszej pracy, przeprowadzone kolejne10 lat później, wpiszą się w kontynuację badań i dadzą obraz postępu tej technologiiw przedsiębiorstwach wodociągowych w Polsce.

Pierwsze badania przeprowadzone w 1997 r. obejmowały tylko przedsiębiorstwaobsługujące powyżej 200 tys. mieszkańców, a ich obszar obejmował: zakres wdrożenia,sposób udostępniania oraz zakres współpracy z innymi systemami informatycznymi.

15

Sytuacja wówczas przedstawiała się następująco [11]:

• 30% przedsiębiorstw było w trakcie wdrażania GIS (w żadnym zakładzie nie byłw pełni funkcjonujący), aż 70% nie rozpoczęło wówczas wdrażania.

• 75% zakładów dysponowało tylko jednym stanowiskiem z dostępem do GIS, tylko25% zakładów udostępniało poprzez intranet.

• W większości zakładów GIS było używane jedynie w celu ewidencji sieci, rzad-ko współpracował z modelami. Natomiast nigdzie nie współpracował z innyminarzędziami informatycznymi.

Drugie badania przeprowadzone w 2007 r. przedstawiały odpowiedzi uzyskane z 47zakładów i prezentowały się następująco [11]:

• 55% przedsiębiorstw wdrożyło GIS bądź było w trakcie procesu, przy czym aż90% przypadków GIS obejmował zarówno infrastrukturę wodociągową, jak i ka-nalizacyjną.

• 57% udostępniało GIS poprzez intranet, 35% wykorzystywało GIS na jednymstanowisku, 15% wykorzystywało w tym celu przeglądarki internetowe.

• Zdecydowana większość zakładów wykorzystywała GIS jedynie w celu ewiden-cji sieci (57% na sieci wodociągowej, 62% na sieci kanalizacyjnej). Część przed-siębiorstw jednak integrację z innymi systemami wspomagającymi zarządzaniefirmą.

• Wszyscy respondenci zadeklarowali potrzebę wdrożenia GIS.

2.6 Potencjalne problemy

Na podstawie swoich doświadczeń nabytych podczas praktyk studenckich zrealizo-wanych w Dziale Technicznym Zakładu Wodociągów i Kanalizacji w Łodzi mogłamzaobserwować pewne przesłanki problemów mogące wpływać na ograniczenie poten-cjału rozwiązań geoinformacyjnych.

2.6.1 Ilość danych archiwalnych i bieżących

Niektóre polskie miasta mogą się pochwalić ponad 100 letnią historią wodociągów.Taki staż często jest reprezentowany przez bardzo pokaźne archiwum. Systemy geoin-formacyjne są stosunkowo młodą, choć prężnie się rozwijającą technologią, stopniowoupowszechnianą na świecie. Dotarła wraz z erą komputeryzacji do polskich przedsię-biorstw dosyć niedawno. Zatem wprowadzenie do systemu danych z archiwum z okresunp. 80 lat stanowi nie lada wyzwanie. Dodatkowo dochodzą sprawy bieżące – rozbudo-wa infrastruktury, nowe podłączenia do sieci. Jak zdążyłam zauważyć sprawy bieżącew archiwum przyrastają w niezwykle szybkim tempie. W rezultacie ilość danych dowprowadzenia podczas procesu paszportyzacji może być przytłaczająca.

16

2.6.2 Jakość danych

Jakość danych może być rozumiana dwojako – jako jakość fizyczna i jakość informa-cji. Występuje tutaj szereg czynników wpływających na jakość danych. Oceniając jakośfizyczną danych mamy na uwadze przede wszystkim dokumentację w wersji papierowej,która z biegiem czasu może ulegać różnym deformacjom stając się mniej czytelna lubcałkowicie nieczytelna. Mapy mogą ulegać skurczowi, tracąc skalę, dokumentacja bled-nie i płowieje, papier jest materiałem nietrwałym, może się kruszyć i rwać. Dodatkowowystępują sytuacje nieprzewidziane takie jak zalanie, pożar, zagubienie. Jednak możeto również dotyczyć dokumentacji elektronicznej, do której dostęp zostanie nieodpo-wiednio nadany, dokument źle podpięty lub przypadkowo usunięty. Drugim aspektemjest jakość informacji. Zdarzają się nieprawidłowe pomiary, błędy ludzkie, pomyłki.Miasto ulega różnym przekształceniom, zmieniane są nazwy ulic, numeracje budyn-ków. Również zmiany i poprawki nanoszone na dokumentacji podczas remontów, czyprzebudowy nie pozostają obojętne. Mogą wprowadzać w błąd lub być po prostu nie-czytelne. Możliwa jest zatem sytuacja, gdy dokumentacja jest nieczytelna, błędna lubw ogóle nie ma jej fizycznie. Jakość zdecydowanie wpływa na czas i wysiłek jaki trzebapoświęcić, aby dojść do stanu rzeczywistego.

2.6.3 Przepływ informacji w przedsiębiorstwie

W nawet niewielkich firmach mogą nastąpić problemy z komunikacją. Proces ko-munikacji jest niezwykle ważny i ma bezpośredni wpływ na efektywność przedsiębior-stwa. Jego powodzenie jest uzależnione od każdego elementu tegoż procesu (kontekst,uczestnicy, komunikat, kanał, szumy, sprzężenie zwrotne). Jest to także bardzo wrażli-wy proces, narażony na liczne zakłócenia. Najczęściej występują następujące zakłóce-nia: niepełna informacja, nieodpowiedni dobór słów, zakłócenia w przekazie np. hałas,niepoprawna interpretacja, relacje interpersonalne. Występują także straty poniesio-ne na każdym etapie komunikacji (myślenie, przekazanie, zrozumienie, wykorzystanie).W większych firmach dodatkowo występuje problem komunikacji między różnymi dzia-łami i może on wynikać z kilku aspektów: nieznajomości specyfiki funkcjonowania da-nego działu, brak chęci do podjęcia inicjatywy, bądź poniesienia odpowiedzialności,braku utożsamienia się pracownika z firmą, niewłaściwe procedury [10].

2.6.4 Standardy wymiany danych

Brak jednorodnych standardów danych z innymi bazami naraża firmy na zwięk-szenie nakładów pracy, a co za tym idzie nakładów finansowych. Często możliwa jestkonwersja formatu danych, jednak może się to wiązać z częściową utratą informacji.Dostosowanie standardu informacji zawartych w udostępnionych bazach do indywi-dualnych potrzeb przedsiębiorstwa może być bardzo pracochłonne. Istnieją regulacjeprawne dotyczące tego zagadnienia np. w Krajowych Ramach Interoperacyjności, jed-

17

nak często występuje brak porozumienia różnych jednostek udostępniających dane codo wspólnych wytycznych.

2.6.5 Brak dostępu do danych innych jednostek

Zagadnienie to dotyczy głównie jednostek miejskich i wszelakich instytucji, przed-siębiorstw, urzędów realizujących zadania publiczne, do których należy między innymidostarczanie wody i odprowadzanie nieczystości. Podmioty te często dysponują infor-macjami komplementarnymi, operują na danych w skali jednego miasta. Aby pozyskaćinformacje bezpłatnie musi nastąpić porozumienie decydentów, inaczej podmioty mu-szą wykupywać informacji od siebie. Przykładem tego typu konfliktu, który ostateczniewszedł na drogę sądową jest spór między Przedsiębiorstwem Wodociągów i Kanalizacjisp. z o.o. w Olkuszu i Starostwem Powiatowym w Olkuszu o nieodpłatne przekazaniemap zasadniczych i ewidencyjnych. Dodatkowo, gdyby istniał jednolity standard in-formacji między podmiotami w jednym ośrodku miejskim to znacznie usprawniłoby tofunkcjonowanie firm. Nie byłoby potrzeby powielania pracy już wykonanej. Przykłademtakiej powielonej pracy jest np. wprowadzanie infrastruktury sieciowej w firmie wodo-ciągowej, która wcześniej została wprowadzona do GESUTu (Geodezyjna EwidencjaSieci Uzbrojenia Terenu) w ramach działalności Głównego Urzędu Geodezji i Karto-grafii. Przedsiębiorstwo dysponuje tylko „podglądem”, jednak nie ma możliwości edycjilub nadania atrybutów [19].

2.6.6 Koszty

Koszty są pojęciem dosyć obszernym, a użytkownik systemu może nie być świadomyjak duże obciążenie finansowe może generować GIS. Pierwszą kwestią jest wybór opro-gramowania, którego licencja może być wykupywana jednorazowo lub co roku. Możnarównież zastosować rozwiązania open source z darmowymi licencjami. Pojedyncza li-cencja typu dekstop może kosztować nawet kilkadziesiąt tysięcy złotych. Licencje naaplikacje korzystające z mocy obliczeniowej serwera są o wiele tańsze, a ich cena możeoscylować w granicach 10% ceny licencji typu desktop [6]. Wdrożenie kompleksowegoi zintegrowanego systemu jest przedsięwzięciem bardzo pracochłonnym i kosztownym.Na przykładzie przedsiębiorstwa wodociągowego w Puławach (zakwalifikowany jakomiasto małe, poniżej 100 tys. mieszkańców) w skład takiego systemu wchodzą: ba-za danych GIS, system typu ERP (system do planowania zasobów przedsiębiorstwa),ocena awaryjności sieci, modele sieci, systemy monitoringu elementów infrastruktury,system ograniczania strat wody, system zdalnego odczytu wodomierzy oraz central-na dyspozytornia ruchu. Pierwszym etapem tworzenia całego systemu są tzw. zadaniabadawczo-rozwojowe, czyli szereg opracowań. Jest to tańsza część procesu i w przypad-ku opisywanej firmy została wyceniona na 460 tys. zł. Kolejny etap stanowią zadaniawdrożeniowe, które są zasadniczą częścią projektu i zostały wycenione na 5 208 tys. zł(projekt zrealizowano w latach 2011-2015). Należy również pamiętać o kosztach związa-

18

nych z dodatkowymi pracownikami, sprzętem o odpowiednich parametrach, szkoleniachi administrowaniu systemu [9].

2.6.7 Czynnik ludzki

Pod tym zagadnieniem kryje się kilka aspektów. Wykształcenie, odpowiednie kwa-lifikacje, zaangażowanie potencjalnych pracowników może być niezadowalające lub nie-wystarczające. Przedsiębiorstwo chcąc ograniczyć koszty może także limitować ilośćetatów. Należy również wspomnieć o nieplanowanych nieobecnościach pracownikówprzebywających na dłuższym zwolnieniu czy urlopie, macierzyńskim lub zdrowotnym.Jeśli przedsiębiorstwo dysponuje minimalną liczbą pracowników takie sytuacje prze-kładają się bezpośrednio na wydajność danego działu, a czasem całej firmy.

19

Rozdział 3

Metodyka

3.1 Cel i problematyka badań

Systemy geoinformacyjne są wspaniałym narzędziem wspomagającym zarządzanierozległą infrastrukturą sieciową. W związku z tym cieszą się rosnącą popularnościąwśród przedsiębiorstw wodociągowych. Jednak istnieją pewne czynniki, które mogąwpływać na potencjał jaki daje GIS. Celem tego badania jest zidentyfikowanie tychczynników i przeanalizowanie zależności.

W niniejszym opracowaniu główny problem zdefiniowano następująco: jakie czyn-niki wpływają w wykorzystanie GIS w przedsiębiorstwach wodociągowych?

Uściślenie problemu głównego stanowią problemy szczegółowe. W tym przypadkuzdefiniowano następujące:

a. Czy wielkość przedsiębiorstwa wpływa na posiadanie wdrożonego GISu?

b. Jakie oprogramowanie jest najbardziej popularne?

c. Czy wielkość przedsiębiorstwa wpływa na wybór oprogramowania?

d. Jaki jest stan obecnego wykorzystania GIS?

e. Czy wielkość przedsiębiorstwa ma znaczenie w wykorzystaniu GIS?

f. Czy typ oprogramowania ma znaczenie w wykorzystaniu GIS?

g. Jakie przeszkody użytkownicy GIS widzą w jego użytkowaniu i czy zależą one odwielkości przedsiębiorstwa lub typu oprogramowania?

h. Jakie użytkownicy widzą możliwości pokonania tych przeszkód?

21

3.2 Hipoteza

Hipoteza jest podstawą do przeprowadzania badań naukowych i została postawionana podstawie problemu głównego. Dla tego badania postawiono następującą hipotezęgłówną: na wykorzystanie GIS w przedsiębiorstwach ma wpływ wiele czyn-ników.

Hipotezy szczegółowe:

a. Wielkość przedsiębiorstwa ma wpływ na wdrożenie systemu GIS, duże zakłady mająwdrożony GIS.

b. Najpopularniejszym oprogramowaniem są rozwiązania firmy ESRI.

c. Wielkość przedsiębiorstwa ma wpływ na wybór oprogramowania, duże wybierająkomercyjne.

d. Większość zakładów wodociągowych bardzo dobrze wykorzystuje GIS.

e. Wielkość przedsiębiorstwa ma wpływ na wykorzystanie GIS, lepiej radzą sobie dużezakłady.

f. Typ oprogramowania ma wpływ na wykorzystanie GIS.

g. Użytkownicy najczęściej jako przeszkodę w wykorzystaniu GIS definiują jakość da-nych. Zauważone przeszkody zależą od wielkości przedsiębiorstwa i typu oprogra-mowania.

h. Najczęściej proponowanym rozwiązaniem jest bieżąca weryfikacja błędów, zgłaszanieich i poprawianie.

3.3 Zmienne

Na podstawie hipotezy określono zmienne zależne i niezależne.Główna zmienna niezależna to: czynniki wpływające na wykorzystanie systemu GIS.Zmienne niezależne szczegółowe to:

• wielkość przedsiębiorstwa,

• typ oprogramowania,

• przeszkody we wdrożeniu GIS: ilość danych, jakość danych, brak jednolitych stan-dardów danych z innymi bazami, koszty,

• przeszkody w użytkowaniu GIS: słaby przepływ informacji w przedsiębiorstwie,brak dostępu do danych innych jednostek, problemy kadrowe.

Zmienna zależna to: wykorzystanie systemu GIS.

22

3.4 Metoda, technika i narzędzia

Metoda badawcza to sposób pracy badawczej charakteryzujący się określonymiczynnościami postępowania oraz zastosowaniem odpowiednich narzędzi badawczych.Wybrano metodę sondażu diagnostycznego, który pozwala na statystyczny opis zja-wisk.

Zastosowano technikę ankietowania polegającą na pisemnym udzielaniu odpowiedzina zestaw pytań, które zostały stworzone w celu potwierdzenia lub obalenia postawionejtezy.

Narzędzie badawcze służy do realizacji technik badań. W przypadku niniejszych ba-dań narzędzie stanowi kwestionariusz ankiety dedykowany dla przedsiębiorstw wodociągowo-kanalizacyjnych [2].

3.5 Organizacja i przebieg

Prace zostały zapoczątkowane poprzez zebranie materiałów teoretycznych, a takżezdefiniowanie potencjalnych aspektów problematycznych na podstawie literatury i do-świadczeń wyniesionych w praktyk w Dziale Technicznym w Zakładzie Wodociągów iKanalizacji w Łodzi. Następnie w zgodzie z metodologią wybrano odpowiednie metodyi narzędzia do postawionej hipotezy i problemu badawczego. Stworzona ankieta miałaprzede wszystkim być krótka i konkretna, aby nie zniechęcić potencjalnych respon-dentów do wypełnienia. Rozesłano ją przy pomocy poczty elektronicznej do przedsię-biorstw wodociągowych na terenie Polski, Niemiec, Szwecji, Danii, Holandii. Badanieprzeprowadzono w październiku 2017 r.

3.6 Charakterystyka grupy

Ankieta została rozesłana do: 130 zakładów na terenie Polski oraz 38 zakładówpaństw europejskich (Szwecja – 18, Dania – 12, Niemcy – 6, Holandia – 2).W rezultacie otrzymano 39 odpowiedzi tylko z Polski. Cztery przedsiębiorstwa udzieliłyinformacji o braku wdrożonego systemu GIS, zatem zostało przesłanych 35 ankiet z 30różnych przedsiębiorstw. Następnie odrzucono 5 ankiet ze względu na brak podanejlokalizacji. Ostatecznie do badania wzięto pod uwagę 30 odpowiedzi użytkowników z25 zakładów wodociągowych.

3.7 Ankieta

Stworzona przeze mnie ankieta, miała za główne zadanie zdefiniować największebolączki związane z wdrażaniem oraz użytkowaniem systemów GIS w przedsiębiorstwiesieciowym, jakim jest zakład wodociągów i kanalizacji. Została utworzona przy pomocydarmowego narzędzia oferowanego przez korporację Google – Google Forms. Ankietawyglądała w następujący sposób:

23

1. Pytanie otwarte - Lokalizacja przedsiębiorstwa.

2. Pytanie jednokrotnego wyboru - Z jakiego oprogramowania Państwo korzystają?Możliwe odpowiedzi:

a. ArcView GIS / ArcInfo / Geosecma – firmy ESRI

b. MicroStation / GeoGraphics / Spatial Edition – firmy Bentley

c. MapInfo

d. Smallworld

e. Autodesk Civil Design / Autodesk Land Desktop – firmy Autodesk

f. QGIS – opensource

g. ILWIS – opensource

h. Inne . . .

3. Pytanie jednokrotnego wyboru w każdym wierszu – Procent sieci wprowadzonejdo sieci GIS.

Tabela 1: Pytanie do ankiety - procent sieci wprowadzonej do sieci GIS.

< 25% 25-50% 50-75% > 75%WodociągowejKanalizacyjnej

4. Pytanie wielokrotnego wyboru – Przeszkodą w wykorzystaniu GIS jest. Możliweodpowiedzi:

a. Ilość danych archiwalnych i bieżących

b. Jakość danych (błędna, nieczytelna dokumentacja lub jej brak)

c. Słaby przepływ informacji w przedsiębiorstwie

d. Brak jednorodnych standardów danych z innymi bazami

e. Brak dostępu do danych innych jednostek np. miejskich, urzędów

f. Koszty np. ograniczenia ilości licencji

g. Problemy kadrowe (za mało ludzi, słabe kwalifikacje)

h. Inne . . .

5. Pytanie otwarte – Proszę krótko przedstawić swoje propozycje rozwiązania pro-blemów.

24

Rozdział 4

Wyniki

Pytania 1 – 3 dotyczą informacji na temat stanu bieżącego i rzeczywistego, w związ-ku z tym odpowiedzi są obiektywne. Odpowiedzi uwzględnione w statystykach są re-prezentowane przez 25 przedsiębiorstw.

Pytania 4 i 5 są pytaniami bezpośrednio do użytkownika systemu GIS w przed-siębiorstwie i odnoszą się do ich doświadczenia, odpowiedzi są zatem subiektywne.Odpowiedzi uwzględnione w statystykach są reprezentowane przez 30 użytkowników.

1. Lokalizacja przedsiębiorstwa

W poniższym zestawieniu zostały uwzględnione miasta, w których został wdro-żony system GIS i nadesłały przynajmniej jedną poprawnie wypełnioną ankietę.Najliczniejszą grupę stanowią miasta małe, poniżej 100 tys. mieszkańców (tab. 5).

• Białystok

• Chełm

• Chorzów

• Częstochowa

• Ełk

• Gdańsk

• Gdynia

• Gliwice

• Jelenia Góra

• Katowice

• Krosno

• Leszno

• Mińsk Mazowiecki

25

• Nowy Targ

• Opole

• Puławy

• Sosnowiec

• Suwałki

• Świnoujście

• Tarnów

• Toruń

• Warszawa

• Zamość

• Zielona Góra

• Żary

2. Oprogramowanie

Przedsiębiorstwa wodociągowo-kanalizacyjne najczęściej wykorzystują oprogra-mowanie firmy ESRI (tab. 2), która jest światowym liderem w tworzeniu opro-gramowania geoinformatycznego [1]. Drugim najbardziej popularnym oprogra-mowaniem są rozwiązania firmy KARTGIS. Łącznie ESRI i KARTGIS obsługująponad połowę biorących udział w badaniu zakładów.

Tabela 2: Wybór oprogramowania przez zakłady

Typ oprogramowania Liczba zakładówESRI 7

KARTGIS 6BENTLEY 3

QGIS 2SONET 2

AUTODESK 1INFOKART 1

ILWIS 1MB-GIS 1

TP-AQUA 1SUMA 25

3. Stan wprowadzonej sieci

Zdecydowana większość przedsiębiorstw radzi sobie bardzo dobrze z paszporty-zacją sieci i deklaruje stan wprowadzenia do systemu na poziomie powyżej 75%ilości infrastruktury (tab. 3). Stan wprowadzenia infrastruktury wodociągowejjest lepszy niż infrastruktury kanalizacyjnej.

26

Tabela 3: Stan wprowadzonej sieci.

< 25% 25-50% 50-75% > 75%Wodociągowej 1 4 2 18Kanalizacyjnej 3 2 5 15

4. Zagadnienia problematyczne

Najczęściej wskazywaną przez grupę 30 użytkowników przeszkodą w użytkowaniuGIS jest jakość danych bieżących i archiwalnych, najrzadziej natomiast kosztyzwiązane z wdrożeniem i użytkowaniem systemów (tab. 4).

Tabela 4: Zagadnienia problematyczne.

Zagadnienia Liczbaproblematyczne użytkowników

Ilość danych archiwalnych i bieżących 14Jakość danych (błędna, nieczytelna dokumentacja lub jej brak) 19

Słaby przepływ informacji w przedsiębiorstwie 9Brak jednorodnych standardów danych z innymi bazami 8

Brak dostępu do danych innych jednostek np. miejskich, urzędów 12Koszty np. ograniczenia ilości licencji 3

Problemy kadrowe (za mało ludzi, słabe kwalifikacje) 11Inne, jakie? 5

5. Proponowane rozwiązania

W odpowiedzi na nieobowiązkowe pytanie użytkownicy podzielili się swoimi po-mysłami na rozwiązanie zauważonych problemów w wykorzystaniu GIS. Poniższeodpowiedzi są przytoczone w oryginalnej wersji. Każdy podpunkt jest opinią po-jedynczego użytkownika.

• „Wdrożenie we współpracujących ze sobą instytucjach (miejskich/gminnych)oprogramowania jednej firmy, co zdecydowanie ułatwiłoby pracę, komuni-kację oraz weryfikację błędów. Zgłaszanie błędów do osób zajmujących sięuzupełnianiem bazy danych oprogramowania.”

• „Jakość danych jako kluczowy element przy wprowadzaniu danych. W przy-padku braków kadrowych, rozwiązaniem może być jedynie uświadamianiezarządów spółek, jak wiele przedsiębiorstwa mogą zyskać przy odpowied-nim systemie, co wiąże się z realnym oszczędnościami.”

• „Zorganizowanie kampanii pomiarowych, wewnętrzne szkolenia/spotkaniainformacyjne, nawiązanie bliższej współpracy z innymi instytucjami.”

• „Zmiana oprogramowania na nowsze.”

• „Więcej ludzi z kwalifikacjami.”

27

• „Zatrudnienie kolejnych osób do pracy w programie Bentley Navigator. Moż-liwość rozdzielenia/odpięcia sieci nieczynnych pozostawiając sieci czynne(wszystko umieszczone jest na 1 warstwie).”

• „Cyfryzacja archiwum, dokładna inwentaryzacja nowych inwestycji poprzezzatrudnienie etatowego geodety. Jednorodne standardy i wytyczne.”

• „Urzędy powinny za darmo udostępniać wszelkie mapy, aby przedsiębiorstwamogły i aktualizacje.”

• „Zwiększenie nakładów pracy ludzkiej na pracę w terenie celem weryfikacjilokalizacji sieci oraz z jakich materiałów jest zbudowana.”

• „Zwiększenie i ułatwienie dostępu do map geodezyjnych. Zwiększenie liczbyetatów dla osób uzupełniających bazy danych o sieciach wod-kan.”

• „Ciągłe zwiększanie powszechności/konieczności korzystania z danych GIS.Daje to doskonałe pole do wykorzystania wypracowanych procedur prze-pływu informacji w celu utrzymania w aktualności i usuwania ewentualnychbraków lub niezgodności bazy danych GIS.”

• „Uzyskać dostęp do danych z MODGiK. Usprawnić przepływ informacji wprzedsiębiorstwie.”

• „Większe nakłady na GIS i późniejsza rozbudowa.”

• „Najważniejszą rzeczą jest pilnowanie, żeby dokumentacja powykonawczabyła dostarczana zgodnie ze wszystkimi wymaganiami Spółki. Dodatkowosłużby eksploatacyjne, gdy stwierdzą w terenie inny stan uzbrojenia wod. ikan., niż ten zarejestrowany w GIS, muszą zawsze przekazywać do komórkiGIS powyższe informacje, celem naniesienia zmian. Użytkownicy systemuGIS powinni na bieżąco zgłaszać zauważone błędy w systemie GIS.”

• „Poprawa przepływu informacji w przedsiębiorstwie.”

28

Rozdział 5

Analiza

5.1 Lokalizacja przedsiębiorstwa

Pytanie nr 1 o lokalizację przedsiębiorstwa miało na celu zweryfikowanie jakiejwielkości miasto jest obsługiwane przez przedsiębiorstwo. 4 ankietowanych nie udzie-liło informacji na ten temat w związku z czym nie uwzględniono ich w poniższymzestawieniu. Wielkość miast oceniono na podstawie liczby ludności. Podzielono je na 3kategorie: miasta małe o liczbie mieszkańców poniżej 100 tys., miasta średnie o liczbiemieszkańców mieszących się w zakresie od 100 do 250 tys. mieszkańców oraz miastaduże o liczbie mieszkańców powyżej 250 tys.

29

Rysunek 4: Lokalizacja przedsiębiorstw wodociągowych biorących udział w badaniach

30

Na podstawie odpowiedzi, można było uzyskać obraz w jakim stopniu polskie przed-siębiorstwa wodociągowe wykorzystują nowoczesne technologie w zarządzaniu mająt-kiem. Aż 86% zakładów zadeklarowało iż posiadają wdrożony system GIS.

Rysunek 5: Procent wdrożeń GIS w przedsiębiorstwach

Firmy bez takich rozwiązań technologicznych znajdują się w 75% w małych mia-stach, a jedyna firma obsługująca miasto średniej wielkości jest w trakcie przetarguna wdrożenie systemu (rys. 6). Można zatem na tej podstawie stwierdzić, iż tylko wprzedsiębiorstwach obsługujących stosunkowo nielicznie zamieszkałe obszary nie zosta-ły wdrożone systemy geoinformacyjne. Przyczyn takiego stanu rzeczy może być wielenp.: brak funduszy na wdrożenie i utrzymywanie systemu, brak determinacji ze stronyosób decyzyjnych ze względu na poprawnie funkcjonujący obecny system pracy.

31

Rysunek 6: Wielkość miast bez wdrożonego systemu GIS

Niecałą połowę ankietowanych stanowiły zakłady zlokalizowane w małych miastach.Przedsiębiorstwa ze średnich miast to 28% ankietowanych, a dużych to 24% ankieto-wanych (rys. 7).

Tabela 5: Liczba zakładów biorących udział w badaniu w miastach różnej wielkości

Wielkość miasta Liczba zakładów<100 tys. mieszkańców 12

100-250 tys. mieszkańców 7>250 tys. mieszkańców 6

SUMA 25

32

Rysunek 7: Wielkość miast z wdrożonym systemem GIS

5.2 Wykorzystywane oprogramowanie GIS

Pytanie nr 2 miało na celu przegląd obecnie wykorzystywanego oprogramowaniatypu GIS w przedsiębiorstwach. Można zauważyć wyraźnych liderów na polskim rynkuwdrożeń w przedsiębiorstwach wodociągowych. Największą popularnością, aż 28%, cie-szą się rozwiązania firmy ESRI, tuż za nimi uplasowała się firma KartGIS, 24% (rys. 8).

33

Rysunek 8: Wykorzystywane oprogramowanie

Firma ESRI (ang. Environmental Systems Research Institute) jest jednym z niekwe-stionowanych światowych liderów w dziedzinie oprogramowania typu GIS. Dysponująrozwiązaniami dla licznych branży: administracji samorządowej (gospodarka odpada-mi, planowanie przestrzenne), bezpieczeństwo i administracja centralna (policja, siłyzbrojne, zarządzanie kryzysowe), biznes (detal, banki, ubezpieczenia, nieruchomości),edukacja (szkoły, uczelnie wyższe, biblioteki i muzea), infrastruktura i telekomunikacja(ciepłownictwo, energetyka, energia odnawialna, gazownictwo, telekomunikacja, wodo-ciągi i kanalizacja), planowanie przestrzenne i urbanistyka, środowisko (geologia, go-spodarka wodna, leśnictwo, ochrona środowiska, rolnictwo), transport (koleje, logistyka,lotnictwo, transport lądowy, transport morski). Oferują oni nie tylko oprogramowanielicencjonowane lecz także narzędzia bezpłatne i opensource. W swoim asortymencieposiada liczne rozwiązania dla każdej branży, które są dostosowane do indywidualnychpotrzeb. Dla przedsiębiorstw wodociągowych posiadają specjalnie dedykowany pakietaplikacji oparty na ArcGIS – GEOSECMA Wod-kan.

Firma KartGIS jest firmą informatyczną zajmującą się produkcją i wdrażaniem au-

34

torskiego oprogramowania GIS w branżach typu: energetyka, administracja publiczna,ochrona środowiska, gospodarka komunalna, transport itp. Dla branży wodociągowejoferują przede wszystkim aplikację działającą poprzez usługi internetowe – eKartAna-lyst.

Można zauważyć, że zdecydowana większość przedsiębiorstw korzysta z płatnego,licencjonowanego oprogramowania (rys. 9). Raptem 3 zakłady (12%) opierają swojądziałalność na oprogramowaniu otwartym tzw. opensource. Co ciekawe można zauwa-żyć, iż nie jest to rozwiązanie użytkowane tylko w małych miastach, lecz także z po-wodzeniem wdrożone w średniej wielkości miastach (rys. 10).

QGIS (wcześniej funkcjonowała nazwa Quantum GIS) jest wolnym i otwartym opro-gramowaniem udostępniany na licencji GNU GPL (ang. GNU General Public License).Dzięki systemowi wtyczek można dowolnie dostosowywać program do indywidualnychpreferencji. Wtyczka Ghydraulics pozwala na wykorzystanie EPANET.

Rysunek 9: Typ licencji wykorzystywanego oprogramowania

35

Rysunek 10: Typ oprogramowania w zależności od wielkości miast

Posiadając dotychczasowe dane można zbadać zależność między zastosowanym roz-wiązaniem technologicznym, a wielkością miasta (rys. 11). Aby analiza była bardziejrzetelna, przeprowadzono ją w dwóch grupach o podobnych ilościach odpowiedzi: Igrupa – ESRI (7), eKart (6), inne (5); II grupa – Bentley (3), QGIS (2), SONET (2).

W grupie I małe miasta nie faworyzują jednego typu oprogramowania, odpowie-dzi rozkładają się równomiernie. Średniej wielkości miasta najchętniej wybierają firmęKartGIS. Duże miasta z kolei zdecydowały się na rozwiązania ESRI.

W grupie II najchętniej wykorzystywane oprogramowanie przez duże miasta to Ben-tley. Średnie miasta najczęściej sięgają po rozwiązanie typu opensource QGIS. Małemiasto jest reprezentowane w tej grupie tylko przez jedno przedsiębiorstwo i zdecydo-wali się oni na firmę Bentley.

Podsumowując duże miasta najczęściej sięgają po oprogramowanie firmy Bentley iESRI, średniej wielkości miasta ex aequo po rozwiązania KartGIS i QGIS, małe mia-sta również ex aequo po programy oferowane przez KartGIS i ESRI. Można zatemstwierdzić, iż nie występują szczególne zależności, chociaż można wytypować pewnepreferencje. Choć to głównie duże miasta preferują oprogramowanie renomowanych,światowych marek nie są to rozwiązania na które stać tylko duże wodociągi. Na takowelicencje mogą pozwolić sobie także mniejsze ośrodki miejskie.

36

Tabela 6: Wykorzystywane oprogramowanie w zależności od wielkości miasta

Typ <100 tys. 100-250 tys. >250 tys.oprogramowania mieszkańców mieszkańców mieszkańców

ESRI 4 1 2KartGIS 4 2 -Bentley 1 - 2QGIS - 2 -

SONET - 1 1Inne 3 1 1

Rysunek 11: Wykorzystywane oprogramowanie w zależności od wielkości miasta

5.3 Stan paszportyzacji infrastruktury wodociągowej i ka-nalizacyjnej

Pytanie nr 3 dotyczyło stanu paszportyzacji sieci w przedsiębiorstwach. Jest to je-den z czynników świadczących o tym w jakim stopniu przedsiębiorstwa radzą sobie zwykorzystaniem rozwiązań geoinformacyjnych. Można zauważyć, że sytuacja w przy-padku sieci wodociągowej jest dobra – aż 3/4 zakładów deklaruje wprowadzenie dosystemu ponad 75% całej sieci (rys. 12). Analizując powiązanie stanu wprowadzonejsieci z wielkością miast możemy zauważyć, iż stosunkowo najlepiej radzą sobie miastaduże, a najgorzej miasta średnie (rys. 13). Sukces dużych miast jest prawdopodobniespowodowany sporymi nakładami finansowymi, które pomimo bardzo rozległej sieci sąw stanie ją zinwentaryzować. Średnie miasta wypadają w tym zestawieniu gorzej, po-

37

nieważ przypuszczalnie dysponują również bardzo rozległą infrastrukturą, natomiastmniejszym budżetem niż największe ośrodki miejskie. Co ciekawe stan sieci poniżej25% zadeklarowano tylko w małych miastach. Taki stan rzeczy może świadczyć, żemałe zakłady nie radzą sobie z tą technologią, niechętnie ją wykorzystują lub o tym, żesystem jest stosunkowo niedawno wprowadzony i nie udało przeprowadzić się jeszczeprocesu paszportyzacji.

Rysunek 12: Procent sieci wodociągowej wprowadzonej do systemu GIS w przedsię-biorstwach

38

Rysunek 13: Procent sieci wodociągowej wprowadzonej do systemu GIS w zależnościod wielkości miasta

Stan wprowadzenia sieci kanalizacyjnej przedstawia się gorzej niż w przypadku sieciwodociągowej (rys. 14). Jest to konsekwencją kilku aspektów dla których sieć wodocią-gową traktuje się priorytetowo w tej sytuacji. Odpowiednia paszportyzacja infrastruk-tury daje dane wejściowe do stworzenia modelu sieci, pozwalającego na odpowiedniezarządzanie. Sieć wodociągowa jest bardziej wrażliwa na awarie, podczas których nastę-pują nie tylko straty materialne (zalania mienia itp.) lecz także utrata surowca, którymiał być przeznaczony do sprzedaży. Dostarczanie wody pod odpowiednim ciśnieniem,dobrej jakości i wystarczającej ilości jest zadaniem zdecydowanie trudniejszym, niżodprowadzenie ścieków. Analizując powiązanie stanu wprowadzonej sieci z wielkościąmiast pierwszą zauważalną sprawą jest to, iż różnice nie są tak drastyczne jak w przy-padku sieci wodociągowej (rys. 15). Znów jednak stosunkowo najlepiej radzą sobie dużeośrodki miejskie, natomiast średnie wypadają najsłabiej w zestawieniu. Jednak w tymprzypadku wartości poniżej 25% sieci zostały odnotowane zarówno w miastach małych,jak i średnich.

39

Rysunek 14: Procent sieci kanalizacyjnej wprowadzonej do systemu GIS w przedsię-biorstwach

Rysunek 15: Procent sieci kanalizacyjnej wprowadzonej do systemu GIS w zależnościod wielkości miasta

Posiadając dotychczas uzyskane dane jesteśmy w stanie zweryfikować również czystan wprowadzonej infrastruktury jest w jakiś stopniu uzależniony od rodzaju wy-

40

korzystywanego oprogramowania (rys. 16 i 17). Ze względu na zróżnicowaną liczbęodpowiedzi najbardziej adekwatna będzie analiza w dwóch grupach: I grupa – ESRI(7), KartGIS (6), inne (5); II grupa – Bentley (3), QGIS (2), SONET (2).

W grupie I ewidentnym faworytem w zestawieniu jest oprogramowanie marki ESRI.Natomiast oprogramowanie firmy KartGIS wypada nieznacznie gorzej niż zbiór różnychprogramów. Analiza ta wypada tak samo w przypadku sieci wodociągowej, jak i kana-lizacyjnej.

Grupa II jest mniej liczna, a zatem analiza jest mniej miarodajna, niż w przypadkugrupy I. Ciężko jest jednoznacznie orzec które oprogramowanie wypada najlepiej. Jeśliza kryterium przyjmiemy liczbę odpowiedzi dla stanu wprowadzonej sieci powyżej 75%najlepiej wypada firma Bentley. Jeśli natomiast spróbujemy wyłonić oprogramowanie,które wypada najgorzej analizując od najniższych wartości stanu wprowadzonej sieci tonajgorzej wypadają rozwiązania Bentley’a, następnie SONET’u. Najlepiej w zestawie-niu wypada wolne oprogramowanie QGIS. Analiza dotyczy zarówno sieci wodociągowej,jak i kanalizacyjnej.

Rysunek 16: Procent sieci wodociągowej wprowadzonej do systemu GIS w zależnościod oprogramowania

41

Rysunek 17: Procent sieci kanalizacyjnej wprowadzonej do systemu GIS w zależnościod oprogramowania

5.4 Przeszkody w wykorzystaniu GIS

Pytanie nr 4 wskazywało potencjalnie problematyczne aspekty w wykorzystaniuGIS. Można zauważyć, że zdecydowanie większość użytkowników definiuje jakość da-nych jako przeszkodę w wykorzystaniu GIS (rys. 18). Niemal połowa ankietowanychzauważa problem dotyczący ilości danych archiwalnych i bieżących. Najmniej popular-ną odpowiedzią był problem związany z kosztami systemu GIS.

42

Rysunek 18: Przeszkody w wykorzystaniu GIS

W kategorii „inne” ankietowani zostali poproszeni o podanie innych, ewentualnie,występujących problemów stojących na przeszkodzie w pełnym wykorzystaniu zaletsystemów GIS. Uzyskano następujące odpowiedzi:

• Błędy geodezyjne – powinny zostać zakwalifikowane do kategorii „ jakość da-nych”;

• Koszt wdrożenia, zatrudnienia pracowników, pozyskania danych np. z geodezji –powinny zostać zakwalifikowane do kategorii „kosztów”;

• Niestabilna praca systemu, program często ”zawiesza się” i pracuje bardzo wolno(ESRI) – przyczyn takiego stanu rzeczy może być kilka: słaby sprzęt komputero-wy, źle zoptymalizowane oprogramowanie, słabe łącze internetowe, przeciążenieilością danych itp.;

43

Raptem 2 przedsiębiorstwa, stanowiące niecałe 7% ankietowanych zadeklarowały cał-kowity brak problemów z wykorzystaniem lub tworzeniem GIS. Korzystały one z opro-gramowania firmy InfoKart oraz Mb GIS.

Rysunek 19: Przeszkody w tworzeniu i wykorzystaniu GIS

Posiadając informacje można zweryfikować czy istnieje jakaś tendencja i zależnośćmiędzy występującymi problemami, a wielkością miasta (rys. 20). Problemy dużychmiast odbiegają od średnich i małych ośrodków. Nie zgłaszają one w ogóle problemudotyczącego kosztów, aspekt kadrowy i standardów danych jest z kolei znikomy. Naj-większy problem stanowi ilość danych, a na drugim miejscu ex aequo zaznaczają słabyprzepływ informacji oraz brak dostępu do danych innych jednostek.

Odpowiedzi średnich miast rozkładają się względnie równomiernie, jednak jako naj-większy problem uznają one jakość danych, natomiast koszty są najrzadziej wybieranąodpowiedzią.

Małe miasta zdecydowanie deklarują jakość danych jako czynnik najbardziej pro-blematyczny, a koszty jako czynnik najmniej problematyczny. Większych przeszkód niestanowi dla nich też przepływ informacji oraz jednorodny standard danych.

44

Rysunek 20: Wykres typy problemów w zależności od wielkości miasta

Przeprowadzono analizę czy występują zależności między zastosowanym oprogra-mowaniem, a poszczególnymi problemami (rys. 21). Występuje bardzo duże zróżnico-wanie, więc należy każde oprogramowanie rozważyć indywidualnie.

Problemy które deklarują firmy korzystające z rozwiązań firmy ESRI zostały dosyćjednoznacznie zdefiniowane. Każdy z następujących aspektów został wskazany przezponad połowę użytkowników oprogramowania ESRI: jakość danych, ilość danych, słabyprzepływ informacji w przedsiębiorstwie oraz brak dostępu do danych innych jednostek.Jednostkowo zostały zgłoszone problemy kadrowe i koszty. Warto zaznaczyć tylko, żeużytkownicy ESRI nie deklarują problemów z jednorodnym standardem danych.

Użytkownicy oprogramowania marki KartGIS jako największy problem wskazująjakość danych. Odpowiedzi ilość danych, brak jednorodnych standardów danych, brakdostępu do danych innych jednostek oraz problemy kadrowe są na wyrównanym pozio-

45

mie ok. 50% użytkowników systemu. Koszty nie stanowią problemu, a słaby przepływinformacji jest nieznaczny.

Rozwiązania firmy Bentley są używane przez nieliczne grono, zatem odpowiedzi sąmało reprezentatywne. Jednak największy problem stanowi słaby przepływ informacjioraz brak dostępu do danych innych jednostek. Nie wskazano kosztów jako przeszkodę.

W przypadku QGIS użytkownicy jednoznacznie wskazali jakość danych jako pro-blem dominujący. Natomiast nie uznali za problematyczne brak dostępu do danychinnych jednostek oraz kosztów. Wynika to z tego, że jest oprogramowaniem typu opensource, jest zatem darmowe. Posiada także liczne wtyczki połączone bezpośrednio zinformacjami udostępnionymi przez jednostki państwowe itp.

Użytkownicy oprogramowania SONET deklarują wszystkie zaproponowane proble-my. Jednak ilość danych, dostęp do danych innych jednostek i problemy kadrowe uwa-żają za największą bolączkę.

Użytkownicy 2 z 5 rodzajów oprogramowania zgrupowanych jako „inne” deklarująabsolutny brak problemów w tworzeniu lub wykorzystaniu systemów GIS. Pozostała 3zgłaszają zupełnie różne problemy, odpowiedzi nie dublują się w żadnym przypadku.Jednak zgodnie nikt nie wskazuje jako barier przepływu informacji oraz dostępu dodanych innych jednostek.

46

Rysunek 21: Występujące problemy w użytkowaniu GIS w zależności od użytkowanegooprogramowania

47

Analizując zależności występujących typów problemów od stanu wprowadzenia sie-ci wodociągowej można zauważyć kilka rzeczy (rys. 22 i 23). Najważniejsza to taka, żetylko przedsiębiorstwa posiadające ponad 75% sieci wprowadzonej do systemu deklaru-ją problem z kosztami. Można zatem wysnuć wniosek, iż jakość systemu przekładającasię na takie wyniki niestety sporo kosztuje. Również tylko przedsiębiorstwa mającewprowadzone powyżej 50% sieci zauważają barierę jaką stanowi brak jednorodnychstandardów danych z innymi jednostkami. Natomiast firmy, których stan wprowadzo-nej sieci do systemu nie przekroczył 50% uskarżają się przede wszystkim na ilość danychi brak dostępu do danych innych jednostek. W nieznacznie mniejszym stopniu zwracająuwagę na jakość danych, problemy kadrowe oraz słaby przepływ informacji w przed-siębiorstwie.

48

Rysunek 22: Problemy z wykorzystaniem GIS w zależności od stanu wprowadzenia sieciwodociągowej do systemu

49

Rysunek 23: Problemy z wykorzystaniem GIS w zależności od stanu wprowadzenia siecikanalizacyjnej do systemu

50

5.5 Propozycje rozwiązania problemów

W ostatnim, nieobowiązkowym pytaniu formularza ankietowani zostali poproszenio krótkie opisanie swoich rozwiązań zaobserwowanych problemów w tworzeniu i wyko-rzystaniu systemów GIS. Otrzymane odpowiedzi można przyporządkować do pewnychzagadnień, które często są od siebie zależne.

Najczęściej użytkownicy proponowali (5 głosów) zgłaszanie do osób mających do-stęp edycyjny do systemu GIS zauważonych rozbieżności pomiędzy dokumentacją lubsystemem, a stanem rzeczywistym. Taka bieżąca weryfikacja błędów wpływa bezpo-średnio na jakość informacji zawartych w systemie, na podstawie którego funkcjonujeznaczna część przedsiębiorstwa.

Do poprawy funkcjonowania systemu GIS użytkownicy (4 głosy) uważają za nie-zbędną współpracę instytucji, szczególnie w zakresie wymiany informacji. Byłoby tobardzo pożądane rozwiązanie, ponieważ przedsiębiorstwa wodociągowe realizują zada-nia publiczne i służą społeczności. Często jest problem powielania pracy, która zostałajuż wykonana w innej instytucji. W ten sposób nie generuje się dodatkowych kosztówzwiązanych z pozyskiwaniem danych, które zostały sfinansowane za publiczne pienią-dze. Padła również sugestia, aby współpracujące instytucje posiadały oprogramowaniejednego producenta. Zastosowanie jednego typu oprogramowania w instytucjach w jed-nym ośrodku miejskim dawałoby niezwykle dużo korzyści. Nie tylko jednolity standarddanych, łatwa konwersja i udostępnianie, ale dodatkowo przeprowadzając przetarg moż-na negocjować ceny. Równie często użytkownicy proponowali zatrudnienie wykształco-nych pracowników, w dziale GIS oraz geodety weryfikującego dokumentację ze stanemfaktycznym.

Część użytkowników (3 głosy) zwraca także uwagę na potrzebę przeprowadzeniakampanii pomiarowych w terenie celem weryfikacji infrastruktury. Takie kampanie napewno dostarczyłyby brakujących danych, a także zweryfikowały błędy wcześniej po-pełnione. Przyczyniłyby się zatem bezpośrednio do jakości informacji, co jest wskazy-wane jako największa przeszkoda w wykorzystaniu GIS.

Pojawiły się także odpowiedzi (2 głosy) dotyczące poprawy przepływu informacjii komunikacji w firmach czy wprowadzenia jednolitych standardów i wytycznych. Za-proponowano uświadamianie osób na stanowiskach kierowniczych o tym, że nawet jeślizostaną zwiększone nakłady finansowe na poprawę funkcjonowania GIS będzie miałoto wpływ na realne oszczędności.

Pojedyncze głosy wskazywały także na potrzebę:

• przeprowadzania szkoleń i spotkań informacyjnych,

• wymiany oprogramowania,

51

• poprawę aspektu technicznego w organizacji warstw w systemie - zróżnicowaniew systemie warstwy infrastruktury na czynną i nieczynną

• cyfryzacji archiwum,

• zwiększania powszechności GIS w celu usprawniania wypracowanych procedur.

52

Rozdział 6

Podsumowanie

Celem niniejszego opracowania była analiza wykorzystania systemów GIS w przed-siębiorstwach wodociągowych.

Ostatecznie do badania przeprowadzonego w październiku 2017 r. wzięto pod uwa-gę ankiety wypełnione przez 30 użytkowników z 25 zakładów wodociągowych.

Jedynie małe przedsiębiorstwa, obsługujące poniżej 100 tys. mieszkańców nie ma-ją wdrożonego systemu GIS. Jest to prawdopodobnie spowodowane kosztami, któremusiałyby ponieść i dłuższym okresem zwrotu takiej inwestycji, niż w przypadku więk-szych firm.

Przedsiębiorstwa rzadko decydują się na skorzystanie z wolnego oprogramowania(tylko 12%), żadne duże miasto nie skorzystało z takiego rozwiązania. Najpopular-niejszym oprogramowaniem do obsługi GIS są produkty firmy ESRI oferującej międzyinnymi program ArcGIS.

Stan wykorzystania GIS oceniano na podstawie procentu wprowadzonej sieci wo-dociągowej i kanalizacyjnej do systemu. Zdecydowana większość przedsiębiorstw radzisobie bardzo dobrze z wykorzystaniem GIS. Wprowadzeniem do systemu ponad 3/4całkowitej długości sieci może pochwalić się w przypadku sieci wodociągowych aż 72%zakładów, a sieci kanalizacyjnych 60% zakładów. Z wprowadzaniem do systemu najle-piej radzą sobie duże zakłady, a najgorzej średnie. Użytkownicy korzystający z opro-gramowania firmy ESRI uzyskują najlepsze wyniki wprowadzania sieci do systemu.

Raptem 7% użytkowników zadeklarowało brak przeszkód w wykorzystywaniu GIS.Najczęściej zauważaną przeszkodą w wykorzystaniu GIS jest jakość danych, tą odpo-wiedź wskazało aż 63% respondentów. Najrzadziej natomiast wskazywano koszty jakoprzeszkodę w wykorzystaniu GIS. Sprawdzając zależność między wielkością przedsię-biorstwa a zadeklarowanymi problemami można zauważyć, iż duże zakłady odbiegająproblemami od małych i średnich.

53

- W dużych zakładach największym problemem jest ilość danych, najmniejszymproblemy kadrowe oraz brak jednorodnych standardów, natomiast w ogóle niewskazują kosztów jako przeszkodę.

- Małe i średnie miasta wskazują jakość danych jako największą przeszkodę, akoszty jako najmniejszy aspekt problematyczny.

Sprawdzając zależność między użytkowanym oprogramowaniem a zadeklarowanymiproblemami można zauważyć, że:

- użytkownicy produktów ESRI nie zgłaszają problemu brak jednorodnych standar-dów danych,

- użytkownicy produktów KartGIS, Bentley (oprogramowanie własnościowe) i QGIS(oprogramowanie wolne) nie zgłaszają problemu kosztów,

- użytkownicy innych pakietów oprogramowania nie zgłaszają problemu słaby prze-pływ informacji w przedsiębiorstwie.

Sprawdzając zależność między stanem wprowadzenia sieci, a zadeklarowanymi proble-mami można zauważyć, że:

- zakłady, które radzą sobie najlepiej z wykorzystaniem GIS zauważają problemkosztów oraz braku jednorodnych standardów danych, jednak największą prze-szkodą jest jakość danych,

- zakłady, które radzą sobie gorzej (< 50% wprowadzonej sieci) wskazują w miaręrównorzędnie na problemy kadrowe, brak dostępu do danych innych jednostek,jakość danych, ilość danych oraz słaby przepływ informacji w przedsiębiorstwie.

Jako rozwiązanie problemów z wykorzystaniem potencjału GIS użytkownicy naj-częściej proponowali bieżącą weryfikację błędów i poprawę w systemie.

Badania potwierdziły zarówno hipotezę główną, jaki i wszystkie hipotezy szczegóło-we. Wiele czynników ma wpływ na wykorzystanie GIS w przedsiębiorstwach - wielkośćzakładu, rodzaj wykorzystywanego oprogramowania, przeszkody we wdrożeniu GIS(ilość danych, jakość danych, brak jednolitych standardów danych z innymi bazami,koszty), przeszkody w użytkowaniu GIS (słaby przepływ informacji w przedsiębior-stwie, brak dostępu do danych innych jednostek, problemy kadrowe).

Mając do dyspozycji badania sprzed lat można zweryfikować jak ewoluował GISw przedsiębiorstwach. W 1997r. (20 lat temu) co trzecie duże przedsiębiorstwo byłow trakcie wdrażania systemu GIS, który służył wówczas jedynie do ewidencjonowaniasieci. System był w zdecydowanej większości użytkowany tylko na jednym stanowisku,nieliczne zakłady wykorzystywały intranet. W 2007 r. (10 lat temu) połowa badanychzakładów wodociągowych posiadła wdrożony GIS lub była w trakcie procesu. System

54

nie był wykorzystywany już tylko w celu ewidencji sieci (choć wciąż ponad połowa za-kładów użytkowała tylko w tym zakresie) lecz dostrzeżono korzyści jakie daje integracjaz innymi narzędziami informatycznymi. Także sposób udostępnienia systemu się zmie-nił: najbardziej popularną formą był intranet, zaczęto powoli wykorzystywać w tymcelu przeglądarki internetowe. W 2017 r. aż 86% badanych przedsiębiorstw posiadałowdrożony GIS – jedynie małe zakłady nie posiadały wdrożonego systemu. Niemalżenormą stało się integrowanie GISu z innymi narzędziami informatycznymi mającymina celu ogólną poprawę zarządzania całym przedsiębiorstwem. Coraz więcej przedsię-biorstw korzysta z platformy wykorzystującej przeglądarki internetowe. Natomiast wdobie urządzeń przenośnych popularnym i nowym rozwiązaniem udostępniania systemustały się wersje mobilne o ograniczonych możliwościach. Jest to rozwiązanie szczególnieprzydatne dla ekip pracujących w terenie.

Po 10 latach od ostatnich badań można wręcz zacytować wnioski sformułowanewówczas przez ich autora, gdyż idealnie odzwierciedlają przebieg procesu.

„Pomimo wyraźnego postępu w aplikacji GIS do wodociągów i kanalizacji, nie moż-na stwierdzić, że tempo wdrażania tej technologii jest zadowalające jak na potrzeby wzakresie zintegrowanego zarzadzania systemami wodociągowymi i kanalizacyjnymi wPolsce” [M. Kwietniewski, GIS w wodociągach i Kanalizacji, 2008 r.]

55

Rozdział 7

Wnioski

Systemy geoinformacyjne stanowią podstawę do skutecznego zarządzania nie tyl-ko infrastrukturą wodociągowo-kanalizacyjną, lecz całym przedsiębiorstwem. Pośredniowpływają na usprawnienie pracy przedsiębiorstwa, minimalizują starty oraz maksyma-lizują zyski. Na wydajne funkcjonowanie systemu ma wpływ między innymi wielkośćzakładu, czy wybór oprogramowania. Problemy zgłaszane przez użytkowników GIS sązależne od wykorzystywanego oprogramowania, wielkości zakładu oraz stanu wprowa-dzonej sieci.

• Najpopularniejszym oprogramowaniem wśród zakładów są produkty firmy ESRI.

• Aż 67% użytkowników wskazuje jakość danych jako przeszkodę stojącą na dro-dze do efektywnego wykorzystywania GIS.

• Według użytkowników sposobem na poprawienie wydajności wykorzystania GISjest bieżąca weryfikacja i poprawa błędów.

• Pojedynczy użytkownicy oprogramowania firmy KartGIS oraz Mb GIS zgłosilibrak problemów.

• Na przestrzeni 20 lat GIS ewoluował w zakresie:

- sposobu użytkowania (z aplikacji desktop do systemu składającego się zaplikacji desktop, przeglądarki internetowej i wersji mobilnej),

- celu wykorzystania (z ewidencjonowania sieci do kompleksowego zarzą-dzania przedsiębiorstwem),

- skali występowania (z 30% badanych przedsiębiorstw do 86%).

57

Bibliografia

[1] Esri - o firmie. dostęp: 10.01.2018. http://www.esri.pl/o-nas/.

[2] Jerzy Apanowicz. Metodologia ogólna. Wydawnictwo Diecezji Pelplińskiej „BER-NARDINUM”, 2002.

[3] AquaTech. System telwin scada. dostęp: 12.12.2017. http://aqtech.com.pl/system-telwin-scada/.

[4] Sławczo Denczew. Podstawy modelowania systemów eksploatacji wodociągów ikanalizacji. Wydawnictwo Naukowe PWN, 1997.

[5] Zespół ds. Infrastruktury i Transportu Esri Polska Sp. z o.o. Gis w infra-strukturze sieciowej. dostęp: 18.12.2017. http://www.arcanagis.pl/gis-w-infrastrukturze-sieciowej/.

[6] Dti. Załącznik nr 2 do OPZ,dokumentacja Systemu Ewidencji i Oceny Zagrożeńoraz procedur reagowania dla miasta Kędzierzyn-Koźle. 2009.

[7] Jerzy Gaździcki. Leksykon geomatyczny. Polskie Towarzystwo Informacji Prze-strzennej, 2002.

[8] Grant Van Hemert. Scada only one tool in water system management. do-stęp: 12.12.2017. http://www.waterworld.com/articles/print/volume-28/issue-2/editorial-features/scada-only-one-tool-in-water-system-management.html.

[9] Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji ”Wodociągi Puławskie”. Oprojekcie ”przygotowanie założeń i wdrożenie zintegrowanego systemu zarządzaniainfrastrukturą techniczną przedsiębiorstwa”. dostęp: 22.11.2017. http://www.mpwik.pulawy.pl/o-projekcie-innowacyjna-gospodarka.html.

[10] Jacek Jędrzejczak. Komunikacja w firmie i w zespole. Ridero, 2016.

[11] Marian Kwietniewski. GIS w wodociągach i kanalizacji. Wydawnictwo NaukowePWN, 2013.

59

[12] Anna Lenart. Zastosowanie gis w systemach erp. Bazy Danych: Rozwój me-tod i technologii, rozdz. 35:str. 413–420, 2008. http://docplayer.pl/4316267-Zastosowanie-gis-w-systemach-erp.html.

[13] Leszek Litwin, Grzegorz Myrda. Zarządzanie danymi przestrzennymi w GIS, SIP,SIT, LIS. Helion, 2005.

[14] Paul Longley, Michael Goodchild, David Maguire, David Rhind. GIS Teoria ipraktyka. Wydawnictwo Naukowe PWN, 2006.

[15] Martyna Matuszczak. Gis przyszłością wodociągów. dostęp: 04.01.2018. http://systemy.aplikom.com.pl/gis-przyszloscia-wodociagow.

[16] Bill Meehan. Dlaczego dokumentowanie lokalizacji jest ważne dla infrastruktu-ry. dostęp: 28.11.2017. http://www.arcanagis.pl/dlaczego-dokumentowanie-lokalizacji-jest-wazne-dla-infrastruktury/.

[17] Association of Modern Technologies Professionals. Document management sys-tem. dostęp: 10.12.2017. http://www.itinfo.am/eng/document-management-system/.

[18] Myron Olstein, Edward Markus, i in. Optimizing the water utility custo-mer contact center. dostęp: 10.12.2017, 2010. http://www.waterrf.org/PublicReportLibrary/4100.pdf/.

[19] Andrzej Ryszka, Tadeusz Arkit. Interpelacja nr 20400 do ministra spraw we-wnętrznych i administracji w sprawie możliwości nieodpłatnego przekazania przed-siębiorstwu wodociągów i kanalizacji sp. z o.o. w olkuszu map zasadniczych iewidencyjnych z zasobu starostwa powiatowego w olkuszu. dostęp: 19.11.2017.http://orka2.sejm.gov.pl/IZ6.nsf/main/77A5F842.

[20] Antoni Żuchowicki, Yuri Feofanov. Współczesne trendy w dziedzinie eksploatacjisieci wodociągowych i kanalizacji. Politechnika Koszalińska, 2006.

[21] Wiesława Żyszkowska. Analizy przestrzenne w systemach informacji geograficznej.Polski Przegląd Kartograficzny, tom 35(nr 2):str. 100–113, 2003. http://ppk.net.pl/artykuly/2003202.pdf.

60

Spis rysunków

1 Przykładowy interfejs programu SCADA wykorzystanego w oczyszczalniścieków [3]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2 Obszary funkcjonalności i integracji systemu na przykładzie Mb-GIS UtilityEntrerprise Edition [11]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3 Widok menedżerski dyspozytora sieci elektroenergetycznej [5]. . . . . . . . 14

4 Lokalizacja przedsiębiorstw wodociągowych biorących udział w badaniach . 305 Procent wdrożeń GIS w przedsiębiorstwach . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 Wielkość miast bez wdrożonego systemu GIS . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 Wielkość miast z wdrożonym systemem GIS . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 Wykorzystywane oprogramowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 Typ licencji wykorzystywanego oprogramowania . . . . . . . . . . . . . . . 3510 Typ oprogramowania w zależności od wielkości miast . . . . . . . . . . . . 3611 Wykorzystywane oprogramowanie w zależności od wielkości miasta . . . . 3712 Procent sieci wodociągowej wprowadzonej do systemu GIS w przedsiębior-

stwach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3813 Procent sieci wodociągowej wprowadzonej do systemu GIS w zależności od

wielkości miasta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3914 Procent sieci kanalizacyjnej wprowadzonej do systemu GIS w przedsiębior-

stwach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4015 Procent sieci kanalizacyjnej wprowadzonej do systemu GIS w zależności od

wielkości miasta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4016 Procent sieci wodociągowej wprowadzonej do systemu GIS w zależności od

oprogramowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4117 Procent sieci kanalizacyjnej wprowadzonej do systemu GIS w zależności od

oprogramowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4218 Przeszkody w wykorzystaniu GIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4319 Przeszkody w tworzeniu i wykorzystaniu GIS . . . . . . . . . . . . . . . . 4420 Wykres typy problemów w zależności od wielkości miasta . . . . . . . . . . 4521 Występujące problemy w użytkowaniu GIS w zależności od użytkowanego

oprogramowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

61

22 Problemy z wykorzystaniem GIS w zależności od stanu wprowadzenia sieciwodociągowej do systemu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

23 Problemy z wykorzystaniem GIS w zależności od stanu wprowadzenia siecikanalizacyjnej do systemu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

62

Spis tabel

1 Pytanie do ankiety - procent sieci wprowadzonej do sieci GIS. . . . . . . . 24

2 Wybór oprogramowania przez zakłady . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 Stan wprowadzonej sieci. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 Zagadnienia problematyczne. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5 Liczba zakładów biorących udział w badaniu w miastach różnej wielkości . 326 Wykorzystywane oprogramowanie w zależności od wielkości miasta . . . . 37

63