OpenFlows – 11 megoldás a hidrológiai, hidraulikus és egészségügyi tervezéshez
A vízzel kapcsolatos problémák megoldása nem új keletű. Természetesen a régi módon a mérnöknek ezt iteratív módszerekkel kellett megtennie, amelyek fárasztóak voltak, és nem kapcsolódnak a CAD/GIS környezethez. A digitális iker ma már minden nap összekapcsolja az elemzési, az infrastruktúra-tervezési és az elemzési folyamatokat, ideértve nemcsak az építési modellezést, hanem az üzemeltetést is.
Tavaly lehetőségem volt leülni egy kollégámmal, akit azóta követek a Haestad Methodsnál. Bob Mankowskira gondolok, aki Benoit Fredericque-kal együtt jelen volt a szingapúri Going Digital Awards rendezvényen. És ha már a digitális ikertestvérek fejlődéséről beszélünk, a vízi megoldások témáját érintettük, összehasonlítva, hogy mi volt a modellezés a CAD/BIM előtt, és mit jelent ma az integrált menedzsment.
Innen jött ez az összefoglaló, amelyet végül grafikonon ábrázoltam, hogy összefoglaljam azokat az eszközöket, amelyek léteznek a jelentős méretű projektek fejlesztéséhez, mint például a főtervek, a területfejlesztési tervek, az ivóvíz-, szennyvíz- és csapadékvízelosztó rendszerek működésének optimalizálása.
A. Viharcsatornázási megoldások (OpenFlows STORM)
A STORM egy olyan megoldás, amely elemzéseket és szimulációkat tesz lehetővé csapadékvíz csatornarendszerek tervezéséhez. Hidrológiai tervezési módszerekkel rendelkezik olyan vonatkozásban, mint a vízgyűjtő lefolyásának, a bemeneti kapacitásoknak és a csőhálózatok és a csatornázási infrastruktúrák áramlásának kiszámítása. Olyan funkciókat biztosít, amelyekkel más platformok rendelkeznek, mint például a HEC-RAS, azzal a különbséggel, hogy ez egy átfogóbb megoldás egy professzionális számára, amely nemcsak az elemzésre, hanem a tervezésre is összpontosít, és ezért integrálható az út- és urbanizációs tervezésbe olyan eszközökkel, mint pl. OpenRoads vagy OpenSite.
Az OpenFlow STORM a következő két verzióban létezik:
1. CivilStorm
2. StormCAD.
A különbség a két verzió között az, hogy a CivilStorm önállóan vagy Microstation/OpenRoads, míg a StormCAD AutoCAD-en fut. Mindkettő hasonló funkciókkal rendelkezik, bár az AutoCAD-en futó verziók korlátozottabbak és kevésbé átfogóak más Bentley Sytstems megoldásokkal való együttműködéshez.
A STORM segítségével a hidrológiai szakember képes lesz a racionális módszert alkalmazni a maximális vízhozam kiszámítására a csapadékcsatorna tervezésében. Megadhatja az intenzitás-időtartam-frekvencia adatokat egyenletek vagy táblázatok segítségével, majd ábrázolhatja az izohieteket, és újra felhasználhatja az adatokat más tervekben. Korlátlan számú részmedence-területet és C-együtthatót támogat minden egyes bemeneti medencénél, így képes csoportosítani a külső hozzájáruló területeket, a további áramlásokat és a maradék áramlásokat, hogy modellezze a nem helyi lefolyást, amely bármely bemenetnél hozzájárul a kibocsátáshoz. A StormCAD számos módszert kínál az áramlási idő kiszámítására, beleértve a teljes csősebességet, a normál sebességet, az átlagos és súlyozott végsebességet.
Hogy a szakember a Rational Method alkalmazásával problémamentesen meg tudja oldani a felhasználó által definiált intenzitás-tartam-frekvencia (IDF) táblázatot, Hydro-35, IDF táblázat egyenletet, IDF görbe egyenletet, IDF polinomiális logaritmikus egyenletet. Ezen kívül a koncentrációs módszerek: felhasználó által meghatározott, Carter, Eagleson, Espey/Winslow, Szövetségi Légiközlekedési Ügynökség, Kerby/Hathaway, Kirpich (PA és TN), hossz és sebesség, SCS Lag, TR-55 Sheet Flow, TR -55 Shallow Concentrated Flow, TR-55 csatorna áramlás, kinematikus hullám, barát, Bransby-Williams.
Talán az egyik dolog, ami a legjobban lenyűgözött, az a már automatizált módszerek száma. A hidraulikus szakember képes lesz állandósult állapotú szimulációkat, valamint kapacitás- és holtág-elemzéseket végezni profilmódszerekkel. Nyomásveszteség módszerekkel is alkalmazható AASHTO, HEC-22, standard, abszolút, általános és nyomásveszteség-áramlás görbe.
Ezen kívül eltérés szimuláció, korlátokon alapuló automatikus tervezés, súrlódási veszteség módszerek: Manning, Kutter, Darcy-Weisbach és Hazen-Williams.
Az interoperabilitás szempontjából a STORM rendelkezik a háttértérképek, például a Bing-képek, valamint más CAD-, GIS- és adatbázis-platformokkal való integrálására. Képes együttműködni a LandXML, MX Drainage, DXF, DWG, Shapefile, MicroDrainage adatokkal.
B. Megoldások víz-szaniter rendszerekhez (GEMS)
A GEMS vonalnak ez a két változata van, amelyek nagyon hasonlítanak a STORM-hoz:
3. CsatornaGEMS
4. CsatornaCAD
Lényegében szennyvíz- és csatornahálózati rendszerek modellezésére szolgáló eszközök.
Ellentétben azzal, amit az alapvető funkciókkal, például a Civil3D által biztosítottakkal meg lehetne tenni, a SewerCAD egy speciális megoldás a teljes forgatókönyvekhez, amelyek magukban foglalják az elemzést, a tervezést és a működtetést; kalibrációs és integrációs módszerek alkalmazása szabályozási modellekre, mint például a SCADA.
A SewerCAD erőssége a modellkezelés szempontjából, hogy többféle forgatókönyvet és alternatívát képes kezelni. Összehasonlítások végezhetők, testre szabható riportok készíthetők, táblázatos és téradat szinten egyaránt, beleértve a topológiai vezérlést is. Ezek az eredmények grafikusan, közvetlenül az ArcMapben vagy Bentley Map i-modellként jeleníthetők meg.
A hidraulikus szakemberek megtalálhatják a St. Venant egyenlet teljes készletét, valamint az EPA-SWMM implicit és explicit dinamikus motorokat. Lehetőség van hosszabb periódusok szimulációinak generálására és steady-state üzemmódban is. Ezenkívül integrált funkciókat tartalmaz a Storm, Culvert számításokhoz, hálózatok integrálásához tavakkal, szivattyúzási és egészségügyi infrastruktúrákkal, amelyeket általában külön, az adatok közvetlen bevitelével hajtanak végre; a SewerCAD, CivilStorm és StormCAD projektek egységes formátumának kezelése.
A többi GEMS megoldás az ivóvízhálózati rendszerek tervezésére és üzemeltetésére szolgál:
5. WaterGEMS
6. WaterCAD
A SCADA indikátorokhoz csatolt komplett hálózatok optimalizálásának, tervezésének, kalibrálásának és üzemeltetésének rendszerszemléletű megközelítése tekintetében hasonlóak a Sewer funkciói, automatizált APEX paraméterek alkalmazásának lehetőségével.
A hidraulikával foglalkozó szakemberek örömmel látják majd, hogy a logaritmikus lapokkal és a grafikoninterpolációval korábban elvégzett iteratív számítások hogyan jelennek meg itt automatizált módon, csakúgy, mint a Darwin-kalibrációs eljárások az ivóvízhálózatok tervezésére, rehabilitációjára és ellenőrzésére.
Az interoperabilitás nagyon hasonló a többi platforméhoz, szó szerint az ivóvízrendszer minden infrastruktúrája modellezhető, így képes együttműködni az AutoCAD és az ArcMap programmal, beleértve a HAMMER-t is.
A STORM-hoz hasonlóan a SewerGEMS és a WaterGEMS önállóan vagy Bentley Systems platformokon (Microstation / OpenRoads), míg a SewerCAD és a WaterCAD AutoCAD-en működik. Ezenkívül ArcGIS-en is működik.
C. Megoldások gátmodellezéshez (PondPack)
7. Tócsomag
A modern városi rendszerek kialakításánál, ahol a domborzat nem annyira markáns, a vízgyűjtő vagy újrahasznosító gátak kezelése létfontosságú, mivel viharban a vizek gravitációs úton nem haladnak természetes úton a folyó felé, mint ahogy az a domborzatokban történik. .
A PondPack egy speciális megoldás egy vagy több vízgyűjtő gát rendszereinek kezelésére, amelyben az árvízi kockázatok csökkentését garantáló hidrológiai módszerek alkalmazásával meg kell becsülni a csúcshozamokat, a feltöltési és ürítési időket.
A többi alkalmazáshoz hasonlóan, de ugyanazzal a névvel, a PondPacknek is van egy önálló verziója, amelyik Microstation, egy másik AutoCAD rendszeren fut.
A hidrológiai vagy vízépítési szakemberek korlátlan számú eseményt tudnak modellezni olyan módszerekkel, mint az SCS 24 órás I., IA, II. és II. típusú csapadékvízelosztó rendszerek olyan modellekhez, mint a Midwest U.S., Gauded viharadatok és I-D-F görbék. Hasonlóképpen a koncentrációs módszerekhez többek között Carter, Eagleson, Espey/Winslow alkalmazható.
D. Megoldások árvíz ellen (FLOOD)
8. ÁRvíz
Ez egy eszköz a városi árvízkockázatok, a folyók szélei és a part menti befolyási területek modellezésére, elemzésére és mérséklésére. A területtervező szakemberek a FLOOD-ban megoldást találnának mind a városi vízelvezető rendszerekre, mind a hidraulikában és hidrológiában alkalmazott kritikus infrastruktúrák elemzésére.
A FLOOD segítségével olyan jelenségek szimulálhatók, mint a viharok, a talajtelítettség, a gátszakadás, a gátak meghibásodása, a vízelvezető rendszer meghibásodása, a cunamik, a tengerszint emelkedése vagy az atipikus árapály-forgatókönyvek.
A FLOOD egy független alkalmazás, de kölcsönhatásba léphet a SewerGEMS-en működő modellekkel a csatornahálózatok tekintetében. Importálhat adatokat a Bentley Systems eszközeivel generált TIN formátumokból, a ContexCapture; Kimeneteket is tud generálni a LumenRT számára, és a raszteres formátumok tekintetében a GDAL támogatja az ARC, ADF és TIFF fájlokat. További támogatott formátumok közé tartozik a WKT, az EsriShapefile, a NASA DTM és a LumenRT 3D.
E. Megoldások hidraulikus tranziensekre (HAMMER)
9. KALAPÁCS
Ez egy speciális eszköz a hidraulikus rendszerek egyik kritikus folyamatához, az úgynevezett tranziensekhez. Ha új vagy meglévő rendszerekkel kombinált rendszerekről van szó, meg kell becsülni a kritikus helyzeteket a különböző összekapcsolt infrastruktúrákban (tartályok, szelepek, csövek, turbinák stb.)
A HAMMER korlátlan számú forgatókönyvet és alternatívát tud modellezni fogalmi vagy földrajzi topológiákkal. Az elemzés minden csomópontot validálhat, és képes tesztelni különböző nyomásviszonyokat, sebességet, folyadékok gravimetriai jellemzőit, gőznyomást és becslési periódusokat.
A szakember képes lesz olyan automatizált módszereket találni, amelyeket korábban manuálisan hajtottak végre szinte végtelen iterációval olyan feladatokhoz, mint például a szivattyúzás és változtatható sebességű vízkalapács, valamint a Hazen Williams, Darcy Weisbach vagy Mannings közvetlen és kombinált súrlódási módszerei. Ami pedig a logikai vagy szabályalapú vezérlőket illeti, az Unsteady – Vitovsky alkalmazható.
F. Megoldások hidraulikus számításokhoz (MASTER)
10. CurlvertMaster
11.FlowMaster
Ezek hidraulikus számológépek a vízrendszerek infrastruktúrájának tervezéséhez, amely nemcsak koncepcionális elemzést foglal magában, hanem különböző anyagok, szakaszok és bemeneti feltételek alkalmazását is.
Összefoglalva, az OpenFlows a legjobb megoldásnak ígérkezik a vízügyi tervezésben, különösen azért, mert a CAD/GIS-környezetekbe való integráció felülmúlja az egyéb típusú megoldásokat, amelyek átfogósága és a teljes infrastruktúra-ciklusra való orientációja korlátozott.
Hol találhatók az OpenFlows képzési kurzusai
Az egyik legjobb képzési alternatíva ezekhez a platformokhoz az AulaGEO.
OpenFlows SewerGEMS / SewerCAD tanfolyam
