بخش ۳

ایمنی و امنیت

امروزه خدمات‌برق،گاز و آب به اطلاعات نیاز دارند تا بتوانند اقداماتی را برای پشتیبانی و حفاظت از شبکه‌های پیچیده خود انجام دهند. برای این منظور، بر ارائه یک محیط کارایمن، ارائه خدمات قابل اعتماد و بهبود پشتیبانی مشتری تمرکز می‌کنند. متأسفانه،سیستم‌ها نقض پیدا‌کرده وگاهی بدون هشدار، اختلالاتی رخ می دهد. خدمات برق ممکن است با خرابی ناگهانی یک جزء، مانند نشت آب در ایستگاه پمپاژ،یا پدیده طبیعی، مانند یک گردباد که بخش‌هایی از یک شبکه الکتریکی را از بین می‌برد مواجه شوند. زمانی این اتفاقات رخ می دهد، خدمات برق عجله می‌کنند تا مشکلات را حل‌کرده و کارکنان برای تعمیر و تعویض قطعات‌شکسته در سریع‌‌ترین زمان ممکن به محل اعزام کنند. مدیران، مهندسان و تحلیلگران درمحل کار تلاش می‌کنند محدوده مشکل را تعیین کنند،این به‌معنای شناسایی افرادی که تحت‌تأثیر قطع‌برق یا از دست‌دادن آب‌آشامیدنی قرار خواهند ‌گرفت. و از آنجا که خدمات آب و برق در جوامع وجود دارند، اغلب باید با سازمان‌های دولتی هماهنگ و همکاری کنند تا ازکارگران و مردم محافظت و از بحران از کنترل خارج جلوگیری کنند.
اکثر خدمات مدیریت اضطراری از نقشه‌برداری و تجزیه و تحلیل GIS برای هماهنگ‌کردن پاسخ‌ها با سایر سازمان‌ها استفاده می‌کنند. آنها همواره بردو ابزار کلیدی- نقشه‌های تعاملی و داشبوردهای زمان‌واقعی- برای مدیریت شرایط اضطراری و واکنش به بلایا تکیه می‌کنند.
GIS در موقعیت‌های بحرانی مفید است، زیرا آژانس‌های شرکت‌کننده دیدگاه مشترکی از رویدادها و سطح بالایی از آگاهی عملیاتی و موقعیتی ارائه می‌دهد که توانایی آن‌ها را برای هماهنگ کردن واکنش‌شان به یک خرابی غیرمنتظره سیستم یا بلایای طبیعی بسیار افزایش می‌دهد.آگاهی از موقعیت در مواقع اضطراری شاید بارزترین مزیت استفاده از GIS باشد، اما پاسخ مؤثر تنها بخشی از پازل است. با GIS، خدمات می‌تواند از جمع‌آوری داده‌های مکانی و تجزیه و تحلیل فضایی برای آماده‌سازی شرایط اضطراری و قبل از وقوع بلایا استفاده کند. آماده‌سازی شامل یافتن خطرات و نقاط ضعفی که ممکن است شبکه را تهدید کرده، و سپس یافتن راه‌هایی برای کاهش این تهدیدات با استفاده از داده‌های خدماتی، نقشه‌ها و تحلیل‌ها به کار می رود.از طرف دیگر واکنش اضطراری بهبود است. بهبودی ازشرایط اضطراری محلی،مانند نشت گاز، یا یک فاجعه بزرگ، مانند زلزله، فرآیندی زمان بر و دشوار است. دوباره، GISبه خدمات شهری اجازه فعالیت‌های بازیابی در داخل سازمان و با عموم در زمان واقعی ردیابی و به اشتراک بگذارند می دهد. علاوه بر این، هر داده نقشه برداری شده و در حین آمادگی مورد تجزیه و تحلیل و مراحل واکنش مدیریت اضطراری را می توان برای حمایت از بودجه و پیشنهادات کمک های مالی اضطراری قرار گرفت.بخش بعدی شامل گزارش‌های واقعی در مورد خدمات‌شهری با استفاده از GIS جهت توسعه استراتژی‌هایی که برای بهبود ایمنی، امنیت و ارتباطات قبل، درحین و بعد از موقعیت اضطراری طراحی شده‌اند می‌باشد.
همچنین استراتژی‌های پیشنهادی برای کمک به خدمات‌شهری در شروع کار با GIS در شرایط اضطراری گنجانده شده است.

مطالعات موردی

وقتی صحبت از ایمنی و امنیت به‌میان می‌آید، خدمات برق طیف گسترده‌ای از رویدادها که ممکن است کارگران یا عموم مردم را در معرض خطر قراردهد، مانند سقوط خط برق یا یک فاجعه بزرگ مانند طوفان یا زلزله را در نظر می‌گیرند. خدمات شهری همچنین باید در نظر بگیرند که چقدر برای پاسخ به این رویدادها آمادگی دارند. بسیاری ازخدمات شهری برنامه‌های فعالی ایجاد می‌کنند که به کارگران و مشتریانشان کمک می‌کند تا هنگام کار در مجاورت زیرساخت‌های خدماتی، اقدامات احتیاطی ، از جمله حفر در نزدیکی لوله های گاز زیرزمینی یا کار در بالای زمین در نزدیکی سیم‌های برق را انجام دهند. GIS ابزاری حیاتی برای کمک به خدمات شهری در پیش‌بینی مسائل ایمنی بالقوه تبدیل شده، به کارگران سیار اپلیکیشن‌های نقشه‌برداری تلفن همراه را ارائه می‌دهد، و مشتریان را از طریق داشبوردهای آنلاین با نقشه‌های تعاملی جذب می‌کند. گزارش های بعدی نشان می‌دهند که چگونه خدمات شهری از GIS برای حفاظت مردم در حین ارزیابی خطر و بازیابی خدمات استفاده می‌کنند.

کاهش خطرات، افزایش بهره‌وریحوزه‌خدمات شهری خلیج‌شرقی

[۱]درسراسرایالات متحده، سازمان‌های ایالتی و محلی سخت در‌تلاشند با تصفیه آب برای حذف آلاینده‌ها و توزیع آن از طریق میلیون‌ها مایل خطوط لوله، منابع آب سالم‌را حفظ کنند. منطقه‌خدمات‌شهری خلیج‌شرقی (EBMUD)، مستقر در اوکلند[۲]، کالیفرنیا[۳]، به‌ساکنان محلی خدمات آب‌و‌فاضلاب قابل‌اعتماد‌و‌باکیفیت ارائه می‌دهد. سیستم آب این شرکت به۱٫۴میلیون مشتری درشرق خلیج‌سانفرانسیسکو[۴] خدمات‌رسانی، و برنده جایزه تصفیه‌فاضلاب به ۶۸۵۰۰۰ مشتری خدمات‌رسانی و در عین‌حال از خلیج محافظت می‌کند.
زیرساخت EBMUDشامل۴۳۰۰ مایل خط لوله با وسایل، مانند شیرآلات، اتصالات، و اتصالات لوله، که در GIS
نقشه‌برداری و مدل‌سازی شده‌اند. گروه خدمات‌شهری نقشه‌برداری، داده‌های شبکه آب را در یک پایگاه‌جغرافیایی سازمانی که بریک شبکه هندسی متکی است، ایجادونگهداری می‌کند. بسیاری از ذینفعان در منطقه از‌داده‌های GIS استفاده می‌کنند. گروه برنامه‌ریزی توزیع آب،برای مثال، در حال‌ساخت یک مدل هیدرولیک سازمانی است که می‌تواند فشار و جریان را درهر‌نقطه‌ازسیستم توزیع آب تخمین بزند، انجام مطالعات هیدرولیک برای اندازه‌گیری تأسیسات، نظارت‌بر‌قطعی تأسیسات، و بهبودهای سیستم توزیع و مکان‌های بحرانی را شناسایی کند. گروه عملیات و نگهداری همچنین از‌داده‌های GIS برای ارسال‌و‌پاسخ به‌بررسی‌های نشت، تمرین‌گرفتن سوابق شیرفلکه، و ایجاد طرح‌های خاموشی برای تعمیرات اضطراری استفاده می‌کنند.
برای موفقیت‌آمیز بودن مدل‌سازی هیدرولیک و تمرینات عملیاتی، داده‌های سیستم توزیع آب EBMUD باید عالی باشد. این موضوع نه‌تنها به‌این دلیل چالش‌برانگیز است که‌منطقه تحت پوشش خدمات‌شهری بسیار وسیع است، بلکه به‌این دلیل که بسیاری ازداده‌های آن باید از سیستم‌های قدیمی به GIS تبدیل می‌شد. برای رسیدگی به این موضوع،EBMUD مجموعه جدیدی از ابزارها را پیاده‌سازی کرد،ازجمله بررسی داده‌های‌ ArcGIS ، فرآیند بررسی داده‌ها را کارآمدتر و کمک می‌کند اطمینان حاصل شود داده‌ها از بالاترین کیفیت برخوردار شوند.

پس از پیاده‌سازی،بررسی ArcGIS، ویراستاران با فهرستی از خطاهای داده با اولویت بالا شروع به‌بررسی در‌پایگاه جغرافیایی کردند، از‌جمله‌ویژگی‌های قطع شده و هندسه‌های لوله‌ای که خود را کاهش می‌دهند‌(بازگشت).برای فعال کردن گروه‌های دیگر و انجام تمرینات EBMUD برای انجام مدل‌سازی هیدرولیک و خط لوله وعملیاتی و نگهداری، ویرایشگرها درگروه نقشه‌برداری، کلاس‌های ویژگی را به‌یک پایگاه‌جغرافیایی فایل صادر می کنند. سپس هرگونه خطای یافت شده درکپی محلی پایگاه‌داده‌جغرافیایی فایل را تصحیح می‌کنند. در‌گذشته، این اصلاحات درنسخه پیش‌فرض پایگاه‌داده‌جغرافیایی کپی نمی‌شد. در‌نتیجه، ویراستاران مجبور‌بودند هر بار^‌که آخرین مجموعه‌داده را به‌صورت محلی دانلود می‌کردند، همان خطاها را برطرف‌کنند.
اگرچه شبکه‌هندسی روش‌های اساسی کنترل‌کیفیت را ارائه می‌کند، کیفیت داده‌های GIS EBMUD کمترازحد ایده‌آل بود. شبکه هندسی در صورت نقض قاعده به کاربران اطلاع نمی‌دهد،شناسایی خطاها را دشوار می‌کند. از آنجا‌که‌ویراستاران مجبور بودند به‌صورت دستی داده‌ها را مرتب کنند تا خطاها را پیدا کنند،فرآیند تضمین کیفیت‌و کنترل‌کیفیت (QAو QC) زمان‌بر بود. و‌گاهی‌اوقات، کاربران مجبوربودند داده‌ها را به‌صورت‌دستی تصحیح کنند تا نتایج دقیقی برای مدل‌ها و تمرین‌های خود داشته باشند.
از‌[انجام] تمرینات مربوط به‌رفع نشتی گرفته تا شناسایی لوله‌هایی که احتمال خرابی آنها در آینده وجود‌دارد، داده های GIS برای بسیاری ازعملیات حیاتی استفاده می‌شود. ریچل وانگ[۱]، مهندس نرم‌افزار GIS IIبرای  EBMUD گفت:«اگرکیفیت داده‌های GIS برای شغل خاصی به اندازه کافی خوب نباشد، می‌تواند بر تحلیل و کار آنها‌تأثیر بگذارد.»
EBMUD خود به دنبال راه جامع‌تری برای بهبود تضمین کیفیت درGIS بود تا گروه نقشه‌برداری بتواند به‌طور فعال خطاها را شناسایی ،پاکسازی‌پایگاه‌داده، و داده‌های با‌کیفیت بالاتر را به‌بقیه سازمان ارائه‌دهد.
هنگامی که‌چند‌سال‌پیش، برخی از اعضای گروه نقشه‌برداری EBMUD درکنفرانس‌کاربران Esri در سن‌دیگو کالیفرنیا شرکت کردند، با یک مشاورفنی ازEsri Services ملاقات‌کردند تا بررسی سلامت داده‌ها را دریافت کنند. استفاده ازبازنگری داده‌های ArcGIS، افزونه‌ای برای ArcGIS دسکتاپ و شرکتArcGIS، مشاور چک‌های خودکاری را بر‌روی‌یک کپی ازداده‌های شبکه آب EBMUD انجام داد. این بررسی‌ها به‌آنها ارزیابی کلی ازکیفیت داده‌هایEBMUD،و تصمیم به‌اجرای راه‌حل داد.
به‌گفته وونگ، گروه نقشه‌برداریArcGIS  داده‌های بازنگری را دوست داشت زیرا بررسی‌های اعتبارسنجی داده های گسترده‌ای را ارائه می‌دهد که‌توجه به‌یکپارچگی، ویژگی‌ها و خطاهای رابطه جلب می‌کند. اگر برای چک‌های خارج ازجعبه نیست، تیم وانگ باید مدل‌هایی با استفاده از ابزارهای پردازش‌جغرافیایی ArcGIS دسکتاپ یا با نوشتن اسکریپت‌های سفارشی پایتون پیچیده‌ای می‌ساخت.وونگ گفت: با‌بازبینی داده‌هایArcGIS، ما کارایی و گردش‌کار تمیزتری به‌دست آورده‌ایم.
بازبینی داده ArcGIS همچنین به EBMUD اجازه داد تا خطاهای داده را در یک مکان متمرکزذخیره و‌- به عنوان یک‌جدول بازبین در ابزارپایگاه‌داده‌جغرافیایی مدیریت کند. ویراستاران ازاین ویژگی برای مشاهده خطاهای داده، به‌پیمایش مکانی آنها، گروه‌بندی خطاها براساس دسته و درک‌شدت آنها استفاده می‌کنند تا‌بتوانند‌کار‌پاکسازی داده‌ها را اولویت‌بندی کنند.
پس از اجرای EBMUD برنامه‌افزودنی، مشاورفنی‌Esri یک کارگاه‌درمحل را برای آموزش تیم‌های مهندسی‌و‌نقشه برداری درموردنحوه استفاده از راه حل رهبری کرد.

منطقه خدمات‌شهری‌شرق‌خلیج (EBMUD) خطاها را در جدول‌بازبینی‌درپایگاه‌داده‌جغرافیایی خود‌ذخیره و مدیریت می‌کند.این تیم با لیستی از خطاهای داده با اولویت بالا‌برای بررسی درپایگاه‌داده‌جغرافیایی شروع کرد. این خطاها شامل ویژگی های قطع شده، مانندسرریز یا‌زیرشاخه‌در تقاطع لوله‌ها، انتهای لوله‌بدون دستگاه‌های مناسب روی آنها،لوله های همپوشانی که دارای موقعیت جغرافیایی همزمان هستند،و هندسه لوله‌ای که خودش را برش می‌دهد.وونگ ویژگی‌های پایگاه‌داده‌جغرافیایی را با استفاده از بررسی‌های‌QC پیکربندی‌شده اعتبارسنجی کرد و خطاهای حاصل را برای ویرایشگران ذخیره کرد تا در هنگام تصحیح ویژگی‌ها از آنها استفاده کنند. اوهمچنین ویراستارانی را تعلیم داد‌تا‌بتوانند از‌تنظیمات جدید برای یافتن خطاها استفاده کنند.استفاده ازداده‌های بازنگری ArcGIS به EBMUD کمک کرد تا کیفیت داده‌های خودرا، که‌به‌نوبه‌خود عملیات ‌روزانه را که شامل GIS می‌شود بهبود‌بخشید. تنظیمات جدید‌QC ویرایش کارآمد داده‌ها را آسان‌تر می‌کند. ویراستاران گروه نقشه‌برداری اکنون می‌توانند کار خود را به‌صورت روزانه درحین ویرایش نقشه‌ها تأیید و اطمینان حاصل کنند که قبل از ارسال داده‌ها به‌گروه‌های دیگر‌درEBMUD، یک‌بررسی کامل‌QC انجام می‌شود. علاوه‌بر این، ویراستاران دیگرنباید داده‌ها را به‌صورت دستی برای یافتن‌و‌رفع مشکلات مرتب کنند، زیرا داده‌های بازنگریArcGIS چرخه‌عمر خطا را مدیریت‌و‌فرآیند تصحیح را ساده می‌کند.
باتشخیص خودکارخطاازاین طریق،به گفته وونگ،گروه نقشه‌برداری‌EBMUD می‌تواند تلاش‌های خود را بر رفع آنها متمرکز‌کند. وونگ گفت: با اضافه‌شدنArcGIS داده‌های بازنگری به گردش‌کار‌ما، اکنون‌ما ممیزی‌های کنترل کیفیت‌داده جامع‌و‌کاملی داریم که داده‌های GIS را تأییدو به ما کمک می‌کند تا داده‌های نامعتبر را به‌طور کارآمدتر شناسایی کنیم.
طی شش‌ماه پس از‌اجرای برنامه‌افزودنی،تیم۸۰ درصد از خطاهای داده راتصحیح کرد. این به‌تسریع پاکسازی خطا نیزکمک کرد.‌پس‌ازاجرای مجدد همان چک‌ها به‌تازگی،تیم متوجه شد که خطاهای کم‌کردن و بیش از حد لوله از۲۴۰۰ به۴۰۰ کاهش یافته،لوله‌های دارای خطا درتقاطع‌ها از۴۹۰ به ۶ سقوط‌کردند،وخطاهایی‌که نشان می دهد لوله‌هایی که‌به‌درستی درسه‌راهی تقسیم نمی‌شوند از۲۱۰۰به۳۰ کاهش‌یافته‌است.ما‌راه‌جامع برای شناسایی خطاها [قبلاً] نداشتیم.ما می‌توانستیم‌[از] ابزارهای پردازش‌جغرافیایی استفاده‌کنیم، اما ابزارها نمی‌توانستند همه‌چیز را پوشش دهند. داده‌های بازنگریArcGIS واقعاً به ما کمک‌کرده تا‌خطاها راکارآمدترشناسایی کنیم. می‌توانیم به دنبال یا نوع دقیق ویژگی خطای هندسی باشیم و سپس به سمت محل خطا در داده‌هایمان برویم.علاوه براین، ازآنجایی که نتایج QAو QC درپایگاه داده‌های‌جغرافیایی ذخیره می‌شوند، میزان مشخصی ازشفافیت در‌ردیابی خطا‌وجود‌دارد. ما به‌راحتی می‌توانیم به جدول بازبین برویم تا ببینیم ویرایشگرها چگونه داده‌ها را تأیید کرده‌اند وپیشرفت آنها را مشاهده می‌کنند.
گروه نقشه‌برداری از ویژگی‌های دیگری نیز برخوردار‌است، ازجمله امکان اجرای چندین بررسی داده به‌طور همزمان و عملکرد شبکهQC درجدول‌بازبین،که خطاها را به‌چند ضلعی‌های ناحیه فشارآب مرتبط و به‌ویراستاران در تعیین ‌و‌اولویت‌بندی وظایف کمک می‌کند.‌تمرکز‌بر‌روی مناطق فشار خاص هنگام پاکسازی داده‌ها، خطر‌درگیری را کاهش ‌و‌در‌نهایت بهره‌وری را افزایش می‌دهد.
این گزارش دراصل باعنوان«بازبینی داده‌هایArcGISکمک می‌کندکه خدمات‌شهری‌خلیج دربهبود QA و یکپارچگی داده‌ها کمک می‌کند» در شماره بهار[۱]۲۰۲۰ ArcNews ظاهرشد. همه تصاویربا حسن نیت از‌ناحیه خدمات‌شهری شرق‌خلیج ارائه می‌شود، مگر اینکه غیرازاین ذکر‌شده باشد.

[۱] Spring 2020 issue of ArcNews

[۱] Rachel Wong

[۱] East Bay

[۲] Oakland

[۳] California

[۴]San Francisco