Oprogramowanie

Oprogramowanie komputerowe do obliczeń sieci gazowych, ciepłowniczych, kanalizacyjnych-ciśnieniowych, wodnych z wykorzystaniem technologii GIS.

Oprogramowanie komercyjne – przeznaczone na sprzedaż
Oprogramowanie niekomercyjne – oprogramowania do użytku wewnętrznego

Podstawowym elementem oprogramowania używanego do obliczania sieci są komputerowe programy wykorzystujące modele matematyczne elementów sieci. Model matematyczny jest równaniem lub układem równań, który w określony sposób i z określoną dokładnością reprezentuje rzeczywisty system. Model matematyczny jest oczywiście uproszczeniem systemu rzeczywistego ponieważ zawiera tylko te aspekty systemu które odpowiadają wymaganiom stawianym modelowi.

Budowanie modelu matematycznego polega na określeniu odpowiednich zmiennych a potem sformułowaniu równań które te zmienne spełniają. Osiąga się to, używając dobrze znanych praw fizyki takich jak prawo zachowania masy, momentu i energii oraz określonych równań uzupełniających. Na przykład, przy przepływie gazu przez rurę powszechnie używa się empirycznego współczynnika aby wyrazić efekt oporu przepływu stwarzanego przez ściankę wewnętrzną rury.

Modele można klasyfikować zgodnie z założeniami przyjętymi przy ich tworzeniu. Jeżeli system ma zmienne które zmieniają się w sposób ciągły w czasie to należy używać modeli dynamicznych opisywanych równaniami ogólnie różniczkowymi. Jeżeli zmienne nie są funkcją czasu, wtedy należy stosować model statyczny opisywany równaniami algebraicznymi. Wybór modelu zależy od konkretnej sytuacji. Na przykład, w sieci gazowej niskociśnieniowej, zmiany ciśnienia i przepływu są bardzo szybkie. Są one pomijane w większości rozpatrywanych przypadków, stąd stosowanie modeli stanu ustalonego - równań algebraicznych. W przypadku sieci wysokiego ciśnienia dynamika przepływającego gazu jest znacznie wolniejsza ze względu na ogromne ilości gazu zmagazynowane w rurociągach. Pominięcie jej prowadziłoby do dużych błędów w opisie zjawiska. Stąd konieczność stosowania modeli matematycznych w postaci równań różniczkowych.

Opracowywane w oparciu o modele matematyczne, oprogramowanie podzielić można na dwie grupy:

• programy symulacyjne
• programy optymalizacyjne

Głównym celem stosowania programów symulacyjnych jest badanie zachowania się sieci gazowych w określonych warunkach. Rozwiązanie określonego układu równań algebraicznych lub różniczkowych opisujących sieć, dla założonych obciążeń i zasilań sieci da nam odpowiedź na pytania dotyczące wartości ciśnień lub przepływów w wybranych punktach lub fragmentach sieci.

Programy optymalizacyjne z kolei, umożliwiają znalezienie takich warunków pracy systemu lub takich struktur, w których wartość wskaźnika określającego aspekt ekonomiczny lub techniczny tego procesu lub tej struktury będzie ekstremalizowana a jednocześnie parametry pracy układu nie przekroczą narzuconych na nie ograniczeń. Na przykład, optymalizacja tłoczni polega na takim dobraniu parametrów jej pracy (liczby włączonych maszyn oraz parametrów pracy każdej z nich) aby zminimalizować sumaryczne koszty eksploatacji, przy jednoczesnym spełnieniu ograniczeń narzuconych np. na prędkości obrotowe. W zależności od stosowanego modelu zarówno symulację jak również optymalizację dzielimy na statyczną i dynamiczną.