ArcGIS Utility Network ile şebeke modellemenin temelleri.

Utility Network ne işe yarar

ArcGIS Utility Network, elektrik, gaz, su, yağmur suyu, atık su ve telekomünikasyon gibi şebekeleri ArcGIS içinde modellemek için sunulan veri yapısı ve işlev kümesidir. Esri belgelerinde, şebeke ve telekom sistemlerinin yönetiminde kullanıcıların birlikte çalıştığı ana bileşen olarak tanımlanır.

Klasik katman yaklaşımında bir boru hattı yalnızca bir çizgidir; hangi vanaya bağlandığı, hangi depodan beslendiği ya da hangi yöne akış taşıdığı ayrı tablolarda veya uzmanların bilgisinde durur. Utility Network bu bilgiyi verinin içine taşır. Her varlık geometrisiyle birlikte ağdaki yerini, bağlantılarını ve davranışını da taşır. Böylece bir kesicinin açılması ya da bir vananın kapatılması durumunda etkilenecek bölüm, veri üzerinde hesaplanabilir hale gelir.

Model ArcGIS Pro ile yönetilir; kurumsal kullanımda ArcGIS Enterprise üzerinden yayımlanan servisler aracılığıyla web ve mobil uygulamalardan da düzenlenir ve sorgulanır.

Temel yapı taşları

Bir Utility Network birkaç katmanlı bir mimariyle düzenlenir. Bu kavramları baştan doğru anlamak, veri modelini uyarlarken yapılacak tasarım hatalarını büyük ölçüde azaltır.

• Alan ağı (domain network): Belirli bir sektörün varlıklarını içeren sınıflar topluluğudur; elektrik dağıtım, gaz iletim ya da telekom gibi. Bir Utility Network birden fazla alan ağı içerebilir.
• Yapı ağı (structure network): Kaynağı taşımayan ama şebekeyi destekleyen varlıkları tutar; direk, kabin, pano, oda gibi. Tüm alan ağları ortak bir yapı ağını paylaşır.
• Katman (tier) ve alt ağ (subnetwork): Katman, aynı özellikleri ve kısıtları paylaşan alt ağların topluluğudur. Alt ağ ise aynı alt ağ denetleyicisi ya da denetleyicileri tarafından tanımlanan bağlı varlıklar bütünüdür.
• Alt ağ denetleyicisi (subnetwork controller): Kaynağın verildiği ya da toplandığı noktadır; elektrikte bir trafo merkezi, cazibeli su şebekesinde bir depo bu role örnektir.
• Hizmet bölgesi (service territory): Ağ oluşturulurken girdi olarak verilen, işletmenin çalışma alanını kapsayan poligondur; düzenlenebilir ağın sınırını belirler.
• Ağ öznitelikleri ve terminaller: Faz ya da boru çapı gibi öznitelikler performans için ağ topolojisinde önbelleğe alınır. Terminaller ise bir cihaz üzerindeki mantıksal giriş ve çıkış noktalarını temsil eder.

Bağlantısallık, ilişkilendirmeler ve ağ topolojisi

Utility Network iki yoldan bağlantı kurar. İlki geometrik çakışmadır: bir hattın ucu ile bir bağlantı elemanı aynı noktada duruyorsa ve kurallar izin veriyorsa bu iki varlık bağlıdır. İkincisi ilişkilendirmelerdir (association). İlişkilendirmeler, geometrisi çakışmayan ya da geometrisi olmayan varlıklar arasında bağ kurmaya yarar ve üç türdür.

Bu bağların tamamı ağ topolojisinde saklanır. Topoloji, iz sürme analizlerinin ve bağlı varlıkların hızlı sorgulanmasının dayanağıdır. Bir düzenleme yapıldığında topolojinin etkilenen kısmı kirli alan (dirty area) olarak işaretlenir; doğrulama (validate) işlemi çalıştırılana kadar topoloji güncel veriyi yansıtmaz. Operasyonda bu, düzenleme ile analiz arasına düzenli bir doğrulama adımı koymak anlamına gelir.

• Bağlantı ilişkilendirmesi: Aralarında boşluk bulunan iki varlığı, örneğin bir cihaz ile ona bağlanan ancak aynı noktada durmayan bir elemanı birbirine bağlar.
• İçerme ilişkilendirmesi: Bir oda, kabin ya da muhafazanın içindeki çok sayıda ekipmanı tek bir yapı varlığı altında toplar; haritanın yoğun bölgelerde okunur kalmasını sağlar.
• Yapısal bağlantı ilişkilendirmesi: Bir trafoyu taşıyan direk gibi, ekipmanı destekleyen yapıyı işaret eder; bir alt ağı destekleyen yapıları bulmayı kolaylaştırır.

İz sürme türleri

İz sürme (trace), ağ topolojisi üzerinde başlangıç noktalarından yola çıkıp kurallara göre ilerleyen analizdir. Esri belgelerinde tanımlanan başlıca türler ve tipik kullanımları şunlardır:

• Bağlı (connected): Bir engelle karşılaşana ya da bağlı varlık kalmayana kadar ilerler; bir noktaya fiziksel olarak bağlı her şeyi bulur.
• Alt ağ (subnetwork): Başlangıç noktasından denetleyicilere doğru yayılarak bir alt ağa katılan tüm varlıkları döndürür.
• Alt ağ denetleyicileri: Belirli bir bölgedeki izlenebilir alt ağların denetleyicilerini bulur.
• Akış yukarı ve akış aşağı (upstream, downstream): Akış yönünü belirler; denetleyicilere doğru ya da onlardan uzağa ilerler. Bir arızanın hangi kaynaktan beslendiğini ya da hangi aboneleri etkilediğini bulmak için kullanılır.
• Döngü (loops): Akış yönünün belirsiz olduğu döngüsel bölümleri tek seçim kümesi olarak verir.
• En kısa yol ve yol (shortest path, path): İki nokta arasında bir sayısal ağ özniteliğine göre en kısa yolu ya da başlangıç ve bitiş noktaları arasındaki geçerli yolları bulur.
• İzolasyon (isolation): Bir bölgedeki akışı durdurmak için kapatılması gereken en küçük varlık kümesini belirler; su ve gaz şebekelerinde vana kapama planlarının temelidir.
• Devre (circuit): Yalnızca telekom ağlarında kullanılır; fiziksel bağlantı bulunmasa bile fiziksel ve sanal devreleri döndürür.

Ağ kuralları ve veri kalitesi

Ağ kuralları, hangi varlık türünün hangisine bağlanabileceğini ya da ilişkilendirilebileceğini tanımlar. Bağlantı kuralları, içerme kuralları ve yapısal bağlantı kuralları olarak gruplanır. Kurallar varlık grubu (asset group) ve varlık türü (asset type) düzeyinde yazılır; örneğin belirli bir vana türünün yalnızca belirli çaptaki boru türlerine bağlanabilmesi bu düzeyde ifade edilir.

Kurala uymayan bir düzenleme yapıldığında doğrulama sırasında hata kaydı oluşur. Bu mekanizma, mantıksal olarak geçersiz veri ve ilişkilendirmelerin sisteme girmesini engeller. Aynı mekanizma geçiş sırasında da devreye girer: eski veride kopuk uçlar, ters sayısallaştırılmış hatlar, yanlış sınıflanmış ekipman ve eksik öznitelikler doğrulama hatası olarak görünür. Bu nedenle kural setinin sıkılığı, kurumun veri gerçekliğiyle birlikte düşünülmelidir. Çok gevşek kurallar kaliteyi korumaz, çok sıkı kurallar ise ilk yükleme sırasında yönetilemeyecek sayıda hata üretebilir.

Sektör veri modelleri

Esri, Utility Network'ün 2018'deki ilk sürümünden bu yana sektöre özel veri modellerini Utility Network Foundations adıyla ArcGIS Solutions üzerinden sunar. Elektrik, gaz, su, atık su, yağmur suyu, haberleşme ve bölgesel enerji (district energy) için ayrı çözümler bulunur. Bazı çözümlerde daha sade bir başlangıç sağlayan temel veri modelleri (essential data models) de yer alır.

Bu modeller alan ağlarını, varlık gruplarını, ağ kurallarını ve katman yapısını hazır olarak getirir. Pratikte modeli sıfırdan tasarlamak yerine en yakın şablonu seçip kurumun varlık sınıflandırmasına, adlandırma alışkanlıklarına ve yerel mevzuatın gerektirdiği özniteliklere göre uyarlamak tercih edilir. Uyarlamanın kapsamı dikkatle sınırlandırılmalıdır; şablondan ne kadar uzaklaşılırsa sonraki sürüm güncellemelerinde ve topluluk kaynaklarından yararlanmada o kadar fazla uyum işi çıkar.

Servis tabanlı mimari gereksinimi

Utility Network iki biçimde kullanılabilir. Kurumsal dağıtım, ArcGIS Enterprise üzerinden servis tabanlı bir mimariyle çok kullanıcılı erişim sağlar ve modelin en kapsamlı yeteneklerini sunar. Tek kullanıcılı dağıtımda ise ağ bir dosya ya da mobil coğrafi veri tabanında tutulur ve ArcGIS Pro ile tam analiz yeteneğiyle kullanılır; bu seçenek prototip, test ve veri hazırlığı aşamalarında işe yarar.

Kurumsal dağıtımda ağ bir kurumsal coğrafi veri tabanında bulunur ve dal sürümleme (branch versioning) ile kaydedilir. Ardından bir feature service olarak ArcGIS Enterprise'a yayımlanır; düzenlemeler bu servis üzerinden yapılır. Yayımlama sırasında Version Management yeteneği açılırsa kullanıcılar yalıtılmış sürümlerde çalışıp değişiklikleri denetimli biçimde birleştirebilir. Kurumsal coğrafi veri tabanında bir Utility Network oluşturmak, yayımlamak ve düzenlemek için kullanılan portal hesabının ArcGIS Advanced Editing kullanıcı türü uzantısıyla lisanslanmış olması gerekir.

Bu gereksinim, geçişin yalnızca bir veri dönüşümü olmadığını gösterir. ArcGIS Enterprise, ArcGIS Pro ve veri tabanı sürümlerinin uyumu, sunucu kapasitesi ve servis güvenliği projenin ayrılmaz parçalarıdır.

Geçişe hazırlık

Utility Network'e geçiş aşamalı bir çalışmadır ve süresi veri hacmine ve kalitesine göre belirgin biçimde değişir. Önceki nesil geometrik ağ verisi ArcGIS Pro'da salt okunurdur, yani görüntülenebilir ama düzenlenemez; bu durum pek çok kurum için geçişin zamanlamasını belirleyen etkenlerden biridir. ArcGIS Pro'daki Migrate To Utility Network aracı, geometrik ağ ya da ağ yapısı olmayan veriden mevcut sınıf şemasını koruyarak mobil coğrafi veri tabanında bir Utility Network üretebilir; bu, deneme ve değerlendirme için hızlı bir başlangıç sağlar. Hazırlık sürecinde şu başlıklar öne çıkar:

Rodosto Teknoloji, Utility Network geçişlerinde veri analizi, model uyarlama ve ArcGIS Enterprise tarafındaki kurulum işlerinde çalışır; aşağıdaki sayfalar bu uygulama tarafını ayrıntılandırır.

• Veri envanteri: Hangi şebekelerin, hangi koordinat sisteminde ve hangi biçimde tutulduğunun çıkarılması.
• Veri kalitesi ölçümü: Kopuk uçlar, çift kayıtlar, akış yönü hataları ve eksik özniteliklerin örnek bir bölgede sayısal olarak tespiti.
• Öznitelik eşleme: Mevcut sınıfların ve kodların hedef modelin varlık grupları ve türleriyle eşleştirilmesi.
• Pilot bölge: Tüm şebeke yerine sınırlı bir bölgede yükleme, doğrulama ve iz sürme denemesi.
• İş akışlarının yeniden tanımlanması: Saha güncellemesi, arıza kaydı ve proje onayı gibi süreçlerin doğrulama adımıyla birlikte tasarlanması.
• Ekip hazırlığı: Düzenleyicilerin kirli alan, doğrulama ve sürüm kavramlarını üretimden önce öğrenmesi.

Sık sorulanlar