Учёные географического факультета МГУ разработали интерактивное картографическое веб-приложение, которое содержит информацию о развитии в России магистральных электрических сетей напряжением от 220 киловольт и выше. Сервис станет надёжным инструментом для анализа и долгосрочного планирования мероприятий в энергетической системе страны.
Разработанная веб-карта является уникальной, поскольку ранее в мировой практике не было столь детальных исследований пространственной эволюции электрических сетей. В основе приложения — база данных с 1930 года. Учёные создавали её с помощью современных и архивных космических снимков высокого разрешения, а также схем сетей, топографических карт, исторических фотографий и множества других материалов.
По словам руководителя проекта, научного сотрудника кафедры картографии и геоинформатики географического факультета МГУ Андрея Карпачевского, пока веб-сервис охватывает территорию московской энергосистемы, куда входят Москва, Московская область, а также часть граничащих с ней регионов. Выбор этой территории был обусловлен, во-первых, её сложностью — сети 220 киловольт впервые появились здесь ещё в 1936 году.
"С тех пор они непрестанно развиваются, что обуславливает их современную мозаичность. Информацию собирали, можно сказать, по крупицам. Объём проведённых работ, пожалуй, соответствует половине работ по всем сетям напряжением 220 киловольт и выше в России — настолько московская энергосистема сложна. Во-вторых, данная энергосистема наиболее изучена, в том числе полевыми методами, и на её территории доступно наибольшее количество архивных космических снимков", — пояснил Карпачевский.
Интерфейс картографического веб-сервиса powerlines.one
Пространственно-временные особенности электрических сетей слабо изучены мировой географической наукой, хотя есть множество работ об эволюции автомобильных и железнодорожных сетей. Это связано в первую очередь с долгим периодом, когда информация о подобной стратегической инфраструктуре носила закрытый характер. За последние 20 лет ситуация изменилась, появилось множество открытых источников данных, получили развитие сервисы, дающие доступ к космическим снимкам Земли.
Веб-сервис "Эволюция электросетей России" создан в рамках проекта по гранту президента Российской Федерации "Геоинформационно-картографическое обеспечение изучения пространственно-временной структуры электрических сетей России". Он показывает, что электрические сети имеют совершенно особые черты пространственного развития. Если автомобильные и железные дороги, как правило, наращиваются новыми участками и совершенствуются благодаря реконструкции существующих отрезков, то электрические сети в основном изменяются за счёт разрезания существующих линий и строительства заходов на новые подстанции или электростанции. Чем старше энергосистема, тем меньше становится доля строительства полностью новых линий электропередачи от пункта до пункта и тем больше частичных реконструкций отдельных сегментов. Подобный анализ помогает выявлять уязвимые участки сети с наибольшим износом.
Пример отображения изменений в сети за 1984 год в районе города Домодедово
"Создать картографический веб-сервис сегодня не так сложно. В нашем случае основная проблема заключалась в том, как структурировать данные в базе данных и какие запросы необходимо к ней осуществлять для того, чтобы карта действительно стала интерактивной. Мы решили представить сеть как набор пространственно-временных сущностей — сегментов линий электропередачи, которые имеют неизменную геометрию и определённые годы ввода в эксплуатацию, а также вывода из эксплуатации, если он осуществлён. Вся остальная атрибутивная информация о каждом сегменте хранится отдельно в другой таблице, что позволяет сильно облегчить базу данных, избавиться от дублирования данных и оптимизировать запросы", — рассказал участник проекта, аспирант кафедры картографии и геоинформатики географического факультета МГУ Герман Титов.