18.01.2022

Географы МГУ создали картографический веб-сервис, который показывает развитие электросетей в России

Ученые географического факультета МГУ разработали интерактивное картографическое веб-приложение «Эволюция электросетей России». Сервис содержит информацию о развитии магистральных электрических сетей напряжением 220 кВ и выше, начиная с 1930 года. Приложение доступно по адресу https://powerlines.one.

Веб-сервис «Эволюция электросетей России» создан в рамках проекта по гранту Президента РФ МК-5343.2021.1.5 «Геоинформационно-картографическое обеспечение изучения пространственно-временной структуры электрических сетей России (МК)».

По мере развития и наполнения веб-приложение «Эволюция электросетей России» станет геоинформационно-картографическим интерактивным инструментом анализа пространственно-временного развития электросетей в нашей стране. На основе его данных станет возможным долгосрочное планирование мероприятий в энергосистеме.

«На данный момент веб-сервис развернут на территорию московской энергосистемы, куда входят город Москва, Московская область, а также часть граничащих с Московской областью регионов. Выбор этой территории был обусловлен, во-первых, её сложностью – сети 220 кВ 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 кВ и выше в России – настолько московская энергосистема сложна. Во-вторых, данная энергосистема наиболее изучена, в том числе полевыми методами, и на её территорию доступно наибольшее количество архивных космических снимков Keyhole», — рассказал руководитель проекта, к.г.н., научный сотрудник кафедры картографии и геоинформатики географического факультета МГУ Андрей Карпачевский.

Разработанная веб-карта уникальна в своём роде. Ранее в мировой практике не встречалось подобных по детальности исследований, изучающих пространственную эволюцию электрических сетей. В основе приложения «Эволюция электросетей России» — пространственно-временная база данных, которую ученые собирали на основе высокодетальных космических снимков: как современных, доступных в программе Google Earth Pro за последние 15-20 лет, так и архивных, доступных на сайте Геологической службы США – рассекреченные снимки Keyhole за 1965-1976 гг. В качестве источников информации также использовались архивные схемы сетей, топографические карты, исторические фотографии и множество других материалов.

«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 электропередач, которые имеют неизменную геометрию и определённые годы ввода в эксплуатации, 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.

Веб-сервис «Эволюция электросетей России» показывает в том числе, что электрические сети имеют совершенно особые черты пространственного развития. Если автомобильные и железнодорожные сети, как правило, наращиваются новыми участками и совершенствуются через реконструкцию существующих участков, то электрические сети в основном изменяются за счёт разрезания существующих линий и строительства заходов на новые электрические подстанции или электростанции. Чем старше энергосистема, тем меньше становится доля строительства полностью новых линий электропередач от пункта до пункта, и тем больше доля частичных реконструкций отдельных сегментов линий. Такой анализ помогает выявлять уязвимые участки сети с наибольшим износом.

***

Пространственно-временные особенности электрических слабо изучены в мировой географической науке. Известно множество работ, посвящённых эволюции автомобильных, железнодорожных сетей, в то же время про электросети в этом плане известно крайне мало. Это связано в первую очередь с долгим периодом закрытости информации об инфраструктурных сетях как о стратегических объектах. За последние 20 лет ситуация изменилась: появилось множество открытых источников данных, в том числе от электросетевых компаний. Также получили развитие сервисы, предоставляющие доступ к высокодетальным космическим снимкам Земли. Методика сбора данных и создания веб-сервиса «Эволюция электросетей России» подробно изложена в публикации в журнале Data издательства MDPI (https://www.mdpi.com/2306-5729/6/12/127).