Luận án Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý hệ thống cung cấp nước sạch dựa trên hệ thống thông tin địa lý – Thử nghiệm tại Công ty Nước sạch số 2 Hà Nội.

Tên luận án:

Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý cho hệ thống cung cấp nước sạch dựa trên hệ thống thông tin địa lý- thử nghiệm tại Công ty Nước sạch số 2 Hà Nội

Ngành:

Kinh tế

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung vào việc nâng cao hiệu quả quản lý Hệ thống cung cấp nước sạch (HTCCNS) đô thị tại Việt Nam, một ngành hạ tầng kỹ thuật thiết yếu nhưng đang đối mặt với nhiều thách thức. Các vấn đề bao gồm nhu cầu sử dụng nước sạch gia tăng do đô thị hóa và phát triển kinh tế, trong khi khả năng cấp nước còn thấp, nguồn nước suy giảm chất lượng và số lượng, chi phí đầu tư sản xuất cao, cùng với mạng lưới cũ kỹ dẫn đến tỷ lệ thất thoát lớn.

Mục tiêu tổng quát của luận án là xây dựng giải pháp quản lý HTCCNS hiệu quả hơn thông qua ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS). Để đạt được mục tiêu này, nghiên cứu đã thực hiện các nội dung chính như: phân tích nhu cầu cấp thiết đổi mới quản lý của các công ty cấp nước sạch (CTCCNS) Việt Nam, nghiên cứu về GIS và quy trình ứng dụng cho ngành cấp nước, đề xuất các bài toán cấp bách có thể giải quyết bằng GIS, mô hình phát triển GIS và Cơ sở dữ liệu (CSDL) GIS, đồng thời xây dựng và thử nghiệm các mô đun chức năng của hệ thống.

Những đóng góp nổi bật của luận án bao gồm việc phân tích toàn diện các bất cập trong quản lý HTCCNS, từ đó đưa ra cơ sở lý luận và thực tiễn cho việc ứng dụng GIS. Luận án đề xuất một mô hình chung để phát triển GIS, bao gồm kiến trúc hệ thống và quy trình xây dựng khung CSDL GIS cụ thể cho HTCCNS. Đặc biệt, nghiên cứu đã giải quyết thành công hai bài toán quan trọng trong quản lý kỹ thuật: thiết kế tối ưu mạng lưới cung cấp nước (thay thế, mở rộng) và cảnh báo ô nhiễm nước trong HTCCNS. Các kết quả này không chỉ cung cấp tư liệu tham khảo và hướng dẫn phát triển GIS cho ngành cấp nước Việt Nam mà còn mở ra hướng nghiên cứu tích hợp GIS với các công nghệ khác như phân tích thủy lực, viễn thám, SCADA, nhằm đạt được quản lý toàn diện và hiệu quả hơn.

Mục lục chi tiết:

• LỜI NÓI ĐẦU
  • 1. Lý do chọn đề tài
• 3. Khung lý thuyết và mục tiêu nghiên cứu
• 4. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu
  • 4.1. Đối tượng nghiên cứu
  • 4.2. Phạm vi nghiên cứu
  • 4.3. Phương pháp nghiên cứu
• 5. Kết cấu luận án
  • Chương 1: Quản lý hệ thống cung cấp nước sạch dựa trên GIS.
  • Chương 2: Thực trạng quản lý kỹ thuật và ứng dụng GIS vào hoạt động này tại các CTCCNS Việt Nam.
  • Chương 3: Mô hình phát triển GIS và xây dựng khung CSDL cho quản lý HTCCNS ở Việt Nam.
  • Chương 4: Ứng dụng GIS cho bài toán thiết kế mạng cấp nước tối ưu và cảnh báo ô nhiễm nước trong HTCCNS.
• 6. Những phát hiện, đề xuất mới rút ra từ kết quả nghiên cứu của luận án
  • 6.1. Những đóng góp mới về học thuật, lý luận
  • 6.2. Những đóng góp mới rút ra từ kết quả nghiên cứu của luận án
• CHƯƠNG 1- QUẢN LÝ HỆ THỐNG CUNG CẤP NƯỚC SẠCH DỰA TRÊN HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
  • 1.1. Quản lý hệ thống cung cấp nước sạch
    • 1.1.1. Sơ lược lịch sử phát triển HTCCNS trên thế giới và ở Việt Nam
    • 1.1.2. Hệ thống cung cấp nước
      • 1.1.2.1. Khái niệm hệ thống cấp nước
      • 1.1.2.2. Khái niệm nước sạch
      • 1.1.2.3. Cấp nước an toàn
      • 1.1.2.4. Các nghiệp vụ quản lý hệ thống cấp nước sạch
    • 1.1.3. Nhiệm vụ và định hướng cấp nước của Việt Nam đến năm 2025, tầm nhìn 2050
    • 1.1.4. Các bên liên quan đến cấp nước sinh hoạt
    • 1.1.5. Những bài toán quản lý đặt ra cho HTCCNS
      • 1.1.5.1. Phân tích dữ liệu ngành cấp nước đô thị
      • 1.1.5.2. Phát triển HTCCNS và các bài toán quản lý đặt ra
  • 1.2. Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý
    • 1.2.1. Định nghĩa GIS
    • 1.2.2. Các khái niệm liên quan
    • 1.2.3. GIS thủ công và GIS trên máy tính
    • 1.2.4. Lịch sử ứng dụng GIS
    • 1.2.5. Các thành phần của GIS
    • 1.2.6. Cơ sở dữ liệu GIS
    • 1.2.7. Các chức năng của GIS
    • 1.2.8. Ưu điểm và những tồn tại của GIS
    • 1.2.9. Xu thế ứng dụng GIS trên thế giới
  • 1.3. Những vấn đề cho các CTCCNS khi xây dựng GIS
    • 1.3.1. Công tác chuẩn bị
    • 1.3.2. Vấn đề trong triển khai và phát triển GIS
    • 1.3.3. Vấn đề chi phí của xây dựng GIS
    • 1.3.4. Các công nghệ hỗ trợ GIS
  • 1.4. Triển khai một bài toán ứng dụng GIS
• CHƯƠNG 2 - THỰC TRẠNG QUẢN LÝ KỸ THUẬT VÀ ỨNG DỤNG GIS TẠI CÁC CTCCNS VIỆT NAM
  • 2.1. Một số khái niệm về hoạt động kỹ thuật của CTCCNS
    • 2.1.1. Bảo trì, bảo dưỡng và sửa chữa
    • 2.1.2. Quy trình quản lý và vận hành
    • 2.1.3. Các rủi ro và nguy hại
  • 2.2. Các qui trình quản lý kỹ thuật trong HTCCNS
  • 2.3. Thực trạng quản lý kỹ thuật và những vấn đề của các CTCCNS
    • 2.3.1. Rủi ro trong hoạt động kỹ thuật
    • 2.3.2. Phương pháp xác định rủi ro
    • 2.3.3. Phân tích đánh giá rủi ro trong HTCCNS ở Việt Nam
    • 2.3.4. Các biện pháp kiểm soát và phòng ngừa rủi ro
  • 2.4. Ứng dụng GIS trong hoạt động nghiệp vụ của CTCCN
    • 2.4.1. Đối tượng và phương pháp điều tra
    • 2.4.2. Các kết quả điều tra
    • 2.4.3. Nhận xét về thực trạng ứng dụng GIS
  • 2.5. Một số khuyến nghị ứng dụng GIS quản lý HTCCNS
    • 2.5.1. Các vấn đề và các nội dung cần ứng dụng GIS
    • 2.5.2. Một số vấn đề hạn chế việc triển khai GIS ở các CTCCNS Việt Nam
• CHƯƠNG 3 - MÔ HÌNH PHÁT TRIỂN GIS VÀ XÂY DỰNG KHUNG CSDL GIS CHO QUẢN LÝ HTCCNS Ở VIỆT NAM
  • 3.1. Mô hình phát triển một hệ thống GIS
    • 3.1.1. Triển khai các ứng dụng GIS
    • 3.1.2. Mô hình tổng quát phát triển một hệ thống GIS
  • 3.2. Mô hình kiến trúc GIS cho quản lý HTCCNS Việt Nam
    • 3.2.1. Mô hình kiến trúc hệ thống phần cứng
    • 3.2.2. Kiến trúc HT phần mềm và các tiêu chuẩn kỹ thuật
    • 3.2.3. Một số yêu cầu cơ bản
    • 3.2.4. Một số yêu cầu về tầng dữ liệu
  • 3.3. Xây dựng khung CSDL GIS quản lý HTCCNS
    • 3.3.1. Đặt vấn đề
    • 3.3.2. Phương pháp nghiên cứu
      • 3.3.2.1. Phương pháp luận xây dựng CSDL GIS
      • 3.3.2.2. Phương pháp triển khai CSDL
      • 3.3.2.3. Các bước triển khai CSDL GIS cho HTCCNS
    • 3.3.3. Thiết kế khung CSDL GIS cho quản lý HTCCNS
      • 3.3.3.1. Các nhóm dữ liệu
      • 3.3.3.2. Thiết kế cấu trúc các lớp dữ liệu
      • 3.3.3.3. Sơ đồ liên kết các đối tượng không gian
      • 3.3.3.4. Tổ chức kho dữ liệu phục vụ quản lý kỹ thuật
• CHƯƠNG 4 - ỨNG DỤNG GIS CHO BÀI TOÁN THIẾT KẾ BẢO TRÌ - MỞ RỘNG MẠNG LƯỚI TỐI ƯU VÀ CẢNH BÁO Ô NHIỄM NƯỚC TRONG HTCCNS
  • 4.1. Mở đầu
  • 4.2. Thiết kế thay thế, mở rộng mạng lưới cấp nước tối ưu
    • 4.2.1. Đặt vấn đề
    • 4.2.2. Phát biểu bài toán
    • 4.2.3. Lập mô hình chung của bài toán
    • 4.2.4. Thuật toán cho bài toán đặt ra
    • 4.2.5. Sử dụng cơ sở dữ liệu GIS
    • 4.2.6. Thiết lập mô hình cụ thể cho bài toán
    • 4.2.7. Giới thiệu bộ công cụ giải bài toán
      • 4.2.7.1. Ngôn ngữ lập trình
      • 4.2.7.2. Các chức năng của bộ công cụ
      • 4.2.7.3. Một số giao diện của bộ công cụ
    • 4.2.8. Sơ đô tiên trình giải bài toán với bộ công cụ
    • 4.2.9. Kết quả thử nghiệm giải bài toán với các dữ liệu thực
  • 4.3. Ứng dụng GIS cho bài toán cảnh báo ô nhiễm nước
    • 4.3.1. Đặt vấn đề
    • 4.3.2. Mô tả bài toán
    • 4.3.3. Giải pháp cho bài toán đặt ra
    • 4.3.4. Các bước xây dựng giải pháp
      • 4.3.4.1. Xác định các nhân tố có nguy cơ ảnh hưởng chất lượng nước
      • 4.3.4.2. Xác định các tiêu chí và bản đồ về mức độ ảnh hưởng của mỗi nhân tố
      • 4.3.4.3. Xây dựng CSDL
      • 4.3.4.4. Giao diện công cụ trợ giúp
    • 4.3.5. Thực hiện bài toán với công cụ và kết quả
      • 4.3.5.1. Các bước sử dụng công cụ
      • 4.3.5.2. Kết quả thử nghiệm ứng dụng
  • KẾT LUẬN