Entender ArcGIS Utility Network: una guía para servicios públicos de aguas

Las empresas de abastecimiento de agua se enfrentan actualmente a un sinfín de retos que van desde el aumento de la demanda de producción, la escasez de agua, el envejecimiento de las infraestructuras y la financiación de proyectos de capital. Además, las empresas de servicios públicos también deben mantenerse al día de los vertiginosos cambios en tecnología y seguridad de la información.

Para ayudar a afrontar estos retos, Esri ha desarrollado estructuras de datos y herramientas de nueva generación que se facilitan a través de ArcGIS Utility Network, disponible a partir de la versión 10.6. La red de servicios públicos aprovecha ArcGIS Enterprise para crear un SIG web integrado. Este sistema permite compartir su red en toda la organización, proporcionando una visión autorizada de sus activos a todo aquel que la necesite.

La red de servicios públicos ofrece funciones avanzadas de modelado de activos, una moderna arquitectura SIG web y herramientas de análisis que proporcionan niveles de recopilación de información sin precedentes para mejorar el conocimiento operativo y la toma de decisiones. Asimismo, la red de la empresa de servicios públicos sirve como sistema centralizado de registro al que todos los empleados de la empresa pueden acceder desde cualquier dispositivo y en cualquier momento. El resultado es una mayor eficacia en las operaciones diarias, la planificación de proyectos y la respuesta a emergencias. La red de servicios públicos también puede integrarse con otros sistemas empresariales, como la gestión de órdenes de trabajo y SCADA, para obtener una visión operativa totalmente automatizada en tiempo real.

La red de servicios públicos permite modelar la ubicación de los activos, incluida la modelización de las configuraciones internas de conjuntos complejos, como casetas para bombas, fosos para contadores y conjuntos de válvulas. El flujo de recursos a través de estos complejos conjuntos se tiene en cuenta durante el análisis de la red, aunque los activos también pueden ocultarse en las visualizaciones de mapas para descongestionar la vista operativa. Los activos que controlan el flujo de bienes, como las válvulas, pueden modelarse para reflejar el flujo direccional de esos bienes a través de las tuberías y representar lo que está sucediendo en tiempo real.

La red de servicios públicos está diseñada para permitir nuevos niveles de especificación en análisis como la identificación de zonas de pérdida de agua o la determinación de las válvulas que deben cerrarse en caso de rotura de una tubería principal. También se pueden identificar los activos y clientes afectados por los cortes. La gestión de subredes permite aislar subconjuntos de la red en función de atributos comunes como la presión. Esto impulsa capacidades de análisis y visualizaciones adicionales de la red.

A partir de la red de servicios públicos pueden crearse diagramas de red que ofrecen una vista esquemática de las conexiones de red. Estos diagramas ofrecen una visión clara de la conectividad y las relaciones entre las entidades de la red que no siempre es evidente en una vista de mapa tradicional.

Con la red de servicios, las empresas pueden modelar, editar y analizar los activos de toda su organización. Las capacidades de la red de servicios se basan en una arquitectura de servicios que permite que los datos estén disponibles en cualquier dispositivo o aplicación web.

La red de servicios ofrece herramientas de análisis que dotan a las empresas de información práctica para optimizar los sistemas, reducir costes y hacer más con menos, incluso ante el deterioro de las infraestructuras. Los servicios pueden:

• Acceder a la red de servicios desde cualquier dispositivo.
• Modelar los activos con mayor detalle.
• Realizar análisis para tomar mejores decisiones.

La red de servicios está disponible en toda la organización y proporciona información sobre la red a cualquier persona con acceso a Internet. La red de servicios está disponible a través de navegadores web, aplicaciones de Esri, ArcGIS Pro, soluciones de colaboradores de Esri y otros clientes. Al aprovechar el patrón de Web GIS, las modificaciones de la red de servicios realizadas en la oficina o sobre el terreno se transmiten inmediatamente a toda la organización. Esta transferencia de información en tiempo real hacia y desde el campo aumenta enormemente la eficacia y mejora la visibilidad del panorama operativo general.

Un caso de uso común es la capacidad de obtener datos dentro y fuera del campo en caso de rotura de una tubería principal de agua. A medida que el personal de campo realiza el trabajo y cierra las válvulas, puede establecer el estado de la válvula en cerrado desde un dispositivo móvil. El estado del dispositivo es inmediatamente visible para el personal de la oficina, otros miembros del personal de campo o cualquier persona que utilice mapas que contengan activos de red.

El modelo de datos de redes de servicios está diseñado para proporcionar una recuperación de datos rápida y eficaz incluso con grandes conjuntos de datos que contienen representaciones muy detalladas de los activos en el mundo real.

Con ArcGIS Utility Network, las empresas de servicios pueden modelar la conectividad entre entidades que coinciden geométricamente, así como entidades que se encuentran alejadas unas de otras. Estas conexiones entre entidades separadas permiten una ubicación óptima de las entidades a efectos de visualización. Esto también permite conectar entidades que son adyacentes, pero que no tienen una tubería que las conecte, como las entidades adyacentes en un conjunto de válvulas.

Aunque el modelo de datos de la red de servicios permite modelar las entidades con mayor detalle, puede crear representaciones cartográficas desordenadas y difíciles de leer. El modelo de contención resuelve este problema permitiendo representar entidades densas dentro de un contenedor. Estas entidades solo se muestran cuando se visualiza este contenedor. Algunos ejemplos son las estaciones de bombeo, los pozos de contadores y los conjuntos de válvulas.

Una base de regla de red definida por el usuario especifica precisamente qué tipo de entidad puede estar conectada y asociada con otra. Por ejemplo, algunos tipos de accesorios solo se permiten en determinados conjuntos de dispositivos. La base de regla de red para la red de servicios se consulta durante las operaciones de edición para evitar la creación de conectividad y asociaciones incorrectas entre entidades. Las entidades existentes que infringen las normas de la red se marcan en el mapa para su corrección. Se representan como entidades de error que no se adhieren a las reglas de la red no está permitido.

La dirección del flujo de recursos a través de la red puede modelarse a través de conexiones terminales en los dispositivos. Esto permite modelar con mayor precisión el comportamiento de la red y realizar análisis de red más exhaustivos.

Reglas de atributos

La red de servicios utiliza reglas de atributos para agilizar la experiencia de edición y mejorar la integridad de los datos. El usuario define las reglas de atributos, que pueden utilizarse para rellenar automáticamente los valores de los atributos, evitar modificaciones no válidas y realizar comprobaciones de control de calidad. Las reglas de atributos se utilizan junto con las reglas existentes de la base de datos geográfica, como dominios y subtipos, para obtener resultados de edición cohesionados. Las reglas de atributos se definen con expresiones de secuencias de comandos de ArcGIS Arcade. Arcade es un lenguaje de scripting que puede utilizarse en toda la plataforma ArcGIS. Para obtener más información sobre ArcGIS Arcade, consulte la página web de ArcGIS Arcade.

Paquetes de activos

Es posible crear y configurar manualmente una red de servicios para cumplir requisitos de administración de activos, exigencias empresariales y necesidades de modelado de un servicio. Sin embargo, esto implica un alto nivel de esfuerzo y familiaridad con el modelo de datos de la red de servicios. Con el fin de agilizar la implantación de la red de servicios, Esri proporciona configuraciones sectoriales para la distribución de agua, la recogida de alcantarillado y las aguas pluviales. Cada configuración incluye paquetes de activos, mapas y aplicaciones configurados para el sector específico. Los paquetes de activos proporcionan un esquema de modelo de datos de red de servicios específicos del sector, así como una clasificación de activos, reglas de red, definiciones de red y propiedades de subred para la red de servicios. Los paquetes de activos se entregan como geodatabases de archivos y pueden ampliarse según sea necesario. No se recomienda eliminar entidades y campos del esquema del paquete de activos, ya que puede afectar a las funciones integradas en ArcGIS Solutions for Water de Esri.

Soluciones

ArcGIS Solutions for Water es un paquete de plantillas de flujos de trabajo compuesto por mapas, aplicaciones y herramientas diseñadas para que las organizaciones puedan poner en marcha una serie de flujos de trabajo comunes a los servicios de suministro de agua. Las soluciones para los servicios de suministro de agua ayudan a mejorar las operaciones y el servicio al cliente, así como a maximizar la eficiencia. ArcGIS Solutions for Water puede descargarse desde solutions.arcgis.com/#Water o implementarse mediante el complemento de la herramienta ArcGIS Pro Solution Deployment (solutions.arcgis.com/shared/help/deployment-tool).

La red de servicios incluye herramientas de análisis avanzadas que proporcionan nuevos niveles de detalle y visibilidad para las operaciones de red. El análisis de trazado puede identificar las válvulas que deben cerrarse para aislar una zona en caso de rotura de la tubería principal de agua. También existen trazados tradicionales aguas arriba y aguas abajo para localizar el origen del flujo o seguir la trayectoria de los recursos aguas abajo. La red de servicios incluye un marco de trazado para configurar un análisis de trazado detallado mediante geoprocesamiento.

Una red de servicios es un conjunto de subredes por las que circula una mercancía. Entre los ejemplos de subredes cabe citar las zonas de presión, las áreas de medición de distrito (DMA) y las cuencas de alcantarillado. Una vez definidas las subredes, se pueden realizar análisis adicionales como identificar las conexiones de servicio, válvulas y bocas de riego, o sumar la longitud total de las líneas de agua en una zona de presión o DMA determinada.

Las subredes son dinámicas y pueden ser modificadas por la apertura y el cierre de dispositivos tales como válvulas. Las redes de servicios utilizan los orígenes de los productos para definir los puntos de partida de una subred y realiza un seguimiento hasta los extremos (o sumideros) de una subred para descubrir toda su extensión. Cuando se cambia una válvula, se puede recalcular la extensión de una subred. Los dispositivos que definen la extensión de un flujo de recursos de una subred se conocen como controladores de subred. Un ejemplo de controlador de subred que define una subred de zona de presión podría ser una válvula reductora de presión (PRV).

La red de servicios proporciona un mecanismo integrado para crear y trabajar con los diagramas de red. Los diagramas de red son vistas esquemáticas de la red que proporcionan una representación simbólica de las entidades y cómo están conectadas. Esta función le permite crear eficientemente representaciones multinivel, verificar fácilmente la conectividad de la red y obtener visualizaciones lógicas de la red de servicios. El principal uso de los diagramas de red es mostrar la conectividad de red entre entidades. Los diagramas también pueden mostrar los resultados de un análisis de trazado.

Para almacenar la red de servicios se requiere una implementación base de ArcGIS Enterprise con una base de datos empresarial. La base de datos empresarial puede implementarse en Oracle, SQL Server, SAP Hana o PostgreSQL. La red de servicios se habilita mediante la extensión ArcGIS Utility Network Management de ArcGIS Enterprise. Para acceder a la red de servicios públicos se utilizan servicios REST que se publican en ArcGIS Enterprise, desde donde se puede acceder a ellos y gestionarlos mediante el software de escritorio ArcGIS Pro o en mapas web a través de un navegador web o dispositivos móviles.

Existen varios métodos para migrar las entidades existentes a ArcGIS Utility Network. Es preciso tener muy en cuenta los pasos de la siguiente sección en función de los datos existentes de su empresa de servicios, en concreto, si ha implementado una red geométrica y/o alguna de las soluciones existentes de Esri ArcGIS para el agua. Esri ha creado un conjunto de herramientas para migrar los datos que se encuentran actualmente en el modelo de información del gobierno local. Las herramientas de migración utilizan bancos de trabajo FME en la extensión ArcGIS Data Interoperability o Safe Software FME. Familiarizarse con estas herramientas es fundamental para la migración. Se recomienda empezar con un área geográfica pequeña, como una zona de presión.

Planificación para la migración

Lo más importante que debe comprender es que debe migrar sus datos a ArcGIS Utility Network cuando llegue el momento adecuado para usted y su organización. Esri ha establecido una versión específica para ArcMap y se compromete a dar soporte a ArcMap 10.6.1 al menos hasta 2024. Esri también seguirá prestando apoyo a ArcMap y a la red geométrica a partir de la versión 10.7. Si su organización se actualiza a versiones más recientes con frecuencia, es posible que no necesite quedarse en la versión de servicios. Sin embargo, para estar mejor preparado cuando llegue el momento, le sugerimos las siguientes actividades: 

1. Garantizar la calidad de los datos existentes.

ArcGIS Utility Network puede poner de manifiesto problemas con sus datos actuales, especialmente en lo que respecta a la conectividad. Por ello, se recomienda realizar comprobaciones rigurosas de la calidad de los datos y realizar una limpieza antes de la migración. Esto facilitará la implementación de la red y le proporcionará datos de mayor calidad.  

ArcGIS Solutions for Water incluye herramientas y flujos de trabajo para limpiar sus datos utilizando ArcMap y la extensión ArcGIS Data Reviewer. Para obtener más información, consulte la solución Data Reviewer for Water Utilities.Para mejorar sus flujos de trabajo actuales de edición y análisis de datos, quizás también merezca la pena echar un vistazo a la solución Water Geometric Network Editing and Analysis.

2. Documentar las integraciones con otras empresas.

Es probable que su empresa de servicios disponga de muchos sistemas empresariales, como facturación, sistema informático de gestión del mantenimiento (GMAO) y gestión de documentos, que están directamente integrados con ArcGIS o dependen de sus resultados. Recomendamos identificar y documentar lo siguiente:

• Sistemas que se implementan sobre ArcGIS
• Sistemas de terceros que se integran con ArcGIS
• Vistas de bases de datos de sistemas de terceros
• Flujos de trabajo/sistemas que requieren la exportación desde ArcGIS 

3. Documentar configuraciones y personalizaciones específicas de los datos de la red.

Por ejemplo, si ha implementado alguna de las siguientes opciones:

• Herramientas de edición y productividad, tales como soluciones de Water Geometric Network Editing and Analysis o Data Reviewer for Water Utilities
• Trazados geométricos de red personalizados
• Desencadenadores de base de datos
• Aplicaciones web o móviles que consumen datos de la red

Es importante comprender los flujos de trabajo actuales y las funciones necesarias. Es posible que existan algunas diferencias entre lo que utiliza actualmente y lo que está disponible con ArcGIS Pro y ArcGIS Utility Network.

4. Evaluar los métodos del Asistente de atributos.

Si actualmente utiliza el Asistente de atributos, debe documentar todos los métodos del Asistente de Atributos en su tabla de valores dinámicos. Esto es importante porque, de nuevo, puede haber algunas lagunas entre lo que puede hacer ahora con el Asistente de atributos en ArcMap y lo que actualmente ofrece ArcGIS Pro. Si utiliza el Asistente de atributos, también debería empezar a aprender a escribir expresiones con ArcGIS Arcade. El principal sustituto de la funcionalidad de Asistente de atributos serán las Reglas de atributos escritas con expresiones de Arcade. Cuando esté documentando sus métodos del Asistente de atributos, asegúrese de capturar tanto el flujo de trabajo como la razón empresarial del flujo de trabajo para determinar si todos siguen siendo válidos. Tal vez sea una buena oportunidad para actualizar algunos flujos de trabajo heredados y eliminar trabajo innecesario.   

5. Empezar a utilizar ArcGIS Pro.

Si su organización o departamento no ha empezado a utilizar ArcGIS Pro, ¡ha llegado el momento de hacerlo! Deberá utilizar ArcGIS Pro para crear y administrar ArcGIS Utility Network. ArcGIS Pro es también el cliente principal para la edición y el análisis de la red de servicios. En el sitio de Esri Academy hay muchos recursos valiosos para aprender sobre ArcGIS Pro, incluido el curso web gratuito de introducción a ArcGIS Pro. Los tutoriales de ArcGIS son otros de los recursos de gran interés.

6. Implementar la versión actual de ArcGIS.

Para crear una red de servicios, debe utilizar la versión actual de ArcGIS. Le recomendamos que cree un entorno de desarrollo específico para trabajar y comprender la red de servicios. Este entorno debe estar separado de su SIG de producción y puede configurarse fácilmente en un entorno virtual. Esto le permitirá proporcionar un aprendizaje práctico de la red de servicios, así como realizar pruebas antes de la migración.   

7. Implementar las configuraciones de ArcGIS Utility Network.

Estas configuraciones hacen que una red genérica se comporte como una red de recursos del mundo real. Utilice los datos de muestra y los flujos de trabajo de ejemplo para familiarizarse con la red de servicios. Para los servicios de agua, hay configuraciones de red disponibles para redes de agua, alcantarillado y aguas pluviales.

Cada configuración de ArcGIS Utility Network incluye lo siguiente: 

• Un modelo de datos suministrado como paquete de activos 
• Mapas para publicación, edición y visualización en red
• Ejemplos de flujos de trabajo
• Datos de muestra

No es necesario que utilice los paquetes de activos suministrados por Esri para configurar su red de servicios. Sin embargo, dada la complejidad de las redes, son un buen punto de partida. Los paquetes de activos pueden ampliarse, pero no se recomienda eliminar ni cambiar el nombre de los componentes existentes.

8. Determinar el nivel de esfuerzo para migrar los datos.

Es muy importante comprender las diferencias entre su esquema de datos actual y los paquetes de activos suministrados por Esri. Asegúrese de documentar cualquier brecha entre ambos. Esri proporciona bancos de trabajo de muestra para la extensión Data Interoperability y FME para facilitar la migración. También están previstas otras herramientas de migración para una futura versión.

9. Utilizar recursos de Esri.

• Documentación de ayuda de la red de servicios
• Esri Academy
• Servicios de consultoría de Esri

esri.com/en-us/arcgis/products/arcgis-utility-network-management/resources