Criação de um sistema de informações geográficas na - DSR

Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE
Criação de um sistema de informações geográficas na auditoria em cadastro de rede de
distribuição elétrica
Cícero Fidelis da Silva Neto 1
Erickson Melo de Albuquerque 2
Iana Daya Facundo Passos 2
Marcos Leonardo Ferreira dos Santos 3
1
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba – IFPB
CEP 58.015-430 - João Pessoa – PB – Brasil.
[email protected]
2
Universidade Federal de Campina Grande - UFCG
Caixa Postal 10.078, 58.429-140 - Campina Grande - PB, Brasil.
[email protected], [email protected]
3
Universidade Federal da Paraíba - UFPB
CEP 58.051-900 - João Pessoa – PB – Brasil.
[email protected]
Abstract. One of the great difficulties encountered in projects that require field survey is to see how the
information collected is true and correct according to what actually exists, a fact that does not differ in
registrations in electrical distribution networks. Promoting an internal audit conducted by the registration staff
prior to delivery of the final product to the client, it becomes extremely important for the survival and
completion of the project, not only because the amount of data collected is important, but also, and mainly , their
quality, preventing re-field, creating unnecessary burdens and not expected to project. About this information the
following work aimed to create a Geographic Information System, the SIGAUDIT, facing an audit in the data in
the design of Survey and Update Data Asset Distribution Network of Electrical Centers Para - CELPA in one of
the feeders Mains Municipality of Prainha in western Pará State, Brazil. From queries and spatial analysis, data
adequacy and later the creation of thematic maps was possible to verify a range of probable errors found in the
survey and thus correct them using GIS software developed by the open source Conselleria d'Infrastructures i
Transports (CIT) of the Community of Valencia, gvSIG.
Palavras-chave: cadastre, project, SIGAUDIT, gvSIG, cadastro, projeto, SIGAUDIT, gvSIG.
1. Introdução
O Levantamento e Atualização dos Dados de Ativos da Rede de Distribuição das Centrais
Elétricas do Pará S.A - CELPA é um projeto que busca uma correção alfandegária junto com
a Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL, intitulado de projeto EVOLUIR
MCPSE, na qual a ENGESELT ganhou, através de concorrência, um dos lotes para executar
o levantamento em alguns municípios do estado do Pará.
O Manual de Controle Patrimonial do Setor Elétrico é um projeto no qual determinada
empresa fornecedora de energia elétrica, procura diante a ANEEL um aumento nas tarifas
para ser repassado aos seus clientes. Por outro lado a ANEEL solicita que a empresa que
exigiu uma correção financeira, realize um levantamento, no qual conste toda a estrutura de
rede elétrica oferecida aos seus usuários.
Logo, é notável a significativa importância dada a um correto controle de qualidade a ser
executado em qualquer que seja o levantamento. Tal fato não difere quando fala-se do
cadastramento da rede elétrica de um determinado município. Torna-se necessário a
realização do que pode-se chamar de “auditoria pós-levantamento”, que visa corrigir os erros
antes da entrega do produto final para o cliente.
À luz desses problemas, a utilização de técnicas e ferramentas do geoprocessamento,
procura suprir de maneira significativa as dificuldades encontradas em identificar onde está
4016
Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE
localizado um provável erro de cadastramento, e através do software de Sistema de
Informação Geográfica – SIG torna-se possível responder perguntas do tipo “onde está o
erro?” e “como encontrá-lo?”.
Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo geral promover a estruturação dos
dados do Alimentador PA – 011 do município de Prainha no Estado do Pará, e através de um
SIG e suas técnicas, desenvolver uma ferramenta com para auditar os dados que foram
coletados referentes a postes (estrutura, altura, esforço, uso mútuo, componentes, etc.),
denominado de Sistema de Informações Geográficas Para Auditoria - SIGAUDIT, visando
uma correção do levantamento e consequentemente dos dados antes que eles sejam entregues
ao cliente, nesse caso a CELPA.
2. Metodologia
2.1-Caracterização da Área de Estudo
A área na qual o projeto foi realizado foi à cidade de Prainha no estado do Pará. Localizase entre as latitudes 0º58'49"S e 2º53'13"S e as longitudes 52º57'58"O e 54º15'55"O, estando a
uma altitude de 70 metros. Sua população estimada, segundo o IBGE, em 2004 era de 30.060
habitantes. Possui uma área total de 13.895,79 km². Limita-se ao norte com o Município de
Almeirim; ao sul, com os Municípios de Uruará e Medicilândia; a leste, com os municípios de
Porto de Moz e Almerim e a oeste, com o Município de Monte Alegre, e Santarém, como
mostra o mapa (Figura 1). O alimentador no qual o projeto piloto do SIGAUDIT foi realizado
é o PA – 01, segundo o cronograma repassado pela CELPA para a ENGESELT, é constituído
de 194 postes, todos na área urbana do município de Prainha – PA, contendo estruturas de
média e baixa tensão, transformadores, e vários outros equipamentos destinados a servir seus
usuários. Além do PA – 01, existem mais dois alimentadores, o PA – 02 com postes na zona
urbana e rural, e o PA – 03, com cerca de 99% dos postes na área rural, que suprem toda a
necessidade de energia elétrica do município.
Figura 1 – Mapa de Localização do Município de Prainha/PA.
1
Alimentador PA – 01 é a Parte de uma rede primária numa determinada área do Município de Prainha/PA que alimenta,
diretamente ou por intermédio de seus ramais, transformadores de distribuição da CELPA e/ou de consumidor.
4017
Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE
2.2 - Métodos
Este item tem como principal objetivo explicar o processo metodológico que foi utilizado
para se efetuar a criação e aplicação de um SIG como ferramenta de auxilio para auditoria em
cadastro de rede de distribuição elétrica, o SIGAUDIT, objetivando auxiliar a empresa
ENGESELT na correção de possíveis erros encontrados no cadastro.
A metodologia foi dividida da seguinte forma:
1. Caracterização do Problema;
2. Recursos Tecnológicos Utilizados;
3. Escolha dos softwares;
4. Coleta da base de dados;
5. Criação do Banco de Dados;
6. Comunicação entre os softwares da Solução Xtend Audit
7. Consultas ao Banco de Dados;
8. Criação de Shape a partir dos arquivos DBF;
9. Desenvolvimento da Aplicação SIG - SIGAUDIT.
2.3 - Materiais
Os seguintes recursos operacionais e computacionais foram utilizados:
• Notebook, Intel® Dual Core 1.76GHz, 2GB de RAM e HD de 120GB, com placa de
vídeo integrada de 128MB;
• Receptor GPS Portátil Trimble® das séries Juno™ HandHeld, modelo SB;
• Microsoft ActiveSync: Sincronizador do Receptor GPS com o Notebook;
• SQLITE2009 Pro: Utilizado como Sistema Gerenciador de Banco de Dados;
• Microsoft Office Excel 2003: Para a criação de tabelas no formato DBF;
• Solução Xtend Audit Mobile – Formado pelos Softwares Xtend Audit Mobile e Xtend
Audit Desktop;
• gvSIG – Software de SIG;
• Materiais de escritório.
A escolha dos softwares não foi uma tarefa fácil, pois as variedades de programas que
possuem as mesmas funções e as inúmeras versões podem virar um problema durante a
execução do trabalho, sem contar que alguns apresentam valores elevados. Diante disto o uso
de softwares livres e/ou gratuitos estáveis, para a realização do projeto foi tido como uma
alternativa, sempre que possível, visto que não existiriam custos em sua criação, apenas na
execução. A seguir o quadro 1 mostra os softwares utilizados com suas respectivas licenças e
versões:
Quadro 1 – Softwares – Licenças e Versões
SOFTWARE
LICENÇA
VERSÃO
Microsoft ActiveSync
Gratuito
4.5
SQLITE2009 Pro
Gratuito
3.6.23
Microsoft Office Excel
2003
Xtend Audit Mobile
ENGESELT
11.8324.8324 (SP3)
ENGESELT
3.2.0.14
Xtend Audit Desktop
ENGESELT
3.0.906.677
gvSIG
Software Livre
1.9
4018
Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE
Primeiramente tornou-se necessário existir uma comunicação entre o receptor GPS e o
Notebook, para isso utilizou-se o Microsoft ActiveSync que funciona como uma porta de
ligação entre eles, permitindo a comunicação e a transferência de dados.
Utilizou-se o software SQLITE2009 Pro que pode ser definido como uma biblioteca
desenvolvida em C, na qual pode ser integrada a programas escritos em diferentes linguagens
visando possibilitar a manipulação de dados através de instruções Struture Query Language
(SQL). Na prática, o SQLite funciona como uma espécie de “mini-SGBD”, capaz de criar um
arquivo em disco e ler e escrever diretamente sobre este arquivo. O arquivo criado possui a
extensão .db e possui a capacidade de manter diversas tabelas. É manipulado através de
comandos comuns a linguagem SQL, como por exemplo, CREATE TABLE, INSERT,
UPDATE, DELETE, SELECT, e etc. Em suma é uma biblioteca em C, simples, mas poderosa,
que implementa um banco de dados SQL embutido.
A empresa Almeida & Camata Tecnologia é desenvolvedora da Solução Xtend Audit que
compreende os softwares: Xtend Audit Mobile e o Xtend Audit Desktop (Figura 19). O
primeiro é embarcado no PDA da Trimble com receptor GPS e tem como principal função a
coleta de dados espaciais e cadastrais a respeito do levantamento.
O Xtend Audit Desktop funciona como gerenciador do programa embarcado. Tem como
objetivos: configurar o Audit Mobile do PDA em relação a quesitos de segurança e
informações base do levantamento; e armazenar, como um repositório central, os dados
levantados em campo com coordenadas do receptor GPS. Possui as mesmas características
técnicas do Xtend Audit Mobile, visto que eles trabalham em paralelo.
O software de SIG utilizado para criação do arquivo Shape, visualização e localização
geográfica foi o gvSIG 1. É considerado o SIG livre para desktop mais completo que existe na
atualidade e uma das suas grandes vantagens é que possui recursos similares aos sistemas
proprietários mais vendidos no mercado. O gvSIG possui o código fonte aberto, distribuição
gratuita e é desenvolvido pela Conselleria d'Infraestructures i Transports (CIT) da cidade de
Valência na Espanha, tendo como apoio a União Européia.
3. Resultados e Discussões
O SIGAUDIT teve como principal objetivo facilitar a verificação dos erros possíveis e
mais comuns, fornecendo informações para promover a localização de determinado item que
se queira auditar. Tendo como embasamento tal objetivo elaborou-se um conjunto de mapas,
baseado nos itens considerados como “erros graves”, com a intenção de demonstrar os
resultados e a eficiência dos SIG em auditoria de projetos elétricos.
O primeiro item reprovável é com relação aos atributos do poste que são tipo (Figura 2),
altura e esforço de poste, essas últimas informações estão contidas em pequenas placas ou em
baixo relevo no corpo do próprio poste.
Figura 2 – Tipos de Poste
Diante disto foram criados primeiramente mapas temáticos de acordo com o tipo, a altura
e o esforço dos postes (Figuras de 3 a 5).
4019
Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE
Todos os mapas temáticos criados nesse projeto dos postes do alimentador PA – 01 do
município de Prainha/PA contém informações a respeito da localização da subestação e de
códigos de equipamentos, como por exemplo, transformadores.
Figura 3 – Mapa Temático referente ao Tipo dos Postes
Figura 4 – Mapa Temático referente à Altura dos Postes
4020
Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE
Figura 5 – Mapa Temático referente ao Esforço dos Postes
No mapa temático intitulado Tipo de Poste foi notado à presença de dois postes do
Tipo Ornamental, e um do Tipo Ferro, e nos dois seguintes, Altura e Esforço, a existência de
muitos postes classificados como Ilegível e isso não é uma característica comum na rede, logo
se torna necessário a verificação em campo.
Posteriormente, seguindo os itens de reprovação do projeto, foram criados mapas
temáticos caracterizados pelos tipos das estruturas, primárias e secundárias, seu tipo de
isolador e seu material da cruzeta.
Logo a todos os postes que apresentaram irregularidades deve se dar uma atenção especial
e uma revisita em campo antes da entrega do produto final ao cliente, para que o serviço não
seja reprovado.
Mais uma utilidade dos softwares de SIG é a possibilidade de vincular arquivos externos,
como fotos, vídeos, em seus projetos. Com isso se cria mais uma possibilidade de auditar o
levantamento, porém sem necessitar a visita em campo, visto que se tem a foto do poste em
questão (Figura 6).
Figura 6 – Auditoria a partir de imagens
4021
Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE
4. Conclusões
O desenvolvimento deste projeto teve como intuito a criação de um SIG para auditoria em
cadastro da rede de distribuição elétrica. De acordo com a metodologia utilizada e os
resultados obtidos na execução dessa pesquisa, observou-se que:
a) O uso de SIG se mostrou uma escolha viável para analisar os dados de uma maneira
mais prática, possibilitando, por exemplo, uma alternativa para os desenhos em CAD;
b) A capacidade que os softwares de SIG possuem de vincular dados gráficos a dados
alfanuméricos é uma ótima ferramenta, pois tira toda a poluição existente nos arquivos de
CAD, a respeito das informações encontradas;
c) A interação do software SQLITE com comandos SQL vem a ser uma ótima opção para
a criação de banco de dados consistentes e estáveis;
d) A utilização do gvSIG como software de SIG, é considerada uma alternativa viável,
visto que é um software livre e que em nenhum momento ele deixou a desejar se comparado a
outros softwares de SIG proprietários;
e) A solução Xtend Audit correspondeu às expectativas necessárias para a execução dos
levantamentos e comunicação entre o campo e o escritório;
f) No software Xtend Audit Mobile a opção de inserir material da cruzeta e material do
isolador em estrutura secundária pode confundir o cadastrista, ocasionando o erro de
levantamento, visto que normalmente, esse tipo de estrutura não possui cruzeta e o isolador
geralmente é de roldana;
g) Existências de arranjos técnicos podem vir a se tornar um problema para a empresa
que realiza o cadastramento, pois características incomuns no levantamento podem causar
dúvidas e forçar a revisita em campo;
h) A ausência da topografia da área urbana do município algumas vezes pode vir a ser
um problema para localização dos postes, por exemplo, em cidades com porte maiores,
devido a imensidão de equipamentos (postes e chaves) encontrados no decorrer dos
alimentadores
i) A criação de mapas temáticos divididos pelos atributos encontrados nos postes
facilitou a realização da auditoria, visto que diminui consideravelmente a quantidade de
informações que aparecerão no desenho impresso;
j) O gvSIG foi escolhido devido a possibilidade de realização da auditoria totalmente em
meio digital, através da versão móvel do software, o gvSIG mobile.
Bibliografia
Barbosa, C. C. F. Álgebra de mapas e suas aplicações em Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento,
1997. 162p. Dissertação (Mestrado em Sensoriamento Remoto). Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São
José dos Campos. 1997
BRASIL, Agência Nacional de Energia Elétrica, Manual de Controle Patrimonial do Setor Elétrico –
MCPSE. Brasília: ANEEL, 2009
Burrough, P.A. 1986. Principles of geographical information systems. Oxford University Press, Oxford. 193p.
Câmara, G.; Casanova, M. A.; Hemerly, A. S.; Magalhães, G. C. M. Anatomia de um Sistema de Informação
Geográfica. UNICAMP/Instituto de Computação, Campinas, SP, 1996.
Câmara, G.; Medeiros, J. S.; Barbosa, C, C. F.; Camargo, E. C. G. Geoprocessamento para Projetos
Ambientais. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos, SP, 1998.
4022
Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE
Correa, G. C.; Pastro, A. L. Geoprocessamento Aplicado a Operação de Redes de Distribuição de Energia
Elétrica – Companhia de Eletricidade do Estado do Paraná. 2007. Disponível em:
<http://www.copel.com/pagcopel.nsf>. Acesso em: 13 de Outubro de 2011
Destri, A. R. Sistema de Informações Geográficas. Departamento de Engenharia Cartográfica do IME.
Druck, S.; Carvalho, M.S.; Câmara, G.; Monteiro, A.V.M. (EDS) Análise Espacial de Dados Geográficos.
Brasília, EMBRAPA, 2004 Disponível em: <http://www.dpi.inpe.br/gilberto/livro/analise/>. Acesso em 15 de
Abr. de 2011.
Lisboa Filho, J. Curso Estruturação e Modelagem de Banco de Dados. Departamento de Informática da
Universidade Federal de Viçosa, GIS Brasil 2001, Curitiba, PR, 2001.
Maguirre, D. J.; Goodchild, M. F. & Rhind, D. W., 1991. Geographical Information Systems: Principles and
Applications. London: Longman Scientific & Technical, 1991.
Rocha, C. H. B. Geoprocessamento: Tecnologia Transdisciplinar. Juiz de Fora, MG: 3a Edição do autor,
revisada e atual, 2007.
Rosa, R.; Brito, J.L.S. Introdução ao Geoprocessamento: Sistema de Informações Geográficas. Uberlândia,
1996, EDUFU, P 104
4023