بهینه‌سازی موقعیت‌های فشارسنجی در شبکۀ‌توزیع آب به‌منظور به‌کارگیری در کالیبراسیون با اعمال نشت های گره ای فرضی

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه فردوسی مشهد

2 ایرانی

چکیده

مکان‌یابی طرح نمونه‌گیری بدون شک یکی از مهم‌ترین موضوعات در اقتصاد پایش‌شبکه‌های توزیع آب می‌باشد. هدف از ارائۀ روش مکان‌یابی طرح نمونه گیری در مقالۀ حاضر، ارائۀ روشی کاربردی برای یافتن بهترین نقاط برای فشارسنجی و هم‌چنین مشخص نمودن تعداد بهینۀ فشارسنج‌ها در شبکه می‌باشد. این روش بر پایۀ ایجاد نشت فرضی و یافتن این نشت توسط نقاط مختلف فشارسنجی با کمک دو حلقه بهینه‌یابی مجزا به‌روش کلونی مورچه‌ها می‌باشد. این روش در مطالعۀ موردی شبکه معروف به انیتون (Anytown) اعمال گردید و به مقایسه نتایج با پژوهشهای قبلی پرداخته شد که در نهایت جواب های قابل قبولی به‌دست آمد. با کمک این روش قبل از عملیات فشارسنجی و نصب فشارسنج‌ها، می‌‌توان با انجام چند تحلیل بر روی مدل هیدرولیکی شبکه به راحتی نقاط مناسب و هم‌چنین تعداد بهینه فشارسنج‌ها را به‌دست آورد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Calibration of a WDN using Optimization Techniques in Localization of Pressure Measurements by Applying Artificial Nodal Leaks

نویسندگان [English]

  • Ali Nasirian 1
  • mohamad faghformaghrebi 2
چکیده [English]

Undoubtedly, sampling design is an important issue in monitoring of a Water Distribution Network (WDN). The aim of the current paper which focuses on the localization of samplings, is to present a practical method for optimization of the position and number of the pressure measurements. This method works based on the assumption of some leakages in a network and searching for them by nodal pressure readings with the aid of two optimization loops using Ant Colony Optimization technique. The method is applied to the anytown network and the obtained results are compared with the previous works. The results are in good agreement with each other. Prior to field works of the installation of the pressure gages on the network, by analyzing the hydraulic model of the network, one can easily propose the best as well as the least nodes of the pressure measurements.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sampling design
  • Pressure measurement
  • Optimization
  • WDN

مراجع

1. Shamir, U., and Howard, C. D. D. “Water Distribution Systems Analysis.” J. Hydraul. Div., Am. Soc. Civ. Eng., 94(1), 219–234, (1968).
2. Walski, T. M., “Technique for Calibrating Network Models.” Journal of Water Resources Planning and Management., 109(4), pp. 360–372, (1983).
3. Kapelan, Z. S., Savic, D. A. and Walters, G. A. “Multiobjective Sampling Design for Water Distribution Model Calibration.” Journal of Water Resources Planning and Management, ASCE, 129(6), pp. 466-479, (2003).
4. Kapelan, Z. S. and Savic, D. A.“Optimal Sampling Design Methodologies for Water Distribution Model Calibration.” Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 131(3), pp. 190-200, (2005).
5. Behzadian, K., Kapelan, Z., Savic, D. and Ardeshir, A. “Stochastic Sampling Design Using a Multi-objective Genetic Algorithm and Adaptive Neural Networks.” Environmental Modeling & Software, Vol. 24, pp. 530–541, (2009).
6. Isovitsch, S. L. and VanBriesen, J. M., “Sensor Placement and Optimization Criteria Dependencies in a Water Distribution System.” Journal of Water Resources Planning and Management, ASCE, 134:(2), pp. 186-196, (2008).
7. Wu, Z. Y. and Sage, P., “Water Loss Detection Via Genetic Algorithm Optimization–Based Model Calibration.” ASCE 8th Annual International Symposium on Water Distribution System Analysis, Cincinnati, Ohio, (2006).
8. Karris, S. T., “ Numerical Analysis Using MATLAB and Excel.” Third Edition, Orchard Publications, (2007).
9. Rossman L. A., “EPANET.2 Users Manual.” Water Supply and Water Resources Division National Risk Management Research Laboratory Cincinnati, OH 45268, (2000).
10. Ostfeld. A., and Tubaltzev, A., “Ant Colony Optimization for Least-Cost Design and Operation of Pumping Water Distribution Systems.” Journal of Water Resources Planning and Management, Vol. 134, No. 2, pp. 107-118, (2008).
11. Maier, H. R., Simpson, A. R., Zecchin, A. C., Foong, W. K., Phang, K. Y., Seah, H. Y. and Tan, C. L., “Ant Colony Optimization for Design of Water Distribution Systems.” Journal of Water Resources Planning and Management, Vol. 129, No. 3, pp.200-209, (2003).
12. Cheung, P. B., Abe, N. and Propato, M., “Night Flow Analysis and Modeling for Leakage Estimation in a Water Distribution System.” Integrating Water Systems –Maksimovi´c, Taylor & Francis Group, pp. 509-513, (2010).
13. Kang, D. S., and Lansey, K. “Real-time State Estimation and Confidence Limit Analysis for Water Distribution Systems.” J. Hydraul. Eng., 135(10), 825–837, (2009).
14. Kapelan, Z., Savic, D.A., Walters and G.A., “Multiobjective Design of Water Distribution Systems under Uncertainty”, Water Resources Research 41 (11), W11407, doi:10.1029/2004WR003787, )2005(.
ارسال نظر در مورد این مقاله
CAPTCHA Image

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار