Wiadomości bez granic
Davidson J.W., Bouchart F.J.-C.: Stymulacja zapotrzebowania w węzłach ograniczonych modeli czasu rzeczywistego w sieci dystrybucji wody SCADA
W artykule opisano dwie techniki pozwalające na dostosowanie zakładanego zapotrzebowania w modelach hydraulicznych sieci dystrybucji wody do rozbiorów notowanych przez systemy nadzorowania i monitorowania procesów (SCADA). Obie techniki zakładają, że opory rur oraz dane z systemu SCADA są znane oraz że z połączeniami danych SCADA oraz przewidywanego zapotrzebowania wiążą się wyraźnie zdefiniowane problemy. Zapotrzebowanie w węzłach jest uważane za zmienną stochastyczną, która ulega zmianom o określoną wartość średnią. By wypracować rozwiązanie, które spełni wszystkie wymagania narzucane przez dane SCADA, stosuje się metodę ważonych najmniejszych kwadratów. Opisywano dwie metody, które z założenia mogą być wykorzystywane do modelowania w czasie rzeczywistym, jednak są ograniczone do quasi-stałego przepływu.
William R., Samuels B., Amstutz D.E., Bahadur R., Pickus J.M.: RiverSpill – Narodowy system dla ochrony wody pitnej
RiverSpill jest pakietem oprogramowania opartym na systemie informacji geograficznej, który potrafi obliczyć czas przemieszczania się i stężenie zanieczyszczeń w strumieniach i rzekach. Oprogramowanie RiverSpill jest narzędziem, którego zadaniem jest wsparcie w sytuacjach reakcji, planowania i szkolenia w kwestiach ochrony krajowej wody pitnej przed celowym atakiem (bezpieczeństwo wewnętrzne). RiverSpill wykorzystuje dane dotyczące przepływu w czasie rzeczywistym w hydrologicznie powiązanej sieci cieków oraz dane dotyczące lokalizacji i populacji obsługiwanej przez każde publiczne ujęcie powierzchniowej wody pitnej. Można również przeprowadzić symulację zanieczyszczania wody, wynikającego z sytuacji przypadkowych, takich jak przecieki z infrastruktury transportowej (autostrady, koleje i rurociągi), oczyszczalni ścieków i z magazynów materiałów niebezpiecznych. RiverSpill zawiera obszerną i wyczerpującą bazę danych dotyczącą niebezpiecznych substancji oraz ich właściwości chemicznych i biologicznych. Wycieki można symulować zarówno jako wydarzenie nagłe, jak i trwające w czasie. Krzywe wyznaczające czas przemieszczania się oraz koncentracji, opracowane przez program RiverSpill, były porównywane z krzywymi wyznaczonymi na kilku rzekach i strumieniach za pomocą barwnika. Pomiary barwnika zostały wykorzystane do oceny i kalibracji programu RiverSpill do konkretnych rzek.
Hossein M.V. Samani, Alireza Mottaghi: Optymalizacja systemów dystrybucji wody poprzez wykorzystanie całkowitoliczbowego programowania liniowego
W artykule przedstawiono optymalny projekt systemu komunalnej sieci dystrybucji wody dla zadanych rozbiorów stałego obciążenia, który jest określany na podstawie algorytmu “branch and bund” z programowania liniowego. Analizy hydrauliczna i optymalizacyjna są połączone poprzez procedurę iteracyjną. Procedura ta pozwala nam na zaprojektowanie takiego systemu dystrybucji wody, który spełniałby wszystkie wymogi przy minimalnych kosztach całkowitych. Niedoskonałość funkcji cech dotyczy rozmiarów rur, które ograniczone są do dostępnych na rynku poziomów wody w zbiornikach, prędkości przepływu w rurach i ciśnień w węzłach. Dokładność opracowanego modelu została oceniona na przykładzie sieci z ograniczoną liczbą rozwiązań, a optymalny wariant może zostać ustalony bez zastosowania technik optymalizacyjnych. Proponowany model może również znaleźć zastosowanie w sieciach opracowanych przez innych. Porównanie wyników pokazuje, że zarówno dokładność jak i konwergencja wyników otrzymanych przy pomocy proponowanej metody jest zupełnie zadowalająca.
Wah Khim Ang, Paul W. Jowitt: Rozwiązania dla systemów dostarczania wody w warunkach niewystarczającego ciśnienia
W ostatnich latach wielu naukowców i badaczy analizowało warunki w przypadku niewystarczającego ciśnienia. Zdolności dostawcze sieci zmieniają się wtedy w zależności od lokalizacji miejsca poboru wody. W pracy przedstawiono najnowsze algorytmy pozwalające znaleźć rozwiązania zadań obliczeń hydraulicznych dla sieci dostarczającej wodę w warunkach występowania niewystarczającego ciśnienia. Algorytm ten został nazwany algorytmem dla sieci o niewystarczającym ciśnieniu (ang. pressure-deficient network algorithm – PDNA). Proponowany model progresywnie wprowadza do sieci cały zestaw sztucznych zbiorników. PDNA jest prezentowany w postaci pozwalającej na wykorzystanie go przy opracowaniu programu komputerowego. W celu wyznaczenia przepływów w przewodach sieci pierścieniowych zaleca się stosować PDNA z oprogramowaniem do obliczania sieci hydraulicznych (ang. hydraulic network solver), gdyż obliczenia manualne są zbyt czasochłonne. Przy wykorzystaniu programu EPANET2 do hydraulicznych obliczeń sieci stosuje się PDNA zarówno do sieci o jednym, jak i o wielu źródłach. Wyniki pokazują, że zachowanie systemów dystrybucji wody w warunkach niewystarczającego ciśnienia jest trudne do modelowania.
Opracowała: redakcja
W artykule opisano dwie techniki pozwalające na dostosowanie zakładanego zapotrzebowania w modelach hydraulicznych sieci dystrybucji wody do rozbiorów notowanych przez systemy nadzorowania i monitorowania procesów (SCADA). Obie techniki zakładają, że opory rur oraz dane z systemu SCADA są znane oraz że z połączeniami danych SCADA oraz przewidywanego zapotrzebowania wiążą się wyraźnie zdefiniowane problemy. Zapotrzebowanie w węzłach jest uważane za zmienną stochastyczną, która ulega zmianom o określoną wartość średnią. By wypracować rozwiązanie, które spełni wszystkie wymagania narzucane przez dane SCADA, stosuje się metodę ważonych najmniejszych kwadratów. Opisywano dwie metody, które z założenia mogą być wykorzystywane do modelowania w czasie rzeczywistym, jednak są ograniczone do quasi-stałego przepływu.
“Journal of Hydraulic Engineering” vol. 132, no. 1, styczeń 2006
 Amerykańskie stowarzyszenie ASCE jest wydawcą magazynów naukowo-technicznych, takich jak “Journal of Hydraulic Engineering”, “Journal of Water Resources Planning and Management”, “Journal of Environmental Engineering”.
Aby przybliżyć istotne dla branży problemy naukowe, będące przedmiotem artykułów publikowanych na łamach pism ASCE, od wydania 4/2006 prezentujemy ich streszczenia. Opracowania pochodzą z internetowej bazy danych www.pubs.asce.org/cedbsrch.html, gdzie można także uzyskać informacje na temat dostępu do artykułów. |
William R., Samuels B., Amstutz D.E., Bahadur R., Pickus J.M.: RiverSpill – Narodowy system dla ochrony wody pitnej
RiverSpill jest pakietem oprogramowania opartym na systemie informacji geograficznej, który potrafi obliczyć czas przemieszczania się i stężenie zanieczyszczeń w strumieniach i rzekach. Oprogramowanie RiverSpill jest narzędziem, którego zadaniem jest wsparcie w sytuacjach reakcji, planowania i szkolenia w kwestiach ochrony krajowej wody pitnej przed celowym atakiem (bezpieczeństwo wewnętrzne). RiverSpill wykorzystuje dane dotyczące przepływu w czasie rzeczywistym w hydrologicznie powiązanej sieci cieków oraz dane dotyczące lokalizacji i populacji obsługiwanej przez każde publiczne ujęcie powierzchniowej wody pitnej. Można również przeprowadzić symulację zanieczyszczania wody, wynikającego z sytuacji przypadkowych, takich jak przecieki z infrastruktury transportowej (autostrady, koleje i rurociągi), oczyszczalni ścieków i z magazynów materiałów niebezpiecznych. RiverSpill zawiera obszerną i wyczerpującą bazę danych dotyczącą niebezpiecznych substancji oraz ich właściwości chemicznych i biologicznych. Wycieki można symulować zarówno jako wydarzenie nagłe, jak i trwające w czasie. Krzywe wyznaczające czas przemieszczania się oraz koncentracji, opracowane przez program RiverSpill, były porównywane z krzywymi wyznaczonymi na kilku rzekach i strumieniach za pomocą barwnika. Pomiary barwnika zostały wykorzystane do oceny i kalibracji programu RiverSpill do konkretnych rzek.
“Journal of Hydraulic Engineering” vol. 132, no. 4, kwiecień 2006
Hossein M.V. Samani, Alireza Mottaghi: Optymalizacja systemów dystrybucji wody poprzez wykorzystanie całkowitoliczbowego programowania liniowego
W artykule przedstawiono optymalny projekt systemu komunalnej sieci dystrybucji wody dla zadanych rozbiorów stałego obciążenia, który jest określany na podstawie algorytmu “branch and bund” z programowania liniowego. Analizy hydrauliczna i optymalizacyjna są połączone poprzez procedurę iteracyjną. Procedura ta pozwala nam na zaprojektowanie takiego systemu dystrybucji wody, który spełniałby wszystkie wymogi przy minimalnych kosztach całkowitych. Niedoskonałość funkcji cech dotyczy rozmiarów rur, które ograniczone są do dostępnych na rynku poziomów wody w zbiornikach, prędkości przepływu w rurach i ciśnień w węzłach. Dokładność opracowanego modelu została oceniona na przykładzie sieci z ograniczoną liczbą rozwiązań, a optymalny wariant może zostać ustalony bez zastosowania technik optymalizacyjnych. Proponowany model może również znaleźć zastosowanie w sieciach opracowanych przez innych. Porównanie wyników pokazuje, że zarówno dokładność jak i konwergencja wyników otrzymanych przy pomocy proponowanej metody jest zupełnie zadowalająca.
“Journal of Hydraulic Engineering” vol. 132, no. 5, maj 2006
Wah Khim Ang, Paul W. Jowitt: Rozwiązania dla systemów dostarczania wody w warunkach niewystarczającego ciśnienia
W ostatnich latach wielu naukowców i badaczy analizowało warunki w przypadku niewystarczającego ciśnienia. Zdolności dostawcze sieci zmieniają się wtedy w zależności od lokalizacji miejsca poboru wody. W pracy przedstawiono najnowsze algorytmy pozwalające znaleźć rozwiązania zadań obliczeń hydraulicznych dla sieci dostarczającej wodę w warunkach występowania niewystarczającego ciśnienia. Algorytm ten został nazwany algorytmem dla sieci o niewystarczającym ciśnieniu (ang. pressure-deficient network algorithm – PDNA). Proponowany model progresywnie wprowadza do sieci cały zestaw sztucznych zbiorników. PDNA jest prezentowany w postaci pozwalającej na wykorzystanie go przy opracowaniu programu komputerowego. W celu wyznaczenia przepływów w przewodach sieci pierścieniowych zaleca się stosować PDNA z oprogramowaniem do obliczania sieci hydraulicznych (ang. hydraulic network solver), gdyż obliczenia manualne są zbyt czasochłonne. Przy wykorzystaniu programu EPANET2 do hydraulicznych obliczeń sieci stosuje się PDNA zarówno do sieci o jednym, jak i o wielu źródłach. Wyniki pokazują, że zachowanie systemów dystrybucji wody w warunkach niewystarczającego ciśnienia jest trudne do modelowania.
„Journal of Water Resources Planning and Management” vol. 132, no. 3, maj/czerwiec 2006
Opracowała: redakcja
