تشخیص نشت شبکه‌های توزیع آب با تلفیق باقیمانده‌های هیدرولیکی و ویژگی‌های حسگری: مطالعه شبیه‌سازی شبکه Net3

کد مقاله : 1227-IWWA (R1)

نویسندگان

علی مردانی گرمدره *1، مریم خلیلی گشنیگانی2 1دانشجو 2هییت علمی

چکیده مقاله

تشخیص نشت در شبکه‌های توزیع آب به‌دلیل شباهت پاسخ هیدرولیکی نشت با افزایش تقاضا و خطاهای حسگر، مستعد هشدار کاذب است. در این پژوهش، یک روش تلفیقی و قابل‌تفسیر برای تفکیک نشت در مرحله پس از آشکارسازی اولیه ناهنجاری ارائه شد. شبکه معیار Net3 در محیط WNTR و با مدل تقاضای وابسته به فشار شبیه‌سازی شد و ۱۲ گره برای پایش فشار انتخاب شدند. در مجموع ۷۲ سناریوی مصنوعی شامل ۳۶ نشت، ۹ حالت عادی، ۱۲ افزایش تقاضا و ۱۵ خرابی حسگر تولید شد. مدل پیشنهادی چهار ویژگی شامل بیشترین افت فشار، بیشترین قدرمطلق باقیمانده، سهم حسگرهای متأثر و سهم حسگرهای دارای افت هم‌جهت را با رگرسیون لجستیک تلفیق کرد. برای کاهش وابستگی نتایج به یک تقسیم تصادفی، ارزیابی با ۱۰۰ تقسیم تکراری 70/30 در سطح سناریو و با طبقه‌بندی برحسب چهار نوع رخداد انجام شد. میانگین صحت، دقت، فراخوانی، امتیاز F1 و نرخ هشدار کاذب روش پیشنهادی به‌ترتیب 74/0، 87/2، 58/4، 0/681 و 10/3 درصد بود. امتیاز F1 برای روش آستانه فشار و قاعده باقیمانده به‌ترتیب 0/526 و 0/257 به دست آمد و نرخ هشدار کاذب روش آستانه فشار 24/5 درصد بود. نتایج نشان می‌دهد تلفیق چند ویژگی هیدرولیکی می‌تواند تعادل بهتری میان کشف نشت و کنترل هشدار کاذب ایجاد کند؛ بااین‌حال، عملکرد برای نشت‌های کوچک همچنان چالش‌برانگیز است. در همین راستا، چارچوب تلفیقی حاضر به‌عنوان گام پایه‌ای از ایده توسعه یک نرم‌افزار پایتون متصل به EPANET/WNTR جهت تولید خودکار سناریوها، استخراج ویژگی و نمایش موقعیت نشت روی نقشه شبکه ارزیابی شده است.

کلیدواژه ها

شبکه توزیع آب، تشخیص نشت، باقیمانده هیدرولیکی،WNTR ، رگرسیون لجستیک، پایش فشار

وضعیت: پذیرفته شده برای ارسال فایل های ارائه پوستر