Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do oceny stanu technicznego sieci wodociągowej

• Autorzy: Kamiński K. , Kamiński W. , Mizerski T.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2016.10(1)072

Warianty tytułu

EN

Application of artificial neural networks to the assessment of technical condition of water supply systems

• Konferencja: ECOpole’16 Conference (5-8.10.2016, Zakopane, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaprezentowano metodę typowania wodociągów wymagających przeprowadzenia remontu wykorzystującą sztuczne sieci neuronowe (SSN). W badaniach zastosowano dane zawierające informacje z ostatnich 21 lat o parametrach technicznych i wskaźnikach awaryjności ponad 200 odcinków wodociągów, zarówno tych, które poddane zostały remontom w tym okresie, jak i o wodociągach nieremontowanych. Odpowiednio przygotowany zbiór danych wejściowych został wykorzystany do trenowania sieci neuronowej w postaci perceptronu wielowarstwowego. Przedstawiono analizę działania wytrenowanej sieci neuronowej, porównując jej odpowiedzi z podjętymi w przeszłości decyzjami ekspertów o remontach wodociągów. Pomimo dobrej zgodności przewidywań SSN i opinii ekspertów, w większości przypadków stwierdzono około 15% sprzecznych decyzji. Zaproponowana metoda umożliwia stworzenie systemu eksperckiego, którego wdrożenie może poprawić wykorzystanie zasobów finansowych przedsiębiorstwa, przeznaczanych na utrzymanie niezawodnej infrastruktury wodnej.

EN

The paper explains a method for discerning the parts of a water supply system in need of renovation, based on Artificial Neural Networks (ANNs). The study uses data, collected over the last twenty-one years, containing information on condition assessment and failure indicators concerning more than two hundred sections of both renovated and nonrenovated pipelines. During the study, an appropriately prepared data set was used for training a neural network in the form of a multilayer perceptron. Further comparison of the predictions obtained using the trained ANN with the decisions made by human experts showed satisfactory consistency; however, it should be noted that for 15% of all cases from the database discrepancies were recorded. The proposed method enables creating an expert system, which implemented by a water supply company can improve its cost management and ensure failure-free operation of its water distribution system.

Słowa kluczowe

PL

sieci wodociągowe; prognoza remontów wodociągów; perceptron wielowarstwowy

EN

water supply system; predicting pipeline renovation; multilayer perceptron

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 10, No. 2
• Strony: 661--666
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Kamiński K.

• Katedra Termodynamiki Procesowej, Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 213, 90-924 Łódź, tel. [phone]

autor

Kamiński W.

• Katedra Termodynamiki Procesowej, Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 213, 90-924 Łódź, tel. [phone]

autor

Mizerski T.

• Zakład Wodociągów i Kanalizacji Sp. z o.o., ul. Wierzbowa 52, 90-133 Łódź

Bibliografia

• [1] Knapik K, Bajer J. Wodociągi. Kraków: Wyd Politechniki Krakowskiej; 2011.
• [2] Osuch-Pajdzińska E, Roman M. Sieci i obiekty wodociągowe. Warszawa: Ofic Wyd Politechniki Warszawskiej; 2015.
• [3] Hotloś H. Ilościowa ocena wpływu wybranych czynników na parametry i koszty eksploatacyjne sieci wodociągowych. Wrocław: Ofic Wyd Politechniki Wrocławskiej; 2007. http://www.dbc.wroc.pl/Content/4273/Hotlos.pdf.
• [4] Kamiński W, Strumiłło P, Tomczak E. Zastosowanie sztucznej inteligencji w rozwiązywaniu wybranych problemów ochrony. Łódź: PAN Odział w Łodzi; 2005.
• [5] Osowski S. Sieci neuronowe w ujęciu algorytmicznym. Warszawa: WNT; 1996.
• [6] Kwietniewski M, Rak J. Niezawodność infrastruktury wodociągowej i kanalizacyjnej w Polsce. Warszawa: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN; 2010.