Indukcja drzewa decyzyjnego do oceny strat ciśnienia na przewodach sieci wodociągowych

• Autorzy: Czapczuk A. , Dawidowicz J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2015.1.3

Warianty tytułu

EN

Induction of decision tree to assess the pressure losses on the pipes of water networks

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano proces indukcji drzewa decyzyjnego metodą C4.5 przeznaczonego do oceny strat ciśnienia na przewodach wodociągowych. Zamieszczono schemat uzyskanego drzewa decyzyjnego oraz wyniki funkcjonowania reguł drzewa w postaci macierzy błędów. Reguły decyzyjne wygenerowane za pomocą drzewa mogą być wykorzystywane w systemach komputerowych, będących połączeniem systemu ekspertowego oraz tradycyjnego programu do obliczeń hydraulicznych systemów dystrybucji wody.

EN

Problem discussed in this paper is the evaluation of the pressure losses in calculation sections, which indirectly relates to the selection of pipe diameters, lengths of lines and absolute roughness coefficient. Make sure that the pressure losses are not too high, resulting in a decline of the hydraulic grade line, often below the terrain or too low, due to oversizing pipe diameters. The paper presents the process of induction C4.5 decision tree method designed to assess the pressure losses on water pipes. A scheme of the decision tree obtained and the results of the operation of the rules of the trees in the form of a confusion matrix. Decision rules made in this paper can be used in computer systems, which is a combination of expert system and the traditional program for hydraulic calculations of water distribution systems.

Słowa kluczowe

PL

system dystrybucji wody; obliczenia hydrauliczne; system ekspertowy; wnioskowanie indukcyjne; drzewo decyzyjne; straty ciśnienia

EN

water distribution system; hydraulic calculations; expert system; inductive inference; decision tree; pressure losses

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 1
• Strony: 11--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz.

Twórcy

autor

Czapczuk A.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Środowiska, Zakład Zaopatrzenia w Wodę i Odprowadzania Ścieków

autor

Dawidowicz J.

• Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Katedra Systemów Inżynierii Środowiska, ul. Wiejska 45A 15-351 Białystok

Bibliografia

• [1] Biedugnis S., Metody informatyczne w wodociągach i kanalizacji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1998.
• [2] Knapik K., Dynamiczne modele w badaniach sieci wodociągowych, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2000.
• [3] Pipe2014 Water Utility Modeling, KyPipe, WEB: http://kypipe.com/.
• [4] Mulawka J.J., Systemy ekspertowe, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1996.
• [5] Cichosz P.: Systemy uczące się, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2000.
• [6] Sroczan E.M., Urbaniak A., Wykorzystanie metod sztucznej inteligencji w monitorowaniu, sterowaniu i eksploatacji systemów zaopatrzenia w wodę i ochrony wód, Materiały VI Międzynarodowej Konferencji „Zaopatrzenie w Wodę Miast i Wsi”, PZiTS, s. 695–704, Poznań 2004.
• [7] Dawidowicz J., Zastosowanie systemów ekspertowych i sztucznych sieci neuronowych w projektowaniu i eksploatacji systemów wodociągowych, XV Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Inżynieria środowiska w eksploatacji kompleksów wojskowych”, Wojskowa Akademia Techniczna, s. 111–124, Warszawa-Zakopane 2001 r.
• [8] Leon C., Martin S., Luque J., Vazques M., EXPLORE: expert system for water networks management, Proceedings IEEE of MELECON ‘98, 9th Mediterranean Electrotechnical Conference, vol. 1, pp. 197÷201.
• [9] Changa Ni-Bin, Pongsanonea N.P., Ernestb A., Comparisons between a rule-based expert system and optimization models for sensor deployment in a small drinking water network, Expert Systems with Applications, Volume 38, Issue 8, p. 10685–10695, 2011.
• [10] Kulshrestha S., Expert System for Management of Water Distribution Network (WDN), International Journal of Engineering Science and Technology, Vol. 2 (12), pp. 7401–7412, 2010.
• [11] Dawidowicz J., Metody sztucznej inteligencji w diagnostyce wysokości ciśnienia w węzłach oraz układów sieci wodociągowych w procesie obliczeń hydraulicznych, Rozdział w „Inteligentne systemy w inżynierii i ochronie środowiska”, PZiTS, s. 85–94, Poznań 2007.
• [12] Dawidowicz J., Przykłady oceny układu sieci wodociągowej przy użyciu drzewa decyzyjnego, Materiały XIV Krajowej Konferencji Komputerowe wspomaganie badań naukowych KOWBAN’2007, Wrocławskie Towarzystwo Naukowe, s. 99–104, Wrocław 2007
• [13] Dawidowicz J., System ekspertowy do oceny układu systemu dystrybucji wody sporządzony za pomocą wnioskowania indukcyjnego, Rocznik Ochrona Środowiska, Tom 14, s. 650–659, Koszalin 2012.
• [14] Bubnicki Z., Grzech A., Inżynieria wiedzy i systemy ekspertowe, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2000.
• [15] Białko M., Sztuczna inteligencja i elementy hybrydowych systemów ekspertowych, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2005.
• [16] Quinlan J.R., C 4.5 Program for Machine Learning, Morgan Kaufmann, San Mateo, CA, 1993.
• [17] Quinlan J.R., Improved use of continuous attributes in C4.5, Journal of Artificial Intelligence Research, 4: 77–90, 1996.
• [18] Michalik K., DeTreex 4.0 dla Windows 9x/NT/2000. Indukcyjny system pozyskiwania wiedzy. Podręcznik użytkownika, AITECH, Katowice 2003.
• [19] Siwoń Z., Hydraulic analysis of water distribution systems, Environment Protection Engineering, vol. 24, no 3–4, pp. 5–14, 1998.
• [20] Rossman L.A., EPANET 2 User’s manual, EPA/600/R-00/057, National Risk Management Research Laboratory, U.S. Environmental Protection Agency, Cincinnati, OH 2000.
• [21] Orłowski R., Modelowanie matematyczne przepływów ustalonych w systemach wodociągowych, Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 1997.
• [22] Knapik K., Bajer J., Wodociągi. Podręcznik dla studentów wyższych szkół technicznych, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2010.
• [23] Mielcarzewicz Wł., Obliczanie systemów zaopatrzenia w wodę, Wyd. II, Arkady, Warszawa 2000.
• [24] Grabarczyk Cz., Przepływy cieczy w przewodach. Metody obliczeniowe, Envirotech, Poznań 1997.
• [25] Czapczuk A., System ekspertowy do oceny przepływów i strat ciśnienia w układzie dystrybucji wody, dysertacja, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Warszawska, Warszawa 2013.