Bayesian inference in the analysis of the failure risk of the water supply network

• Autorzy: Tchórzewska-Cieślak Barbara , Rak Janusz R. , Szpak Dawid

Identyfikatory

DOI

10.2478/jok-2019-0066

Warianty tytułu

PL

Wnioskowanie bayesowskie w analizach awaryjności sieci wodociągowej

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

One of the basic subsystems of the collective water supply system is the water distribution subsystem which has a direct impact on the reliability and safety of water supply to consumers. Failures of water pipes may cause water losses (leaks), interruptions in the water supply to consumers and can be the cause of secondary water pollution in the water supply network. It was proposed to use Bayesian inference to locate failures on the water supply network and to determine a posteriori probability of water network failure. It was found that the conditional probability of distribution water supply network failure is definitely higher than the conditional probability of home connections failure. The research results should be used by the water supply company during the development of an operational strategy for the renovation and modernization of the water supply network.

PL

Jednym z podstawowych podsystemów systemu zbiorowego zaopatrzenia w wodę jest podsystem dystrybucji wody, który ma bezpośredni wpływ na niezawodność i bezpieczeństwo dostawy wody do odbiorców. Awarie przewodów wodociągowych mogą powodować zarówno straty wody (wycieki), przerwy w jej dostawie do konsumentów oraz mogą być przyczyną wtórnego zanieczyszczenia wody w sieci wodociągowej. W pracy zaproponowano wykorzystanie wnioskowania bayesowskiego do lokalizacji awarii na sieci wodociągowej oraz do wyznaczenia prawdopodobieństwa „a posteriori” uszkodzenia danego rodzaju sieci. Stwierdzono, że prawdopodobieństwo warunkowe uszkodzenia przewodów rozdzielczych jest zdecydowanie wyższe niż prawdopodobieństwo warunkowe uszkodzenia podłączeń domowych. Wyniki badań powinny zostać wykorzystane przez przedsiębiorstwo wodociągowe podczas opracowywania strategii eksploatacyjnej dotyczącej renowacji oraz modernizacji sieci wodociągowej.

Słowa kluczowe

EN

water supply network; failure; Bayes theorem

PL

sieć wodociągowa; awaryjność; twierdzenie Bayesa

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONBiN
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 49, iss. 3
• Strony: 433--450
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Tchórzewska-Cieślak Barbara

• Rzeszow Uniwersity of Technology (Politechnika Rzeszowska)

autor

Rak Janusz R.

• Rzeszow Uniwersity of Technology (Politechnika Rzeszowska)

autor

Szpak Dawid

• Rzeszow Uniwersity of Technology (Politechnika Rzeszowska)

Bibliografia

• 1. Bhattacharya S. K., Singh N. K.: Bayesian Reliability Analysis for the MED. Microelectronics and Reliability, vol. 34, iss. 10, 1994.
• 2. Brandowski A.: Bezpieczeństwo obiektu technicznego – pojęcia. Mat. XXXIV Zimowej Szkoły Niezawodności PAN „Niekonwencjonalne metody oceny trwałości i niezawodności”, Wydawnictwo Wydziału Transportu Politechniki Warszawskiej, Szczyrk 2006.
• 3. Cole P. V. Z.: A Bayesian Reliability Assessment of Complex Systems for Binomial Sampling. IEEE Transactions on Reliability, vol. 24, 1975.
• 4. Grabski F., Jaźwiński J.: Identyfikacja stanu obiektu technicznego w oparciu o klasyfikację bayesowską. Mat. VII Konferencji Naukowej „Bezpieczeństwo systemów”, Kościelisko’98. Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych, Warszawa 1998.
• 5. Kwietniewski M.: Reliability modeling of Water Distribution System for Operation and Maintenance Needs. Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics, Monografie Instytutu Budownictwa Wodnego PAN, 51(1), 2004.
• 6. Kwietniewski M., Rak J.: Niezawodność infrastruktury wodociągowej i kanalizacyjnej w Polsce. Stan badań i możliwości jej poprawy. PAN, Warszawa 2010.
• 7. Młyńczak M.: Risk assessment of the road transportation concerning dangerous goods. Safety, Reliability and Risk Analysis: Beyond the Horizon: Proceedings of the European Safety and Reliability Conference, ESREL 2013, Amsterdam 2014.
• 8. Pochwat K., Słyś D., Kordana S.: The temporal variability of a rainfall synthetic hyetograph for the dimensioning of stormwater retention tanks in small urban catchments. Journal of Hydrology, vol. 549, 2017.
• 9. Rak J.: Podstawy bezpieczeństwa systemów zaopatrzenia w wodę. Wydawnictwo PAN - Komitet Inżynierii Środowiska, t. 28, Lublin 2005.
• 10. Rak J., Tchórzewska-Cieślak B.: Metody analizy i oceny ryzyka w systemie zaopatrzenia w wodę. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2005.
• 11. Szpak D.: Metoda analizy przyczynowo-skutkowej i oceny zdarzeń niepożądanych w systemie zbiorowego zaopatrzenia w wodę. Rozprawa doktorska. Promotor B. Tchórzewska-Cieślak, Rzeszów 2018.
• 12. Szpak D., Tchórzewska-Cieślak B.: Modelling of failure rate of water supply network using the Bayes theorem. E3S Web of Conferences 44, 00175 (2018), 2018.
• 13. Tchórzewska-Cieślak B.: Metody analizy i oceny ryzyka awarii podsystemu dystrybucji wody. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2011.
• 14. Tchórzewska-Cieślak B., Boryczko K.: Analysis of undesirable events scenarios in water supply system by means of fault tree method. Journal of KONBiN, 2-3 (14, 15), 2010.
• 15. Tchórzewska-Cieślak B., Piegdoń I.: Metoda identyfikacji ryzyka awarii sieci wodociągowych. Journal of KONBiN, z.1 (37), 2016, DOI 10.1515/jok-2016-0004.
• 16. Tchórzewska-Cieślak B., Rak J.: Możliwość wykorzystania sieci Bayesa w analizie ryzyka podsystemu dystrybucji wody. Sigma-NOT, GWiTS, z. 1, 2007.
• 17. Tchórzewska-Cieślak B., Włoch A.: Method for risk assessment in water supply systems. Międzynarodowe sympozjum probabilistyczne, Berlin 2006.
• 18. Zamorska J.: Biological Stability of Water after the Biofiltration Process. Journal Of Ecological Engineering, 19(5), 2018.