Metoda rozmieszczania urządzeń pomiarowych i wykonawczych do celu diagnozowania wycieków w sieciach wodociągowych

• Autorzy: Przystałka P. , Wyczółkowski R.

Warianty tytułu

EN

Sensor and actuator placement for leakage diagnosis in water distribution systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano metodę określania konfiguracji czujników przepływu oraz reduktorów ciśnienia, optymalnej ze względu na działanie systemu detekcji i lokalizacji wycieków pojawiających się w sieciach wodociągowych. Metoda optymalizacji w głównej mierze opiera się na algorytmie przeszukiwania systematycznego oraz algorytmie genetycznym. W obu przypadkach funkcję celu/przystosowania utworzono na bazie miar wrażliwościowych oraz z zastosowaniem ogólnej teorii optymalnego planowania eksperymentów. Przeprowadzone badania weryfikacyjne potwierdziły poprawność zaproponowanego rozwiązania oraz jego przydatność praktyczną.

EN

The paper deals with a method for configuring flow meter locations and reducing valve set-up points. These positions are optimal for acquiring information that is needed for fault detection and locating small leakage points in water distribution systems. The method is based on systematic search and genetic algorithms. For both approaches, the objective/fitness function was created with the use of sensitivity measures and optimal experimental design criterions. The verification of the delineated approach was conducted for a real-world water supply network. The achieved results confirmed the correctness of the proposed method.

Słowa kluczowe

PL

sieć wodociągowa; optymalizacja wielokryterialna; optymalne planowanie eksperymentów; przeszukiwanie systematyczne; algorytmy genetyczne

EN

urban water networks; multiobjective optimisation; optimal design of experiments; systematic search; genetic algorithms

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 2
• Strony: 141--151
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Przystałka P.

autor

Wyczółkowski R.

• Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn. Politechnika Śląska, Gliwice,

Bibliografia

• 1. Aral M., Guan J., Maslia M.: A multi-objective optimization algorithm for sensor placement in water distribution systems, World Environmental and Water Resources Congress 2008: Ahupua’a Proceedings of the World Environmental and Water Resources Congress 2008, pp. 1-11.
• 2. Blesa J., Puig V., Saludes J., Vento J.: Leak detection, isolation and estimation in pressurized water pipe networks using LPV models and zonotopes, The 8th IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems, 2010, pp. 36-41.
• 3. Censor Y.: Pareto optimality in multiobjective problems, Applied Mathematics and Optimization 4(1), 1977, 41-59.
• 4. Farley B., Mounce S., Boxall J.: Field testing of an optimal sensor placement methodology for event detection in an urban water distribution network, Urban Water Journal 7/6, 2010, 345-356.
• 5. Kalyanmoy D.: Multi-Objective Optimization using Evolutionary Algorithms, John Wiley and Sons, 2001
• 6. Korbicz J., Kościelny J.M., Kowalczuk Z., Cholewa W. (red.): Fault diagnosis. Models, artificial intelligence, applications, Springer Berlin/Heidelberg, 2004.
• 7. Krause A., Leskovec J., Guestrin C., Vanbriesen J., Faloutsos C.: Efficient sensor placement optimization for securing large water distribution networks, Journal of Water Resources Planning and Management 134/6, 2008, 516-526.
• 8. Moczulski W., Wyczółkowski R., Ciupke K., Tomasik P., Wachla D., Przystałka P., Wiglenda R.: Metodyka budowy systemu monitorowania wycieków w sieciach wodociągowych, Diagnostics of Processes and Systems, Zamość 2011.
• 9. Moczulski W., Wyczółkowski R., Ciupke K., Tomasik P., Wachla D., Przystałka P., Wiglenda R.: Metodyka budowy systemu monitorowania wycieków w sieciach wodociągowych - przykład zastosowania, Diagnostics of Processes and Systems, Zamość 2011.
• 10. Nicklow J., Reed P., Savic D., Dessalegne T., Harrell L., Chan-Hilton A., Karamouz M., Minsker B., Ostfeld A., Singh A., Zechman E.: State of the art for genetic algorithms and beyond in water resources planning and management, ournal of Water Resources Planning and Management 136/4, 2010, 412-432.
• 11. Preis A., Whittle A., Ostfield A.: Multi-objective sensor network placement model for integrated of hydraulic and water quality parameters, World City Water Forum, 2009.
• 12. Przystałka P., Wyczółkowski R.: Detekcja małych wycieków w sieciach wodociągowych z zastosowaniem metody modelowania niepewności, Diagnostics of Processes and Systems, Zamość 2011.
• 13. Puust R., Kapelan Z., Savic D., Koppel T.: A review of methods for leakage management in pipe networks, Urban Water Journal 7/1, 2010, 25-45.
• 14. Shastri Y., Diwekar U.: Sensor placement in water networks: A stochastic programming approach, Journal of Water Resources Planning and Ma-nagement 132/3, 2006, 192-203.
• 15. Sivanandam S., Deepa S.: Introduction to Genetic Algorithms, Springer, 2007.
• 16. Sławik D.: Metody badania wrażliwości cech sygnałów diagnostycznych, Zeszyty Katedry Podstaw Konstrukcji Maszyn, z. 126, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2005.
• 17. Uciński D.: Optimal Measurement Methods for Distributed Parameter System Identification, CRC PRESS, 2005.
• 18. Wachla D.: Metoda lokalizacji małych wycieków w sieciach wodociągowych, Diagnostyka Procesów i Systemów, Zamość 2011.
• 19. Wu Z., Walski T.: Multi-objective optimization of sensor placement in water distribution systems, Water Distribution Systems Analysis Symposium 2006, pp. 1-11.