Rozważania o wybranych metodach wyznaczania niezawodności systemu kanalizacji grawitacyjnej

• Autorzy: Iwanejko R. , Bajer J.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2015.8

Warianty tytułu

EN

Discussion on the reliability of a gravity sewer system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Systemy kanalizacyjne są ważnymi obiektami infrastruktury miejskiej. Obecnie są przebudowywane i rozbudowywane, nadal jednak zawierają dużo obiektów bardzo wyeksploatowanych, co rzutuje na ich stan techniczny i niezawodność. Badania eksploatacyjne systemów kanalizacyjnych i metod szacowania ich niezawodności były dotychczas prowadzone w różnych ośrodkach naukowych w dość szerokim zakresie, jednak wobec potrzeby ciągłego ich doskonalenia i rozwijania powinny być nadal kontynuowane. Jedną z podstawowych miar dobrze charakteryzujących niezawodność kanalizacji jest uogólniony wskaźnik niezawodności Ku oparty na średniej ilości nieodprowadzonych ścieków EN. Wartość miary EN wyznacza się za pomocą metod przeglądu stanów pracy systemu. Jeśli uwzględnia się wszystkie możliwe stany elementarne systemu, to ogromnym nakładem pracy uzyskuje się wynik dokładny. Jeśli ogranicza się liczbę stanów, to uzyskuje się wynik obarczony błędem. W praktyce błąd metody jest nieznany. Inną możliwością jest wyznaczanie tych miar za pomocą symulacyjnej metody Monte-Carlo. Uzyskane z symulacji wyniki na mocy prawa wielkich liczb pozwalają na wyznaczenie punktowych i przedziałowych estymatorów szacowanych miar. W pracy przedstawiono podstawy matematyczne metody Monte-Carlo i metod przeglądu oraz zaprezentowano ich zastosowanie do wyznaczania EN i Ku dla prostej sieci kanalizacji grawitacyjnej. W pracy przeanalizowano praktyczne aspekty stosowania wymienionych metod szacowania tych miar połączone z oceną ich dokładności i pracochłonności. Przeprowadzone analizy będą przydatne w poszukiwaniu nowej metody: dokładnej, prostej i szybkiej.

EN

Sewer systems are important components of city infrastructure. They are now substantially rebuilt and expanded, but still their structure contains a lot of timeworn facilities. It affects their technical conditions and reliability. Numerous research centers have been extensively carried out operation tests on sewer systems and analysis of methods for estimating their reliability; such studies should be continued in order to their further improvement and development. One of the basic measures that closely describe sewer reliability is the general reliability index Ku, based on the average volume of sewage that has not been discharged EN. The EN value is determined by reviewing the system operating statuses. If all possible elementary statuses of the system are taken into account, a lot of meticulous calculations provide accurate results. If a limited number of statuses is considered the results are inaccurate. In practice, the error of the method is unknown. Another possibility is to determine these measures using the Monte-Carlo simulation method. The simulation results, under the law of large numbers, allow to determine the point and interval estimates of the estimated measurement. The paper presents the mathematical background of the Monte-Carlo method as well as review methods and presents their application to determine EN and Ku for a simple gravity sewer. The paper looks also into the of method feasibility combined with an assessment of their accuracy and required work input. The analysis could be useful in searching for a new method: accurate, simple and fast.

Słowa kluczowe

PL

niezawodność; miara niezawodności; metoda Monte Carlo; metoda przeglądu; uszkodzenie; kanalizacja grawitacyjna

EN

reliability; reliability measures; Monte-Carlo method; review method; failure; gravitational sewage system

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 62, nr 1
• Strony: 109--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Iwanejko R.

• Politechnika Krakowska

autor

Bajer J.

• Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] Bajer J., Iwanejko I., Kapcia J.: Niezawodność systemów wodociągowych i kanalizacyjnych w zadaniach. Podręcznik dla studentów wyższych szkół technicznych. Wydaw. Politechniki Krakowskiej, Kraków 2006.
• [2] Bobrowski D.: Probabilistyka w zastosowaniach technicznych. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1980.
• [3] Iwanejko R.: Accuracy of reliability measures of water supply and sewage facilities. Scientific problems of machines operation and maintenance. Polish Academy of Sciences, no. 1(157), vol. 44, 2009.
• [4] Iwanejko R.: Analiza błędów metod wyznaczania miar niezawodności obiektów komunalnych na przykładzie systemu zaopatrzenia w wodę. Czasopismo Techniczne PK, nr 3-Ś/2009.
• [5] Iwanejko R.: O praktycznym sposobie dokonania dwuparametrycznej oceny niezawodności systemu za pomocą metody przeglądu. Czasopismo Techniczne PK, z. 8-Ś/2002.
• [6] Iwanejko R., Bajer J.: Rozważania o wybranych metodach wyznaczania niezawodności systemu kanalizacji podciśnieniowej. Journal of Civil Engineering Environment and Architecture, z. 62, no. 1/15, s. 125-136.
• [7] Iwanejko R., Lubowiecka T., Rykała Ł.: Zastosowanie metody Monte-Carlo do oceny niezawodności obiektów wodociągowych. Mat. II Ogólnopolskiej Konferencji Naukowo-Technicznej „Aktualne zagadnienia w uzdatnianiu i dystrybucji wody”, Szczyrk 2003.
• [8] Kapcia J., Lubowiecka T.: Aplikacja metody drzewa uszkodzeń do oceny niezawodności podsystemu usuwania ścieków. Czasopismo Techniczne PK, z. 8-Ś, 2002.
• [9] Kapcia J., Lubowiecka T.: Metoda oceny niezawodności funkcjonowania kanalizacji ciśnieniowej. Czasopismo Techniczne PK, z. 7-Ś, 2003.
• [10] Królikowska J.: Niezawodność funkcjonowania i bezpieczeństwa sieci kanalizacyjnej. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Monografia 382, seria: Inżynieria Środowiska, Kraków 2010.
• [11] Królikowska J.: Przegląd metod do oceny niezawodności działania sieci kanalizacyjnej. VI Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Praktyczne funkcjonowanie przedsiębiorstw wodociągowo-kanalizacyjnych w warunkach rosnących wymagań ekologicznych, ekonomicznych i społecznych”, Szczyrk 2013.
• [12] Królikowska J., Królikowski A.: Analiza porównawcza metod oceny niezawodności systemów usuwania i unieszkodliwiania ścieków. INSTAL, nr 10/2008, s. 74-77.
• [13] Królikowska J., Królikowski A.: Dwuparametryczna ocena niezawodności podsystemu sieci kanalizacyjnej za pomocą MP+F. Mat. VIII Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej „Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód”, Wydaw. PZITS Poznań, Poznań-Gniezno 2008.
• [14] Królikowska J., Królikowski A.: Wybór metody do oceny niezawodności sieci kanalizacyjnej jako systemów złożonych. Mat. VI Zjazdu Kanalizatorów Polskich „POLKAN`07”. Monografia Komitetu Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk, vol. 46, Łódź 2007.
• [15] Kwietniewski M., Roman M., Kłos-Trębaczkiewicz H.: Niezawodność wodociągów i kanalizacji. Arkady, Warszawa 1993.
• [16] Mikszta-Kruk K.: Analiza niezawodności kanalizacji podciśnieniowej na podstawie badań eksploatacyjnych wybranych systemów. Politechnika Warszawska, Warszawa 2006 (rozprawa doktorska).
• [17] Mikszta-Kruk K., Kwietniewski M.: Fault tree reliability evaluation method for a vacuum sewerage system, [in:] Environmental engineering, Pawłowski A., Pawłowska M., Dudzińska M.R. (eds.). Taylor & Francis Group, Londyn, Singapore 2007, pp. 150-159.
• [18] Węglarczyk S.: Metody statystyczne. Skrypt dla studentów szkół wyższych. Wydaw. Politechniki Krakowskiej, Kraków 1993.
• [19] Wieczysty A. i in.: Metody oceny i podnoszenia niezawodności działania komunalnych systemów zaopatrzenia w wodę. Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk, vol. 2. Komitet Inżynierii Środowiska PAN, Kraków 2001.
• [20] Zieliński R.: Generatory liczb losowych. Programowanie i testowanie na maszynach cyfrowych. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1979.