Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelowanie komputerowe przepływów i jego wykorzystanie do poprawy pracy przykładowego wodociągu

Orłowska-Szostak M.

Proceedings of ECOpole

|

2017

|

Vol. 11, No. 2

561--569

PL

Zaprezentowano proces powstawania i niestandardowego wykorzystania modelu komputerowego przepływów w grupowym systemie transportu i dystrybucji wody wodociągowej (STDW) zaopatrującym cztery miejscowości gminy Wejherowo. Dane opisujące stan aktualny sieci obejmują m.in. topologię sieci, średnice, materiał oraz wiek przewodów, obiekty współpracujące z układem wodociągowym, występujące rozbiory wody i obecny charakter zapotrzebowania miasta na wodę wodociągową, a także parametry charakteryzujące jakość wody dostarczanej odbiorcom. W procesie gromadzenia tych danych, pozyskiwanych od przedsiębiorstwa wodociągowego, występowały ograniczenia odnośnie do ich asortymentu i dokładności. W tych warunkach starano się maksymalnie wykorzystać posiadane informacje z punktu widzenia niezbędnej wiarygodności powstającego modelu. Podobne podejście zaprezentowano podczas przeprowadzania kalibracji modelu, mając na uwadze, że obie czynności (gromadzenie danych i kalibracja) stanowią czynności komplementarne. Dane pomiarowe dotyczyły produkcji wody na ujęciach oraz ciśnień w wybranych węzłach sieci. W procesie kalibracji modelu wykorzystano zalety symulacji czasowo-przestrzennej, co pozwoliło na optymalne wykorzystanie posiadanych danych pomiarowych. W rezultacie osiągnięty został wysoki stopień korelacji wyników pomiarów w układzie wodociągowym z wartościami zasymulowanymi. Skalibrowany model posłużył do przeprowadzenia kompleksowej analizy pracy systemu. Analiza ta obejmowała m.in. czas przebywania wody w sieci wodociągowej, w poszczególnych jej częściach (tzw. wiek wody), mający istotny bezpośredni wpływ na jakość wody dostarczanej odbiorcom. Zaproponowano również pewne koncepcje modernizacji zmierzające do usprawnienia pracy nieoptymalnie działającego układu wodociągowego miasta. Wspomniane usprawnienie systemu obejmowało przede wszystkim korektę podziału systemu na strefy ciśnienia i sterowanie przepływami w sieci.

EN

In the paper a process of coming into existence and a nonstandard use of the computer model of water transport and distribution system (STDW) for middle size (of about 50,000 inhabitants) city located in Pomorskie region was presented. Collecting the data describing current state of the system the authors concentrated their attention on the network of pipes (the network topology, diameters, material and the age of pipes), objects cooperating with the waterworks system, network fittings, appearing consumptions of water and current character of the water demand in the city and also some parameters being characteristic of a quality of water delivered to the consumers. All these data constituting the base for creating the model STDW were collected in the essential scope and with the essential accuracy. There appeared here some restrictions in the form of the assortment and accuracies of the data which the water authority had at their disposal. In these conditions the authors were trying to exploit to the maximum the gathered data from a point of view of the essential credibility of the model coming into existence. The similar approach was presented while making the calibration of the model bearing in mind that both activities (the completing of the data and the calibration) constitute activities of complementary character. The measuring data concerned water production at the water intakes and pressures occurring in chosen nodes of the water supply network. In the process of the calibration of the model advantages of the extended period simulation were exploited what allowed for the optimal use of the measuring data being for the author disposal. As a result a satisfactory correlation of results of measurements and simulated values has been achieved. The calibrated model was used for conducting the comprehensive work analysis of the system. This analysis included the residence time of water in the water supply network (so-called "age of water") having essential direct impact on the quality of water delivered to consumers. Also some concepts of modernization of the system were offered. They are aiming at streamlining the work of the non-optimal waterworks in the city. The mentioned streamlining the system included correction of the division of the system into zones of pressure and the control of flows.

2

Monitoring wizyjny w systemach zabezpieczenia transportu wodnego. Koncepcja implementacyjna

Janowski A., Szulwic J.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

4838-4845

PL

W artykule autorzy przedstawiają koncepcję zastosowania własnych badań nad pomiarem prędkości przepływu cieczy do zastosowań praktycznych w pomiarach przepływu wody w kanałach otwartych i rzekach. Jako narzędzie pomiarowe wykorzystują zestaw aparatów synchronicznych, które rejestrują indykatory przepływu znajdujące się na powierzchni analizowanej cieczy. Aparat matematyczny przedstawiony w rozwiązaniu sprowadza się do stosowania metod stereowizji i rozwiązań fotogrametrii cyfrowej lub – w zależności od wymaganej szybkości i dokładności co do uzyskanych wyników – rozwiązań computer vision. Skuteczna i szybka metoda pomiaru przepływu w kanale otwartym to narzędzie umożliwiające teledetekcyjne (bezkontaktowe) i fotogrametryczne (zgeometryzowane) uzyskanie wyników o wielkości przepływu powierzchniowego na otwartych akwenach. Implementacja tej metody może być wykorzystana w systemie bezpieczeństwa transportu wodnego oraz do monitorowania przepływu w pobliżu budowli hydrotechnicznych. Ze względu na niskie kosza i łatwość montażu systemu można go wykorzystać także w okolicy wałów przeciwpowodziowych zagrożonych uszkodzeniem (zerwanie wału lub przelanie wody). Atutem rozwiązania jest podawanie współrzędnych przestrzennych, przez co monitorowany może być poziom wody i zmiana objętości przepływu.

EN

In the paper the authors present a concept of the use of their own research on the measurement of the liquid flow rate for practical use in measurements of water flow in open channels and rivers. As a measurement tool they use a set of synchronous devices that record the flow indicators located on the surface of the analyzed liquid. Mathematical apparatus presented in the solution boils down to the use of stereovision methods and solutions of digital photogrammetry or - depending on the required speed and accuracy concerning the results - computer vision solutions. Efficient and fast method of flow measurement in an open channel is a tool for remote sensing (non-contact) and photogrammetric (geometrical) achievement of surface size flow results on open water regions. The implementation of this method can be used in the system of water transport safety and to monitor the flow in the vicinity of hydraulic structures. Due to low costs and ease of system installation, it can be used also in the area of levees at risk of damage (broken levee or water overflow). An advantage of this solution is the pass of spatial coordinates, which makes it possible to monitor the water level and flow rate changes.

3

Metody modelowania i optymalizacji w symulacji i strowaniu wybranych systemów transportu wodnego

Uchacz W.

Studia / Akademia Morska w Szczecinie

|

2006

|

nr 46

3-42

PL

W pracy podjęto problematykę optymalizacji ruchu statków na akwenie ograniczonym. Wzrost natężenia ruchu na takich akwenach oraz stałe dążenie do wzrostu efektywności przewozu towarów powodują poszukiwanie nowych rozwiązań organizacji ruchu. Z drugiej strony, coraz większego znaczenia nabierają ograniczenia pochodzące od ostrych wymogów dotyczących poprawy bezpieczeństwa ruchu i co się z tym wiąże - poprawy ochrony środowiska naturalnego. Na wąskich, trudnych nawigacyjnie akwenach ograniczonych wdraża się różne warianty systemów VTS. Umożliwiają one przede wszystkim kontrolę ruchu na akwenie, coraz częściej aktywną regulację ruchu. Optymalizacja ruchu jest złożonym procesem umożliwiającym najlepsze wykorzystanie ograniczeń stawianych przez akwen w ruchu jednostek. Zbiór zagadnień, które podjęto w pracy obejmuje: - charakterystykę liniowych modeli optymalizacyjnych, - analizę najistotniejszych ograniczeń ruchu pochodzących od warunków na torze, - model matematyczny ruchu statków przy kryterium optymalizacji czasów oczekiwania na wejście na tor, - model matematyczny ruchu statków przy kryterium optymalizacji czasów oczekiwania na wejście na tor oraz prędkości na torze, - symulację ruchu jednostek na wodach śródlądowych, - optymalizację ruchu jednostek śródlądowych przy podejściu do śluzy. Z uwagi na wielkość obiektów żeglugi morskiej, bezwładność w reakcji na sterowanie kursem i prędkością, zjawiska związane z kierowaniem ruchem tych jednostek mają charakter rozmyty. W pracy przeanalizowano wpływ rozmytych modeli programowania matematycznego na optymalizację ruchu, zarówno w ruchu statków na akwenie ograniczonym jak i jednostek na wodach śródlądowych. Opracowane modele są liniowymi modelami programowania matematycznego, należącymi do klasy PCLM. W ogólnym przypadku rozwiązywanie takich zagadnień należy do klasy zagadnień NP - trudnych. Opracowano metody rozwiązywania takich zagadnień: - autorską metodę poprawy ograniczeń, - autorską adaptację metody podziału i oszacowań. Oryginalne modele i metody rozwiązywania zagadnień optymalizacji ruchu na akwenach ograniczonych mogą przyczynić się do poprawy efektywności ruchu przy spełnieniu ograniczeń pochodzących od warunków zewnętrznych (wymagania zawarte w "Przepisach portowych"), jak i wzajemnych ograniczeń ruchu pochodzących od statków. Przedstawione modele i metody zilustrowano rozwiązaniami przykładowych przypadków.

EN

This author deals with problems of vessel traffic optimization in a restricted area. Increasing vessel traffic intensity and constant efforts to enhance the effectiveness of cargo transport call for seeking new solutions to traffic organization. On the other hand, restrictions caused by strict traffic safety requirements as well as efforts to improve the natural environment protection become more and more important. In narrow, difficult to navigate restricted water areas various versions of VTS systems are implemented. These systems are increasingly capable of active control of vessel traffic. Traffic optimization is a complex process that makes it possible to most effectively use vessel traffic constraints posed by the given restricted area. The dissertation comprises the following scope of problems: - characteristics of linear optimization models, - analysis of the most significant traffic constraints due to conditions in the fairway, - mathematical model of vessel traffic with fairway entry waiting time as an optimization criterion, - mathematical model of vessel traffic with waiting times and fairway speeds as an optimization criterion, - simulation of vessel traffic in inland waterways, - optimization of inland vessel traffic at a lock approach. Due to considerable sizes of sea-going vessels, their inertia in response to course and speed control as well as phenomena connected with traffic control referring to such vessels has a fuzzy character. This work presents an analysis of mathematical programming effect on traffic optimization, both in restricted waters and inland navigation. The developed models are linear models of mathematical programming, belonging to the PCLM class. In a general case solving such problems is classed as NP-hard. Problems. Two methods have been designed to find solutions to this kind of problems: - author's method of constraint improvement, - author's adaptation of the branch and bound method. Original models and methods of solving restricted area traffic optimization problems can enhance traffic effectiveness if both the constraints posed by external conditions (requirements set forth in harbour regulations) and those due to mutual constraints of two moving vessels are satisfied The models and methods are shown in action: specific cases are given as examples.