جانمایی حسگرهای کیفی در شرایط عدم قطعیت تقاضا در شبکه‌های توزیع آب

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشگاه قم، قم، ایران

2 دانشکده فنی، گروه مهندسی عمران،دانشگاه قم،قم، ایران

doi
چکیده

ورود آلودگی به صورت تصادفی یا عمدی به شبکه‌های توزیع آب به عنوان یکی از شریان‌های حیاتی هر کشور، موجب خسارت‌های گسترده در ابعاد مختلف جامعه می‌شود. تشخیص و هشدار به موقع تزریق آلودگی در شبکه توزیع آب بسیار ضروریست. این مطالعه با هدف جانمایی بهینه حسگرهای کیفی، روش جدیدی بر پایه نامشخص بودن زمان و مکان ورود آلودگی و عدم قطعیت تقاضا ارائه می‌دهد. این مطالعه الگوریتمی دو هدفه با استفاده همزمان از نتایج بهینه‌سازی تک هدفه PSO برای یکی از قیودNSGA-Ⅱ بر اساس عدم قطعیت تقاضا با روش کمینه‌ی بیشینه و رویکرد استوار ارائه می‌دهد. دو هدف مدنظر عبارتند از: کمینه کردن بیشترین خسارت محتمل ناشی از حجم آب آلوده مصرفی و کمینه کردن هزینه تهیه و نصب حسگر. این مطالعه با در نظر گرفتن سه سناریو (S1، S2 و S3) به منظور تزریق آرسنیک با غلظت‌های 50، 100 و 150 میلی‌گرم بر لیتر از گره‌های مختلف و در گام‌های زمانی متفاوت بررسی می‌شود. نتایج مدل توسعه داده شده بر روی یک شبکه مرجع نشان می‌دهد که در هر یک از سناریوهای S1، S2 و S3 نصب تنها یک حسگر خسارت را به ترتیب 75، 70 و 61 درصد کاهش می‌دهد. همچنین، ورود آلودگی از ساعت‌های 19 و 20 منجر به تولید سناریوی بحرانی می‌شود. با وجود اینکه جانمایی حسگرها به غلظت آلاینده تزریق شده وابسته است، با این حال محل‌هایی مانند گره‌های 5، 15، 17 و 19 در جواب‌های تولید شده بیشترین تکرار را داشتند. شکل‌گیری مناسب جبهه پارتو در هر سه سناریو نشان داد که رویکرد رباست، با حداقل انحراف تابع هدف از مقدار بهینه خود به ازای تمام پارامترهای دارای عدم قطعیت جواب‌های موجهی تولید می‌کند.