جانمایی بهینه سنسورها در شبکه توزیع آب با هدف شناسایی مشخصات منبع آلاینده در حداقل زمان تشخیص

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، گروه مهندسی عمران، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان

2 دانشیار دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، گروه مهندسی عمران، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان

3 دکترای مهندسی آب و سازه‌های هیدرولیکی، گروه مهندسی عمران، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

4 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران.

doi
چکیده

به‌منظور شناسایی آلودگی در سیستم‌های توزیع آب از سنسورهایی استفاده می‌شود که علاوه بر تشخیص آلودگی، اطلاعات مفیدی در جهت یافتن منبع آلاینده نیز ارائه می‌دهند. وجود این اطلاعات برای یافتن راهکار مناسب به‌منظور مدیریت کیفی شبکه توزیع سودمند است. هدف این پژوهش شناسایی مشخصات چهارگانه منبع آلاینده ورودی به سیستم به‌وسیله رویکردی شبیه‌ساز- بهینه‌ساز با ارائه جانمایی بهینه دو سنسور در شبکه EPANET Example 2 می‌باشد. مشخصات مدنظر این تحقیق شامل گره ورود آلاینده، مقدار غلظت، زمان و مدت ورود آلاینده به شبکه مذکور می‌باشد. نرم‌افزار EPANET به‌عنوان شبیه‌ساز و الگوریتم ژنتیک به‌عنوان بهینه‌ساز در جهت رسیدن به اهداف مذکور با یکدیگر ادغام شدند. بدین منظور ابتدا تعداد ده آلودگی مختلف به‌صورت تصادفی تولید شدند سپس در ادامه به یافتن بهترین مکان برای نصب سنسورها در شبکه مذکور با هدف شناسایی مشخصات منبع آلودگی پرداخته شد. چهارده محل مختلف با احتمال تشخیص 90 درصد مستعد قرارگیری سنسورها بودند لذا از بین مکان‌های مستعد، گره‌هایی که قادر به شناسایی آلودگی در کم‌ترین زمان ممکن بودند، انتخاب شدند. نتایج نشان داد که با نصب سنسورها در دو گره شماره 15 و 27 شبکه بنچ‌مارک، علاوه بر دست‌یابی به بیشترین احتمال تشخیص با مقدار 90 درصد، کمترین زمان شناسایی آلودگی در شبکه به‌اندازه 58 دقیقه نیز به ثبت رسید.