بهینه سازی جانمایی سنسور جهت کشف آلودگی در شبکه های توزیع آب

سیستم های توزیع آب از جمله مهمترین زیر ساخت های منابع آب است. اجزای مختلف این سیستم ها شامل لوله های انتقال آب، شیرها و مخازن، هر یک دارای شرایط خاصی هستند که در تمام دوره بهره برداری با خطرات مختلفی مواجه می شوند. مهمترین خطر میکروبیولوژیکی که خطوط لوله و سیستم های توزیع را تهدید می کند، تشکیل بیوفیلم در سطح لوله و متعاقب آن آلودگی شیمیایی سیستم توزیع و تغییر کیفیت آب می باشد. از طرفی خوردگی داخلی محلی در لوله های توزیع آب جهت کشف و تشخیص بسیار مشکل است. انتخاب مناسب و هوشمندانه مکان سنسور درکنترل عوامل تاثیر گذار بر خوردگی و کیفیت آب و در نتیجه بالا بردن امنیت سیستم از اهمیت ویژه ای برخوردار است. سنسورهای تعیین نرخ خوردگی و کیفیت آب، به صورت دائمی در مکانهای بحرانی در سیستمهای توزیع آب نصب می گردند. داده ها به صورت پیوسته برداشت می شوند و سیستم نظارت و برداشت اطلاعات و داده ها می تواند به صورت سریع در خصوص کیفیت آب و همچنین خوردگی داخلی لوله ، اعلام خطر نماید. در این تحقیق از نرم افزار epanet جهت برآورد دینامیکی سیستم توزیع آب استفاده شده است. با استفاده از شبیه سازی هیدرولیکی شبکه، تغییرات در دبی لوله و هد با توجه به تغییرات زبری ناشی از آلودگی در لوله ها آنالیز گردید. روش طراحی، انتخاب جانمایی نقاط کنترل فشار جهت تخمین مولفه زبری لوله می باشد. تشخیص نقاط کنترل بهینه بر پایه ماکزیمم سازی تابع shanon entropy و متعاقب آن جانمایی بهینه سنسور با توجه به محدودیتهای مالی و فیزیکی می باشد. دو شبکه توزیع آب با مشخصات هیدرولیکی مشخص مورد بررسی قرار گرفت. مرحله اول، تشخیص اولیه نقاط کنترل که بر اساس دو پارامتر انتخاب می گردند. 1- ماکزیمم پوشش شبکه 2- تعداد جمعیتی که تحت تاثیر آلودگی قرار دارند به عبارتی دیگر گره هایی که تقاضای بیشتری دارند. سپس در مرحله بعد اعتبار سنجی نقاط کنترل انتخابی بر اساس ارضای تابع هدف مقایسه ای می باشد.