Abstrakt

Effiziente Platzierung von Drucksensoren für Wasserverteilungsnetze mithilfe der Durchflussverfolgungsanalyse

Huang YC, Yang WL, Huang YC 

Diese Studie präsentiert einen neuartigen Ansatz für die effiziente Platzierung von Top-Drucksensoren in Wasserverteilungsnetzen. Eine Durchflussverfolgungsanalyse unter Verwendung des Druckverlustdeckungsverhältnisses ermittelt die geringste Anzahl von Top-Sensoren in Netzwerktopologien. Die folgende Abfolge von Top-Sensorplänen kann mühelos mit einem einfachen Greedy-Algorithmus ermittelt werden. Ein reguläres hydraulisches Modell mit 33 Sensorknoten wird übernommen, um die schnelle und effektive Funktion der Durchflussverfolgungsanalyse zu validieren. Ein Top-Set von 5 Sensorknoten, die in der Durchflussverfolgungsanalyse anhand des Druckverlustdeckungsverhältnisses H _{cr ausgewählt wurden, stimmt genau mit dem Top-Set von 5 sensiblen Knoten überein, die mithilfe der Zielfunktion der Sensibilität f(X k} ) mithilfe der Sensibilitätsanalyse ausgewählt wurden. Eine lineare Beziehung zwischen der Zielfunktion der Sensibilität f(X _k ) und dem Druckverlustdeckungsverhältnis H _cr der Top-Sensorknoten zeigt eine hochgenaue Abbildung von der Durchflussverfolgungsanalyse auf die Sensibilitätsanalyse. Die zeitliche Komplexität der Suche nach dem Knotenset der Top-Sensoren mithilfe der Durchflussverfolgungsanalyse beträgt O(m?(n+p)), was in starkem Kontrast zu der Komplexität bei der Sensibilitätsanalyse von O(C _n ^m ) steht . Der durchschnittliche Druckfehler kann bei Verwendung der beiden oberen Sensoren im Sensorlayout bei nur 0,08 m liegen. Da alle oberen Sensoren im Platzierungsplan verwendet werden, wird ein minimaler Fehler von 0,04 m erreicht. Insbesondere bietet die Flow-Tracking-Analyse die Vorteile einer geringeren Zeitkomplexität und einer präzisen Strategie für die oberen Sensoren als neue effiziente Lösung für die Platzierung von Drucksensoren im zugehörigen Strömungsnetzwerk.