مکان‌یابی نقطه میانگین ناحیه فشاری در شبکه‌های توزیع آب بر اساس تحلیل هیدرولیکی

یکی از اقدامات موجود در زمینه پایش شبکه‌های توزیع آب، فشارسنجی است. اما تعیین اولویت مکانی حسگرهای فشار و روش کاربردی تعیین مقدار فشار متوسط، همواره موردسوال است. برای دستیابی به این هدف، باید در نقطه میانگین ناحیه (azp)، فشارسنجی میدانی انجام شود. به‌کارگیری روش‌های متعارف برای استخراج چنین نقطه‌ای، می‌تواند خطای زیادی ایجاد کند. در این مقاله، روشی برای تعیین نقطه میانگین ناحیه در شبکه‌های توزیع آب پیشنهاد شده است. در این روش، شبکه موجود به یک گراف تبدیل شده و تخصیص وزن به یال‌های آن، براساس مقدار افت انرژی لوله‌ها، صورت می‌گیرد. سپس با استفاده از الگوریتم دایکسترا و با تعریف تابع هزینه‌ای که در این مطالعه برای نخستین بار مطرح شده است، مکان‌یابی بهینه azp انجام می‌شود. روش پیشنهادی بر روی دو شبکه مرجع (هانوی و پولاکیس اصلاح‌شده)، پیاده‌سازی شد. نتایج نشان داد که فشار نقاط انتخابی با این فرآیند، می‌تواند نماینده بهتری برای فشار متوسط باشد؛ به‎صورتی که قدرمطلق خطای فشار متوسط برآوردشده در شبکه‌های موردمطالعه، کمتر از 5/0 درصد بود. استفاده از چنین رویکردی سبب شد که خطای ناشی از به‌کارگیری روش متعارف در خصوص برآورد پارامتر مذکور، بالغ ‌بر 93 درصد کاهش یابد. روش پیشنهادی می‌تواند مورد استفاده شرکت‌های آب و فاضلاب قرار گیرد.

locating the average pressure zone point in water distribution networks through hydraulic analysis

monitoring water distribution networks (wdns) often involves pressure metering, but determining the optimal placement of pressure sensors and accurately calculating the average pressure remains a challenge. to address this, it is crucial to measure pressure at the average zone point (azp) in the field. however, conventional methods for azp determination can introduce significant errors. this paper introduces a novel method for azp determination in wdns. the approach transforms the existing wdn into a graph and assigns edge weights based on pipe energy loss. by employing dijkstra’s algorithm and a new cost function, the optimal azp location is identified. this method was applied to two reference networks, hanoi and modified poulakis, yielding promising results. pressure measurements obtained through this method more accurately represent the network’s average pressure, with an absolute error of less than 0.5% for the studied networks. moreover, this approach significantly reduces errors compared to conventional methods, achieving an error reduction of over 93%. this innovative method holds great potential for adoption by water and wastewater companies.