كشف تسربات المياة

في سياق تطبيق التكنولوجيات الحديثة (بما في ذلك تكنولوجيا المعلومات والاتصالات - تكنولوجيا المعلومات والاتصالات) أصبحت صفة "الذكية" ذات شعبية متزايدة. هناك المزيد والمزيد من الحديث والمكتوب عن عندما نسمع عن "الشبكات الذكية"، فإننا نتحدث في أغلب الأحيان عن شبكات الطاقة، ولكن هذا المصطلح يظهر أكثر فأكثر فيما يتعلق بالشبكات الصناعية الأخرى مثل شبكات المياه أو الصرف الصحي أو شبكات التدفئة. يتيح لنا استخدام أساليب الذكاء الاصطناعي توجيه تشغيل نظام إمدادات المياه نحو تطوير المدن الذكية.تعد إدارة شبكة إمدادات المياه البلدية مهمة معقدة، حيث يتم تحقيق ثلاثة أهداف رئيسية: ضمان جودة المياه المناسبة، وضمان الضغط المناسب في عقد مستخدم الشبكة، والقضاء على فقدان المياه. في هذه الورقة، نركز على القضاء على فقدان المياه، والذي في شبكات إمدادات المياه القديمة يولد أعلى تكاليف التشغيل. يحدث فقدان المياه بسبب فشل الشبكة الناتج عن ارتفاع ضغط المياه، وفي حالة الشبكات القديمة، بسبب الاستخدام المادي لأنابيب المياه. من أجل تقليل معدل فشل الشبكة، من الضروري التحكم بشكل صحيح في تشغيل المضخات في محطات ضخ المصدر والمنطقة وتنشيط الشبكة، حيث أن الأولى تتطلب الكثير من العمليات الحسابية ب التحسين المعقدة، والأخيرة صعبة للغاية. غالي. لذلك، الحل الثالث هو الكشف السريع عن الأعطال وتحديد أماكنها، بما في ذلك قبل كل شيء ما يسمى بالتسربات المخفية، والتي عند حدوثها تكون غير مرئية، لأنها تعتمد على تسرب المياه إلى الأرض من خلال الفجوات التي تنشأ في خطوط الأنابيب المعطوبة. يمثل تقليل الفاقد في شبكات توزيع المياه تحديًا لمرافق المياه في جميع أنحاء العالم. هناك الكثير من الأبحاث في العالم وكذلك في بولندا حول كيفية حل هذه المشكلة. تم تقديم بحث مثير للاهتمام حول اكتشاف التسرب في شبكات إمدادات المياه في الأوراق [ يمثل تقليل الفاقد في شبكات توزيع المياه تحديًا لمرافق المياه في جميع أنحاء العالم. هناك الكثير من الأبحاث في العالم وكذلك في بولندا حول كيفية حل هذه المشكلة. تم تقديم بحث مثير للاهتمام حول اكتشاف التسرب في شبكات إمدادات المياه في الأوراق [ يمثل تقليل الفاقد في شبكات توزيع المياه تحديًا لمرافق المياه في جميع أنحاء العالم. هناك الكثير من الأبحاث في العالم وكذلك في بولندا حول كيفية حل هذه المشكلة. تم تقديم بحث مثير للاهتمام حول اكتشاف التسرب في شبكات إمدادات المياه في الأوراق  تحقيق ثلاثة أهداف رئيسية: أولاً، تم تقييم فعالية ما يسمى بمراقبة الاهتزاز لأغراض اكتشاف التسرب مما يوفر استجابة إيجابية؛ بعد ذلك، تمت دراسة إجراء الكشف النموذجي وتنفيذه واختباره على البيانات التجريبية؛ وأخيرًا، تم أيضًا تحديد مواصفات معدات الاقتناء النموذجية. تُظهر المراجع  مزيدًا من الدراسات حول اكتشاف التسرب باستخدام مراقبة الاهتزاز وفي المرجع  تم تأكيد مدى ملاءمة تقنية اكتشاف التسرب المستندة إلى الاهتزاز على سطح خط الأنابيب غير التدخلي.نظرًا لأن هذه المشكلة أيضًا موضعية جدًا في بولندا، فإن العديد من الأعمال الناشئة تهتم بحلها  ، بما في ذلك التسرب المحتمل في بيئة نقطة قياس معينة. وهذه طريقة مكلفة بسبب الحاجة إلى تركيب أجهزة قياس متعددة في نظام المراقبة من أجل تحقيق الكشف المرضي عن حالات الطوارئ. علاوة على ذلك، بهذه الطريقة، يتم تحديد منطقة الشبكة التي يقع فيها حدث غير عادي فقط، وليس نقطة محددة على الشبكة. إذا أشارت ملاحظة تشغيل الشبكة إلى انحراف عن الحالة القياسية، تتم مقارنة التوزيع الحالي للتدفقات والضغوط مع التوزيعات من الأرشيف من أجل العثور على توزيع مماثل، والذي سيشير إلى نقاط الشبكة التي حدث فيها التسرب. تستغرق هذه الطريقة لتحديد التسريبات وقتًا طويلاً للغاية لأنها تتطلب حسابات محاكاة التسرب للعديد من الحالات المختلفة لحمل الشبكة من أجل الحصول على مجموعة من التوزيعات التي تمثل أكبر مجموعة ممكنة من التسريبات المحتملة. يقدم البحث الطريقة الثالثة لتحديد موقع التسرب باستخدام نظام المراقبة والنموذج الهيدروليكي للشبكة والمصنف العصبي. وهذه الطريقة، بفضل استخدام الشبكات العصبية للتعرف على حالات الطوارئ، تكون أسرع وأكثر دقة من الطرق المذكورة سابقًا. تم تنفيذ الخوارزميات الرقمية، التي تم تطويرها على أساس المفاهيم المقدمة لموقع التسرب على شبكة إمدادات المياه، في نظام تكنولوجيا المعلومات الذي طوره معهد أبحاث النظام التابع للأكاديمية البولندية للعلوم في وارسو (IBS PAN)، كأداة لدعم الإدارة الشاملة لنظام إمدادات المياه البلدية. تم اختبار النظام بأكمله وخوارزمياته الفردية على نماذج مثالية لشبكات إمدادات المياه من العديد من شركات إمدادات المياه البولندية  .يعد البحث الذي تم إجراؤه حول اكتشاف التسربات وتحديد مواقعها باستخدام أساليب الذكاء الاصطناعي جزءًا من فكرة SmartCity، التي تم تطويرها عالميًا، والتي تقوم بإجراء أبحاث حول الإدماج العالمي في تشغيل مختلف مجالات عمل البنية التحتية الحضرية، بما في ذلك البنية التحتية للمدينة. نظام إمدادات المياه - SmartWater. وتتماشى هذه الفلسفة مع تحسين تشغيل مرافق تشغيل نظام إمدادات المياه، والذي يترجم أيضًا إلى جودة عمليات صنع القراربمثابة نهج مبتكر لدعم عملية إدارة تشغيل نظام إمدادات المياه مع إمكانية استخدام تعاون العوامل المتغيرة. إن تعاون هذه العوامل، مع الأخذ في الاعتبار الجوانب الفنية وغير الفنية، يوسع بشكل كبير قضايا موارد المعلومات ويشكل قيمة مضافة في دعم القرارات المتعلقة بإدارة تشغيل نظام إمدادات المياه. إن إدراج في عمليات إدارة تشغيل المرافق بالإضافة إلى القدرة على دعم قرار نظام إمدادات المياه مع التركيز على استخدام موارد المعلومات الفنية وغير الفنية للمؤسسة يتيح استخدام الحلول التكنولوجية الحديثة (على سبيل المثال، نقل البيانات عن بعد، والتحكم عن بعد في تشغيل المرافق، أو التفاعل عبر الإنترنت مع العملاء). تعد خوارزمية اكتشاف وموقع التسربات في شبكة إمدادات المياه المقدمة في المقالة عنصرًا من نظام تكنولوجيا المعلومات والاتصالات المعقد الذي تم تطويره في  لدعم إدارة المدينة