جانمایی بهینه حسگرهای کیفی در شبکه های توزیع آب با عدم قطعیت محل و زمان ورود آلودگی

ورود آلودگی به شبکه های توزیع آب، یکی از خطرناک ترین حوادث محتمل است که می تواند به صورت تصادفی یا عمدی باشد. با توجه به جریان آب در شبکه، این آلودگی به نقاط مختلف منتقل می شود و سلامت مردم را به خطر می اندازد. در این راستا، نصب حسگرهای کیفی یکی از موثرترین راهکارهاست. با تشخیص آلودگی توسط این حسگرها و اعمال سیاست های مناسب پس از آن، خسارت ناشی از مصرف آب آلوده کاهش می یابد. در این پژوهش، یک مدل بهینه ساز برای جانمایی بهینه محل حسگرهای کیفی ارایه شد. به این منظور، با توجه به عدم قطعیت مربوط به محل ورود آلودگی و گام زمانی ورود آن، پارامتری با عنوان «بیشترین خسارت محتمل» معرفی شد. برای محاسبه این پارامتر، ابتدا ماتریس های خسارت برای همه مقادیر محتمل محل و گام زمانی ورود آلودگی و به کمک شبیه ساز EPANET محاسبه شدند. در ادامه این ماتریس ها در مدل بهینه ساز استفاده شده و طرح جانمایی حسگرها با هدف حداقل سازی بیشترین خسارت محتمل ارایه شد. در این پژوهش از الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی استفاده شد. نتایج تحلیل یک شبکه نمونه به عنوان مورد مطالعاتی نشان داد جانمایی بهینه حسگر(های) کیفی بر اساس روش ارایه شده، تا حد زیادی توانست خسارت ناشی از ورود آلودگی به شبکه را کاهش دهد. به عنوان نمونه مشاهده شد که اضافه کردن فقط یک یا دو حسگر کیفی در محل های بهینه، می تواند خسارت ناشی از آلوده شدن آب را به ترتیب تا 56 و 78 درصد کاهش دهد.