Ανάπτυξη Μεθοδολογίας Πρόβλεψης και Διαχείρισης θραύσεων σε δίκτυα ύδρευσης

Σιγούρου, Σταυρούλα; Sigourou, Stavroula

dc.contributor.author	Σιγούρου, Σταυρούλα	el
dc.contributor.author	Sigourou, Stavroula	en
dc.date.accessioned	2020-06-12T10:02:11Z
dc.date.available	2020-06-12T10:02:11Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50778
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18476
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Διαχείριση θραύσεων	el
dc.subject	EPR μοντέλο	el
dc.subject	Αγωγοί ύδρευσης	el
dc.subject	Τρωτότητα	el
dc.subject	Μέθοδος Διατεταγμένου Σταθμισμένου Μέσου Όρου	el
dc.subject	Management of pipe breaks	en
dc.subject	Evolutionary Polynomial Regression (EPR) model	el
dc.subject	prioritization of replacement water supply pipes	el
dc.subject	Ordered Weighted Averaging method	el
dc.subject	Vulnerability	en
dc.title	Ανάπτυξη Μεθοδολογίας Πρόβλεψης και Διαχείρισης θραύσεων σε δίκτυα ύδρευσης	el
heal.type	masterThesis
heal.secondaryTitle	Development of methodology of prediction and management of pipe breaks in water supply network	el
heal.classification	Υδραυλικά Έργα	el
heal.classification	Διαχείριση Υδατικών Πόρων (el)	el
heal.classification	Δίκτυα Ύδρευσης	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-11-11
heal.abstract	Η εν λόγω εργασία προτείνει μια μεθοδολογία πρόβλεψης και διαχείρισης θραύσεων σε δίκτυο ύδρευσης και συγκεκριμένα γίνεται εφαρμογή στην Υδραυλικά Απομονωμένη Περιοχή (DMA), που καλείται Ζώνη Μουράτη και ανήκει στον Τομέα Πειραιά της ΕΥΔΑΠ. Το πρώτο στάδιο της μεθοδολογίας αφορά στην εκτίμηση της τιμής τρωτότητας των αγωγών, βάσει του υλικού κατασκευής, του μήκους και της εξωτερικής διαμέτρου. Στο στάδιο αυτό χρησιμοποιείται το μοντέλο EPR, το οποίο προβλέπει τις εκάστοτε θραύσεις για κάθε κατηγορία αγωγών βάσει των καταγεγραμμένων της Ζώνης, εφόσον προϋπόθεση λειτουργίας του μοντέλου αποτελεί η εισαγωγή κατηγοριοποιημένων δεδομένων σε αυτό. Συνεπώς, αρχικά κατηγοριοποιούνται οι αγωγοί βάσει του υλικού κατασκευής και της εξωτερικής διαμέτρου, επιλέγεται ένα τμήμα του συνόλου δεδομένων ως δεδομένα εκπαίδευσης και χρησιμοποιώντας συνδυασμό γενετικών αλγορίθμων και αριθμητικής παλινδρόμησης, προκύπτει ένα σύνολο πολυωνυμικών σχέσεων μεταξύ των θραύσεων και των μεταβλητών που εισάχθηκαν. Από το σύνολο αυτό, επιλέγεται η βέλτιστη σχέση με κριτήριο την ακρίβεια προσαρμογής στις παρατηρημένες τιμές των θραύσεων, αλλά και της φειδωλότητας της κάθε σχέσης. Εφαρμόζοντας την σχέση που επιλέχθηκε, υπολογίζονται οι θραύσεις και έπειτα κανονικοποιώντας προκύπτουν οι τιμές της τρωτότητας για κάθε κατηγορία αγωγών. Επόμενο βήμα είναι η εκτίμηση της τιμής κρισιμότητας των αγωγών, η οποία συντελείται προσομοιώνοντας το δίκτυο της Ζώνης σε γράφο και εκτιμώντας την έλλειψη συνδεσιμότητας σύμφωνα με τη θεωρία των γράφων και την τοπολογία του δικτύου. Από την έλλειψη συνδεσιμότητας προκύπτει η τιμή της κρισιμότητας για κάθε αγωγό. Σημειώνεται ότι οι τιμές που λαμβάνουν οι δύο δείκτες κυμαίνονται μεταξύ του μηδενός και της μονάδας και έχουν την ίδια αξιολόγηση, καθώς μεγάλες τιμές υποδεικνύουν ιδιαίτερα τρωτούς και κρίσιμους αγωγούς, οι οποίοι χρήζουν αντικατάστασης επειδή είναι επικίνδυνοι στο να αστοχήσουν κι αντίστροφα για τις μικρές τιμές. Έπειτα, συνδυάζονται οι δύο αυτοί δείκτες σε έναν κοινό, εφαρμόζοντας τη μέθοδο του Διατεταγμένου Σταθμισμένου Μέσου Όρου (OWA), όπου εισάγεται ο εξυπηρετούμενος πληθυσμός ως διατεταγμένο βάρος. Με τον τρόπο αυτό, δίνεται έμφαση σε περιοχές με πολλούς καταναλωτές, καθώς ο συνδυαστικός δείκτης επηρεάζεται από τη μεγάλη τιμή του βάρους, το οποίο εκχωρείται στη μεγαλύτερη τιμή από τους δύο δείκτες. Ταξινομούνται σε κλάσεις λοιπόν οι αγωγοί βάσει του συνδυαστικού δείκτη και η κατανομή τους στο χώρο υποδεικνύει εκείνους τους αγωγούς ή τις συστάδες αγωγών που χρήζουν αντικατάστασης. Τέλος, προτείνονται δύο σενάρια αντικατάστασης αγωγών με παρόμοιο κόστος και γίνεται σύγκριση μεταξύ τους.	el
heal.abstract	This present Diploma Thesis suggests a methodology of prediction and management of pipe breaks in a water supply network. Specifically, the suggested methodology is applied in a Districted Metered Area (DMA), called Mourati Zone, which belongs to one of the three main Sectors of Athens Water Supply and Sewerage Company (EYDAP S.A.). During the first stage of the methodology, pipe vulnerability score is estimated based on pipe material (for construction of pipes), pipe length and pipe external diameter. The vulnerability is estimated using EPR model, which predicts pipe breaks for every category referring to recorded pipe breaks of the Zone, since the model is required to accept categorized data as input data. So, at first, pipes are categorized according to their material and their external diameter and then, one part of data set is chosen as training data and a set of polynomial expressions between breaks and input parameters is produced, by using a combination of genetic algorithms and numerical regression. By this set of polynomial expressions, the optimal expression is chosen due to the model fitness criterion in observed pipe breaks and due to the parsimony of each expression. Applying the chosen expression, the number of pipe breaks is estimated, then normalized and finally the values of vulnerability are exported for every pipe category. The next step is referred to the estimation process of criticality values of the pipes, which refers to modelling the Zone’s network into a graph and estimating the lack of connectivity according to the graph theory and the network’s topology. The lack of connectivity gives criticality value for each pipe. It is mentioned that the range of the two estimated values above is varied between zero and one and they both have the same definition, since higher values are referred to vulnerable and critical pipes, which need to be replaced due to failure rates and the opposite for lower values. Afterwards, these two indicators are combined into one applying the Ordered Weighted Averaging method (OWA) in which the supplied population is used as an ordered weight. In this way, emphasis is placed on the regions with many consumers, since the combined indicator is affected by the high value of the ordered weight, which is assigned to the one of the two indicators with the higher value of all. A pipe classification is taken place based on the combined indicator’s values and the results are shown as thematic maps and those pipes which need to be replaced, are indicated. Finally, two possible replacement scenarios are suggested with similar cost and a comparison is made between them.	en
heal.advisorName	Μακρόπουλος, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Ευστρατιάδης, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Νάνου, Αικατερίνη	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	132 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false