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供水系统预警监测站的优化布置

文件大小:0.38MB 格式:pdf 发布时间:2009-06-15 浏览次数:
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【中文关键词】 供水系统  预警  监测站  优化布置  整数规划  
【摘要】 城市供水系统易受到意外的污染或蓄意的破坏,建立预警系统是保障供水安全的重要途径。对给定数量的监测站,以检测到各污染源节点所需总体时间最短为目标,采用0 - 1整数规划法来对其进行优化布置。算例结果表明,当采用该方法优化布置监测站后能够及时检测到节点和管段上发生的外部污染事件,并确定污染源的位置。随着监测站数量的增加,则检测到单个污染源节点所需的时间及其总体时间都呈下降趋势。
【部分正文预览】

 建立供水安全预警系统是提高供水安全性的重要途径[ 1 ] 。对于预警监测站的优化布置,国外学者做了一定的研究[ 2~6 ] ,例如Lee和Kumar等分别采用整数规划法和贪婪启发式算法优化布置监测站[ 3 ] ,以使其能够提供供水系统水质状态的最大信息; Avner等以探测到污染物质之前所消费的污染水最大体积为服务水平,采用最小覆盖集合算法来数最少为目标函数,利用混合整数规划技术(M IP)来优化监测站的布置。不过,这些方法都只考虑了单点遭受污染的情况,不够全面。笔者对给定数量的监测站,以检测到各污染源节点所需总体时间短为目标,探讨了监测站的优化布置。
1 预警监测站的优化布置
供水安全预警系统由一系列设立于管网中的监测站组成[ 7 ] ,其目标是检测低概率、高危害的水污染事件,并且允许有足够的时间来做出恰当的反应,以减轻或避免其负面影响。供水安全预警系统的设计由投资和保护水平所决定,增加监测站的数量可以提高保护水平,但同时也导致了投资的大幅增加,因而对监测站进行优化布置是实现二者平衡的关键。

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