MODEL OPTYMALIZACYJNY RETENCYJNEGO ZBIORNIKA RUROWEGO

W publikacji przedstawiono sformułowany model optymalizacyjny zbiornika rurowego, który jest kontynuacją badań opisanych w artykule [16]. Model kosztowy Life Cycle Cost (LCC) zbiornika rurowego został przekształcony w model optymalizacyjny, w którym wyznaczono funkcję celu jako minimum kosztów LCC. Zastosowanie tego kryterium w procesie podejmowania decyzji inwestycyjnych umożliwia dokonanie poprawnego pod względem finansowym wyboru, gdyż metodologia LCC pozwala na uwzględnienie nie tylko początkowych nakładów inwestycyjnych, ale również kosztów eksploatacyjnych ponoszonych w całym okresie funkcjonowania danego obiektu. Przedstawiony model optymalizacyjny został następnie zaimplementowany w języku programowania AMPL (A Mathematical Programming Language). W sformułowanym modelu wyznaczono zmienne decyzyjne, którymi są poszukiwane wartości parametrów geometrycznych zbiornika, takie jak: długość i średnica zbiornika oraz zagłębienie kanału odpływowego ze zbiornika. Określono także ograniczenia modelu optymalizacyjnego zbiornika rurowego. Pierwsze z nich wynika z wymaganej pojemności retencyjnej zbiornika obliczonej na etapie wyznaczania danych wejściowych, na którą jest projektowany zbiornik. Następne ograniczenia dotyczą powierzchni terenu, która dostępna jest pod budowę zbiornika oraz ograniczenie określające minimalne dopuszczalne zagłębienie kanału odpływowego ze zbiornika. Natomiast parametry modelu optymalizacyjnego stanowią zbiór danych, które zostały użyte do zapisu funkcji celu i których wartości są znane. Należą do nich przede wszystkim ceny poszczególnych materiałów i robót oraz podstawowe wymiary elementów konstrukcyjnych zbiornika.

Pełny tekst (pdf)

[1]    Barringer H.P., Weber D.: Life Cycle Cost Tutorial. Fifth International Conference on Process Plant Reliability, Houston, Texas, October 2-4, 1996.

[2]    Boomgaard M.E., Langeveld J.G., Clemens F.: Wastewater system optimization using genetic algorithms. World Water Congress, 2001.

[3]    Brand N., Ostfeld A.: Optimal design of regional wastewater pipelines and treatment plant systems. Water Environ Res., vol. 83, no 1, 2011.

[4]    Chmielowski W.: Zastosowanie optymalizacji w gospodarce wodnej. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2005.

[5]    Dajani J., Hasit Y.: Capital cost minimization of drainage networks. Journal of the Environmental Engineering Division, No. 2, 1974.

[6]    Dziopak J.: Analiza teoretyczna i modelowanie wielokomorowych zbiorników kanalizacyjnych. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 1992.

[7]    Fourer R., Gay D., Kernighan B.: A Modeling Language for Mathematical Programming. International Thomson Publishing, USA, 2002.

[8]    Gutenbaum J.: Modelowanie matematyczne systemów. Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2003.

[9]    Holland M.: Computer models of wastewater collection systems. Harvard Water Resources Group, Cambridge, 1966.

[10]  Holms D.: AMPL at the University of Michigan, 1995.

[11]  Hong T., Han S., Lee S.: Simulation-based determination of optimal life-cycle cost for FRP bridge deck panels. Automation and Constructions, no. 16, 2007.

[12]  Liebman J.: A heuristic aid for the design of sewer networks. Journal of the Sanitary Engineering Division, No 4, 1967.

[13]  Kuliczkowski A.: Optymalizacja kolektorów kanalizacyjnych przebudowywanych w warunkach miejskich. Monografia, nr 12, Politechnika Wrocławska, 1988.

[14]  Madryas C.: Optymalizacja projektowania sieci infrastruktury technicznej uzbrojenia podziemnego z uwzględnieniem warunków eksploatacji. Rozprawa doktorska, Politechnika Wrocławska, 1981.

[15]  Sowiński M.: Projektowanie sieci i urządzeń kanalizacyjnych. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 1986.

[16]  Stec A.: Model kosztowy retencyjnego zbiornika rurowego. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury Politechniki Rzeszowskiej, z. 63, (1/16), styczeń-marzec 2016.

[17]  Stec A.: Optymalizacja innowacyjnych zbiorników w kanalizacji ogólnospławnej. Rozprawa doktorska. Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Kraków 2013.

[18]  Stec A.: Optimization of the hydraulic system of the storage reservoir hydraulically unloading the sewage network. Ecological Chemistry and Engineering S, Vol. 21, No. 2, 2014, s. 215-228.

[19]  Wartalski J.: Optymalizacja wybranych parametrów kolektorów zbiorczych
w układach sieciowych systemów usuwania ścieków. Praca doktorska, Politechnika Wrocławska, 1983.