“Cilj proračuna nisu cifre već shvatanje fenomena.”
Program za reformu lokalne samouprave u Srbiji - Serbia Local Government Reform ProjectDevelopment Alternatives, Inc.
UVOD U MODELIRANJE
TEORIJSKE OSNOVE MODELIRANJA VODOVODNIH IKANALIZACIONIH SISTEMA
SOFTVERSKA I HARDVERSKA PODRŠKA MODELIRANJUVODOVODNIH I KANALIZACIONIH SISTEMA
FAZE RAZVOJA MODELA VODOVODNIH I KANALIZACIONIH SISTEMA
PRIMENA MODELA U PROJEKTOVANJU I EKSPLOATACIJI SISTEMA. EFEKTI PRIMENE MODELA
Uvod u mUvod u modeliranje odeliranje vodovodnih i kanalizacionih vodovodnih i kanalizacionih sistemasistema
SADRŽAJSADRŽAJ
Model je uprošćena i idealizovana slika realnosti i on je apstrakcija realnosti u smislu da ne može da obuhvati sve njene aspekte. Model je osnovna pretpostavka simulacije.
Računarska simulacija (FON, Beograd)
U najširem smislu modeliranje predstavlja finansijski isplativo korišćenje modela umesto realnog sistema sa ciljem da se dođe do određenih saznanja o sistemu.
Računarska simulacija (FON, Beograd)
Pod pojmom modeliranja i simulacije podrazumeva se sklop aktivnosti, koje su pridružene konstruisanju modela realnog sistema i njegovoj simulaciji na računaru. Modeliranje se odnosi, pre svega, na relacije između realnog sistema i modela, a simulacija na relacije između računara i modela.
Schulz and Sullivan (1972.)
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
DEFINICIJADEFINICIJA MODELA I MODELIRANJAMODELA I MODELIRANJA
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
IZIZGGRADRADNJANJA MODELA MODELA
VERIFIKACIJA
REALNI SISTEM
OPERACIONI MODEL(RAČUNARSKI MODEL )
KONCEPTUALNI MODEL
1. Pretpostavke za komponente sistema2. Strukturne pretpostavke koje definišu interakciju između komponenti sistema3. Pretpostavke za ulazne parametre i
podatke
VALIDACIJAKONTINUALNA VALIDACIJA
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
VERIFIKACIJA I VALIDACIJAVERIFIKACIJA I VALIDACIJA MODELAMODELA
Verifikacija modela je postupak provere da li je simulacioni program, kojim se implementira model, bez grešaka i da li je konzistentan sa modelom.
Validacija modela je postupak određivanja da li je model precizna reprezentacija realnog sistema.
Akreditacija modela je službeno prihvatanje softver-skog modela za određenu namenu. Softverski model akreditovan za jednu namenu ne mora biti pogodan za drugu.
Verifikacija i validacija modela su nezamenljive i ključne faze u razvoju modela koje osiguravaju da su odabrani algoritmi, ulazni podaci i pretpostavke dizajna modela ispravni i da rešavaju problem postavljen na početku ovog procesa.
DEFINICIJAPROBLEMSKOG
PROSTORA
DEFINICIJAKONCEPTUALNOG
MODELA
PRIKUPLJANJEULAZNIH
PODATAKA
KONSTRUKCIJAMODELA
VERIFIKACIJA& VALIDACIJA
MODELA
IZVRŠAVANJESIMULACIJE
ANALIZA IDOKUMENTOVANJE
REZULTATA
NEISPRAVNO
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
VALIDACIJAVALIDACIJA MODELAMODELA
REVIZIJA
INICIJALNI MODELA
PRVA REVIZIJA MODELA
DRUGA REVIZIJA MODELA
REVIZIJA
REALNI
SISTEM
POREĐENJE MODELA I
REALNOG SISTEMA POSLE I REVIZIJE
POREĐENJE MODELA I
REALNOG SISTEMA
POREĐENJE MODELA I
REALNOG SISTEMA POSLE II REVIZIJE
REVIZIJA
.....
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
VALIDACIJAVALIDACIJA MODELAMODELA
Cilj validacije modela je dvojak: kreiranje modela koji precizno reprezentuje
ponašanje realnog sistema i koji je dovoljno blizak realnom sistemu, tako da se može koristiti za simulaciju, odnosno obavljanje eksperimenata,
povećanje pouzdanosti modela na prihvatljiv nivo, tako da model mogu koristiti različiti donosioci odluke.
DEFINICIJAPROBLEMSKOG
PROSTORA
DEFINICIJAKONCEPTUALNOG
MODELA
PRIKUPLJANJEULAZNIH
PODATAKA
KONSTRUKCIJAMODELA
VERIFIKACIJA& VALIDACIJA
MODELA
IZVRŠAVANJESIMULACIJE
ANALIZA IDOKUMENTOVANJE
REZULTATA
NEISPRAVNO
Validacija modela je iterativna procedura u kojoj se ponašanje modela poredi sa ponašanjem realnog sistema i uočena neslaganja i razlike koriste za ispravke, promenu ili dogradnju modela. Postupak poboljšanja modela se nastavlja sve dok se ne postigne zahtevana tačnost modela.
Simulacija predstavlja prikaz realnog fizičkog sistema pomoću kompjuterskog ili fizičkog modela koji imitira ponašanje tog sistema.
Glossary of Geology (Third Edition, AGU)
Pod simulacijom se podrazumeva proces izgradnje apstraktnih modela za realni sistem ili neki njegov deo i obavljanje većeg broja eksperimenata nad njima.
Računarska simulacija (FON, Beograd)
Pod pojmom modeliranja i simulacije podrazumeva se sklop aktivnosti, koje su pridružene konstruisanju modela realnog sistema i njegovoj simulaciji na računaru. Modeliranje se odnosi, pre svega, na relacije između realnog sistema i modela, a simulacija na relacije između računara i modela.
Schulz and Sullivan (1972.)
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
DEFINICIJA SIMULACIJEDEFINICIJA SIMULACIJE
MODELIRANJE SIMULACIJA VALIDACIJA
BAZAMODELA
BAZAPODATAKA
CILJEVI
EKSPERIMENTISANJE
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
PROCES MODELIRANJA I SIMULACIJEPROCES MODELIRANJA I SIMULACIJE
Pod optimizacijom se podrazumeva postupak ili metodologija kreiranja plana, sistema ili odluke kojom se poboljšava funkcionalnost ili efikasnost koliko god je to moguće.
Merriam-Webster’s Collegiate Dictionary (Tenth Edition, AU)
Globalna optimizacija ima zadatak da pronađe apsolutno najbolji set prihvatljivih rešenja koja zadovoljavaju zadate ciljeve, formulisane matematičkim jednačinama.
Introduction to Global Optimization, Arnold Neumaier
Pod optimizacijom se podrazumeva proces traženja i pronalaženja najboljeg (optimalnog) rešenja problema.
Principia Cybernetica Web
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
DEFINICIJA DEFINICIJA OPTIMIZACIJEOPTIMIZACIJE
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
ZNAČAJ I CILJEVI ZNAČAJ I CILJEVI PRIMENPRIMENEE MODELA MODELA
Upoznavanje sistema i njegovog ponašanja
Opis sistema i njegovog ponašanja
Predviđanje ponašanja sistema
Planiranje razvoja sistema
Školovanje i trening kadrova
Kontrola bazirana na modelu (model based control)
Kontrola u realnom vremenu (real-time control)
Sistem podrške odlučivanju (decision support system)
Simulacija na modelu omogućava predviđanje odgovora realnog sistema u najrazličitijim uslovima eksploatacije i definisanje najpoveljnijih upravljačkih dejstava čiji efekat će biti procenjena na modelu, pre nego što se vreme, novac i materijal ulože u fizički deo sistema.
Iako su finansijska ulaganja u razvoj modela značajna, ona su višestruko manja od ulaganja u bilo kakve intervencije na fizičkom delu sistema.Finansijska ulaganja u razvoj modela se veoma brzo revalorizuju kroz uštede pri eksploataciji sistema, ostvarene poboljšanjem informacionog i upravljačkog dela sistema.
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
ZNAČAJ I CILJEVI ZNAČAJ I CILJEVI PRIMENPRIMENEE MODELA MODELA
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
MODELIRANJMODELIRANJEE VODOPRIVREDNIHVODOPRIVREDNIH SISTEMA SISTEMA
Održivi razvoj“Bolji kvalitet života za sve, za sadašnje i generacije koje tek dolaze.”
A better quality of life (1999)
Značajne konferencije Vienna International Conference - Agenda for Science for
Environment and Development into the 21th Century (1991) Dublin International Conference on Water and Environment -
Development Issues for the 21st Century (1992) Rio de Janeiro Earth Summit - Agenda for change (1992)
Integralno upravljanje vodnim resursima na slivu Modeliranje vodotoka i akumulacija
Modeliranje postrojenja za prečišćavanje vode za piće
Modeliranje sistema za distribuciju vode
Modeliranje kanalizacionih sistema
Modeliranje postrojenja za preradu otpadnih voda
"A distribution system may be analyzed using model - simulation programs or system - optimization programs. Simulation programs determine heads and flows at all nodes and pipes in the network. Optimization programs determine pipe sizes, pump heads, or pipe locations that optimize a particular objective, usually the lowest-cost solution. “
“Distribucioni sistemi mogu biti analizirani korišćenjem model - simulacionih programa ili sistem - optimizacionih programa. Simulacioni programi određuju pritiske i proticaje u svim čvorovima i cevima mreže. Optimizacioni programi određuju prečnike cevi, tip pumpi, ili položaj cevi kao optimalno rešenje za zadatu ciljnu funkciju, a to je najčešće minimalna cena koštanja sistema.“
American Water Works Association (AWWA):"Distribution Network Analysis for Water Utilities”
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
MODELIRANJMODELIRANJEE KOMUNALNIHKOMUNALNIH SISTEMA SISTEMA
Sadašnjost modeliranja Veliki broj studija i projekata komunalnih sistema Buran razvoj simulacionih i optimizacionih tehnologija i
metoda, softverskih paketa, merno-regulacione opreme Ulaganje ogromnih finansijskih sredstava u studije, projekte
komunalnih sistema, razvoj novih metoda i tehnologija Široka saradnja i razmena stručnih, tehnoloških i naučnih
dostignuća na globalnom nivou
Budućnost modeliranja Integralno upravljanje vodnim resursima Informacioni sistemi Primena metoda veštačke intelegencije Ekspertni sistemi (Expert system) Sistemi podrške odlučivanju (Decision support system)
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
SADAŠNJOST I SADAŠNJOST I BUDUBUDUĆĆNOST MODELIRANJANOST MODELIRANJA
EXPERT
SY ST EM
P I P ID FOX
CONT ROLER
, , SIMUL ATION OPT IMISAT ION&
NEUROFUZZY
CONTROL ER
SY ST EM
MANA GEMENT
FUZZY
EXPERT
SY ST EM
CSMP
FL
GPSS
TS
EP ANET
NN
SP /GA SA /J O VO
Arandjelović D., Milićević D., Milenković S. : Software support to the continual measuring and central control aimed at the reduction of water loss in water supply system; Jubilee Scientific Conference, University of Architecture, Civil Engineering And Geodesy - Sofia, Proceedings, Vol. 7, Sofia, Novembar 2002., p. 59-64.
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
BUDUBUDUĆĆNOST MODELIRANJANOST MODELIRANJA
”In the anticipated symbiotic partnership, men will set the goals, formulate the hypotheses, determine the criteria, and perform the evaluation. Computing machines will do the routinizable work that must be done to prepare the way for insights and decisions in technical and scientific thinking.”
”U očekivanom simbiotskom partnerstvu, čovek će postavljati ciljeve, formulisati hipoteze, određivati kriterijume i obavljati procene. Kompjuterske mašine će obaljati rutinske poslove koji moraju biti uradjeni da bi se priprimio put za prodore i odluke u tehničkim i naučnim istraživanjima.”
Licklider: ”Man-Computer Symbiosis ”, 1960.
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
BUDUBUDUĆĆNOST MODELIRANJANOST MODELIRANJA
Uvod u mUvod u modeliranje sistemaodeliranje sistema
KOMENTARI I PITANJAKOMENTARI I PITANJA
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
TIPOVI MODELATIPOVI MODELA
Simulacioni modeli Hidraulički model Model kvaliteta vode Hidrološki model
Hidraulički model Hazen-Williams, Darcy-Weisbach, Chezy-Manning, Kutter
Model kvaliteta vode Konzervacija masa u sprezi sa kinetikom reakcija
Hidrološki model Racionalna metoda
Vrste simulacija Statičke simulacije Dinamičke simulacije
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
TIPOVI MODELATIPOVI MODELA
Optimizacioni modeli Izbor varijantnog rešenja sistema Dimenzionisanje elemenata izabranog rešenja sistema Kalibracija modela
Optimizacione metode Metode lokalne optimizacije
- Linearno programiranje- Kvadratno programiranje- Simplex method
Metode globalne optimizacije- Random Search- Bayesian Global Optimization- Harmony Search- Simulated Annealing- Genetic Algorithms
RAZVOJKOMERCIJALNOG
SOFTVERAOLAKŠAVA RAD
SVE VEĆI IKOMPLIKOVANIJISISTEMI I MODELI
OPTIMIZACIJAPOSTAJE ZAHTEV
Dragan Savić: Matematičko modeliranje vodovodnih mreža, 13. Savetovanje Jugoslovenskog društva za hidraulička istraživanja, Sokobanja, 09-11.10.2002.
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
TIPOVI MODELATIPOVI MODELA
DIMENZIONISANJE ELEMENATA
SISTEMA
KALIBRACIJA MODELASISTEMA
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
GENETSKI ALGORITAMGENETSKI ALGORITAM
Kapacitet
Zahtev
Troškovi
Standardno projektovanje
Rešenja dobijena
optimizacijom
Pareto kriva
Dragan Savić: Matematičko modeliranje vodovodnih mreža, 13. Savetovanje Jugoslovenskog društva za hidraulička istraživanja, Sokobanja, 09-11.10.2002.
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
GENETSKI ALGORITAMGENETSKI ALGORITAM
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
PRIKAZ ELEMENATA VODOVODNOG SISTEMAPRIKAZ ELEMENATA VODOVODNOG SISTEMA
RESERVOIR
VALVE
TANK
PRESSUREJUNCTION
PRESSUREPIPE
PUMP
RESERVOIR- IZVORIŠTE VODE
TANK - REZERVOAR
VALVE - KONTROLNI ZATVARAČ
PUMP - PUMPNA STANICA
JUNCTION - ČVOR MREŽE
PIPE - DEONICA MREŽE
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
PRIKAZ ELEMENATA KANALIZACIONOG SISTEMAPRIKAZ ELEMENATA KANALIZACIONOG SISTEMA
MANHOLE - KONTROLNO OKNO
INLET - KIŠNI SLIVNIK
OUTLET - IZLIV
MANHOLE
OUTLET
PIPE
PIPE - DEONICA MREŽE
PUMP - PUMPNA STANICA
WET WELL - RETENCIONI BASEN
Osnovni parametri komunalnog sistema Topologija i topografija komunalnog sistema
• čvorovi mreže• deonice mreže• rezervoari, crpne stanice, zatvarači
Podaci o crpnim stanicama, rezervoarima, ... Podaci o slivnim površinama
Hidraulički parametri sistema Karakteristike cevne mreže (korišćeni materijali, starost
cevi, koeficijenti rapavosti, ...) Režim rada zatvarača, pumpnih agregata Hidrauličke karakteristike slivnih površina
Opterećenje sistema Potrošnja vode Dotok kišne i otpadne vode, infiltracija Neravnomernost potrošnje\doticaja vode, dnevna,
sezonska, godišnja
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
PPODACI NEOPHODNI ZA RAZVOJ MODELAODACI NEOPHODNI ZA RAZVOJ MODELA
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
AUTOMATIZACIJA PRIKUPLJANJA PODATAKAAUTOMATIZACIJA PRIKUPLJANJA PODATAKA
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
PRIKAZ REZULTATAPRIKAZ REZULTATA
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
TABELARNI PRIKAZ REZULTATATABELARNI PRIKAZ REZULTATA
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
GRAFIČKIGRAFIČKI PRIKAZ REZULTATA PRIKAZ REZULTATA
From Buildings to Main SewerHotel and Golf Resort Sanitary Sewer
SAMPLE 1Haestad Methods Inc.
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
KVALITETNA TKVALITETNA TEHNIEHNIČKA DOKUMENTACIJAČKA DOKUMENTACIJA
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
ANIMIRANI PRIKAZ REZULTATAANIMIRANI PRIKAZ REZULTATA
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
ANIMIRANI PRIKAZ REZULTATAANIMIRANI PRIKAZ REZULTATA
Teorijske osnove modeliranjaTeorijske osnove modeliranja
KOMENTARI I PITANJAKOMENTARI I PITANJA
Hardverska i softverska podrHardverska i softverska podrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
HARDVERSKA PODRHARDVERSKA PODRŠKA MODELIRANJUŠKA MODELIRANJUHardverska i softverska podrHardverska i softverska podrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
HARDVERSKA PODRHARDVERSKA PODRŠKA MODELIRANJUŠKA MODELIRANJU
PC RAČUNAR
MERNA OPREMA
NOTEBOOK RAČUNAR
Hardverska i softverska podrHardverska i softverska podrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
RAČUNARSKA OPREMARAČUNARSKA OPREMAHardverska i softverska podrHardverska i softverska podrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
RAČUNARSKA OPREMARAČUNARSKA OPREMA
Procesor:Intel Pentium II 400Mhz minimum, 500Mhz recommended
Radna memorija: 128 Mb minimum, 256 Mb recommended
Prostor na disku: 20 Gb minimum
Ulazni uređaji: Mouse, Scaner
Izlazni uređaji: Printer, Ploter
Operativni sistem: Microsoft Windows XP Professional, Microsoft Windows 2000, Microsoft Windows NT4, Microsoft Windows Me, Microsoft Windows 98
MERAČIpritisak, proticaj, brzina, padavine,
kvalitet vode
Hardverska i softverska podrHardverska i softverska podrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
MERNA OPREMAMERNA OPREMAHardverska i softverska podrHardverska i softverska podrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
MERNA OPREMAMERNA OPREMA
DATA LOGERIGPS
UREĐAJI
Hardverska i softverska podrHardverska i softverska podrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
SOFTVERSKA PODRSOFTVERSKA PODRŠKA MODELIRANJUŠKA MODELIRANJUHardverska i softverska podrHardverska i softverska podrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
SOFTVERSKA PODRSOFTVERSKA PODRŠKA MODELIRANJUŠKA MODELIRANJU
S IM U L A T ION & OP T IM ISA T ION
V ISU A L ISAT ION
COM U N IC AT ION
DA T A BA SEM A NA GE M E N T
R E P OR TM A NA GE M E N T
WT PM odel
CA DL evel
M odemDirec t
R ivers , L akes ,Res ervoirs
M odel
G ISL evel
A /D, D/A
DataBas e
TextReports
K now ledgeBas e
Diagrams,Char ts
F uzzyK now ledge
Bas e
M aps ,profi les
Bas e ofM odels
Bas e ofE xamples
E x ternalBas e
B itmap andvec tor images
ConbinedReports
Offi c eE xport
RunoffM odel
WaterDis tribution
M odel
Sew er SystemM odel
WWT PM odel
M odelL evel
InternetTCP /IP
Milićević D., Milenković S., Nikolić V.: The Informatics Support To The Water Resources Integral Protection From Pollution; The 6th World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics, Orlando, Florida, USA, July 14 - 18, 2002., Proceedings, Volume I: Information Systems Development I, p. 227-232.
Microsoft
- Excel
- Access, ODBC, DAO, ADO
- Visual VB, Visual C++
http://www.microsoft.com
Oracle
- Database
- Development Tools
- Application Server
http://otn.oracle.com
Hardverska i softverska podrHardverska i softverska podrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
RAD SA BAZAMA PODATAKARAD SA BAZAMA PODATAKA
Inprise
- QuattroPro
- Paradox, InterBase, Database Desktop, BDE
- Delphi, C++ Builder
http://www.borland.com
Hardverska i softverska podrHardverska i softverska podrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
CADCAD//GIS TEHNOLOGIJEGIS TEHNOLOGIJE
Autodesk
- AutoCAD
- Map, Map Guide, Raster Design
- Land Development, Civil Design, Survey
http://www.autodesk.com
Bentley Systems
- Micro Station
- GeoGraphics, PowerMap, Descartes, GeoOutlook
- CivilPAK, Water, WasteWater, InRoads, ...
http://www.bentley.com
ESRI
- ArcView, ArcEditor, ArcInfo
- ArcSDE, ArcIMS
- ArcReader, ArcPad, ArcExplorer, ...
http://www.esri.com
EpaNET
Water Distribution Modeling
U.S. Environmental Protection AgencyCincinnati, Ohio, USA
http://www.epa.gov
MikeNET
Water Distribution Modeling
DHI Water & EnvironmentHorsholm, Denmark
http://www.dhisoftware.com
Hardverska i softverska poHardverska i softverska poddrrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
MODELIRANJE MODELIRANJE VODOVODNIHVODOVODNIH SISTEMA SISTEMA
WaterCAD
Water Distribution Modeling
Haestad Methods, Inc.Waterbury, USA
http://www.haestad.com
H2ONET
Water Distribution Analysis
MWH Soft, Inc.Pasadena, USA
http://www.mwsoft.mw.com
InfoWorks WSIntegrating asset and business planning with water supply and distribution network modeling
Wallingford SoftwareHowbery Park, Wallingford, UK
http://www.wallingfordsoftware.com
PIPE 2000Water Distribution Analysis
Kypipe IncLexington, USA
http://www.kypipe.com
Hardverska i Hardverska i ssoftverska podroftverska podrška mška modelirodeliraanjnjuu sistema sistema
MODELIRANJE VODOVODNIH SISTEMAMODELIRANJE VODOVODNIH SISTEMA
Statiče i dinamičke simulacije sistema Simulacije požara Analiza kvaliteta vode Automatska kalibracija
Proračun troškova izgradnje Proračun troškova energije Analiza dizajn alternativa i scenarija
Razmena podataka i rezultata sa bazama podataka Razmena podataka i rezultata sa CAD-om i GIS-om Tabelarne, grafičke i drugi vidovi prikaza rezultata Kodiranje, anotacija Animirani prikaz rezultata
Hardverska i Hardverska i ssoftverska podroftverska podrška mška modelirodeliraanjnjuu sistema sistema
MODELIRANJE VODOVODNIH SISTEMAMODELIRANJE VODOVODNIH SISTEMA
Hardverska i softverska poHardverska i softverska poddrrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
MODELIRANJE KANALIZACIONIH SISTEMAMODELIRANJE KANALIZACIONIH SISTEMA
MikeSWMM
Stormwater Management Model
DHI Water & Environment DK-2970 Horsholm, Denmark
http://www.dhisoftware.com
SWMM, PCSWMM
Stormwater Management Model
U.S. Environmental Protection AgencyCincinnati, Ohio, USA
http://www.computationalhydraulics.com
SewerCADSanitary Sewer Modeling
Haestad Methods, Inc.Waterbury, USA
http://www.haestad.com
Hardverska i softverska poHardverska i softverska poddrrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
MODELIRANJE KANALIZACIONIH SISTEMAMODELIRANJE KANALIZACIONIH SISTEMA
HydraAnalysis, Design, and Management of Storm, Sanitary, and Combined Collection Systems
PIZER IncorporatedSeattle, WA 98103, USA
http://www.pizer.com
StormCADStorm Sewer Modeling
Haestad Methods, Inc.Waterbury, USA
http://www.haestad.com
InfoWorks CSIntegrating asset and business planning with urban drainage network modeling
Wallingford SoftwareHowbery Park, Wallingford, UK
http://www.wallingfordsoftware.com
Dizajniranje dela sistema ili cele mreže Kombinavanje gravitacionih sistema i sistema pod pritiskom Opterećenje bazirano na fekalnim vodama i infiltraciji Analiza sistema slivnika, šahtova, i cevnog sistema Racionalna metoda proračuna oticaja Proračun oticaja, karakteristika toka u slivniku i gubitaka Statiče i dinamičke simulacije sistema
Proračun troškova izgradnje Analiza dizajn alternativa i scenarija
Razmena podataka i rezultata sa bazama podataka Razmena podataka i rezultata sa CAD-om i GIS-om Tabelarne, grafičke i drugi vidovi prikaza rezultata Kodiranje, anotacija, animirani prikaz rezultata
Softverska podrSoftverska podrška mška modelirodeliraanjnjuu sistema sistema
MODELIRANJE MODELIRANJE KANALIZACIONIHKANALIZACIONIH SISTEMA SISTEMA
Sličnosti softverskih paketa
Grafičko korisničko okruženje
Principi korišćenja programa
Algoritmi proračuna i rezultati
Grafički i tabelarni prikazi rezultata
Razlike softverskih paketa
Način unosa i manipulacije ulaznim podacima
Direktna ili indirektna veza sa bazama podataka
Direktna ili indirektna veza sa CAD-om i GIS-om
Kvalitet prikazivanja i manipulacije izlaznim rezultatima
Dodatne mogućnosti paketa
Tehnička dokumentacija i podrška
Hardverska i softverska poHardverska i softverska poddrrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
SLIČNOSTI SLIČNOSTI I RAZLIKE I RAZLIKE SOFTVERSKIH PAKETASOFTVERSKIH PAKETA
Hardverska i softverska poHardverska i softverska poddrrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
SLISLIČČNOSTI I RNOSTI I RAZLIKE SOFTVERSKIH PAKETAAZLIKE SOFTVERSKIH PAKETA
Hardverska i softverska poHardverska i softverska poddrrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
CENE SOFTVERSKIH PAKETACENE SOFTVERSKIH PAKETA
Broj deonica mreže 10 25 100 250 500 1000 2000 5000 10000 Unlim
WaterCAD Stand-Alone 195 495 995 1995 2995 4995 7995 9995 14995 24955
WaterCADfor AutoCAD 295 995 1495 2995 4995 7995 9995 14995 19995 29995
WaterGEMSfor GIS 4995 7995 9995 14995 19995 29995 39995
Broj deonica mreže 10 25 100 250 500 1000 2000 5000 10000 Unlim
SewerCADStand-Alone 195 995 1995 2995 4995 7995 9995 14995 19995 24955
SewerCADfor AutoCAD 295 1495 2995 4995 7995 9995 14995 19995 24955 29995
Broj deonica mreže 5 10 25 Unlim
StormCADStand-Alone 195 995 2955 4955
StormCADfor AutoCAD 295 1995 4995 7995
Cene su u US$ za single-user programe
Poboljšanje algoritama za simulaciju i optimizaciju sistema
Poboljšanje postojećih elemenata komunalnih sistema i dodavanje novih (Variable Speed Pumps, General Purpose Valve, ...)
Poboljšanje menadžmenta dinamičkih podataka i rezultata
Otvoren “Data Model” (Acess, SQL, Oracle, ...)
Automatsko dizajniranje i kalibracija sistema
Programabilan “Object Model”- Korisničko programiranje i razvoj rešenja,- Integracija sa postojećim podacima i programima,
Potpuna integracija sa GIS tehnologijama i programima- Neće biti razmene podataka između GIS i modela,- Dodatni alati koji će omogućiti dizajn i analizu sistema direktno u GIS programima,- Integracija dinamičkih podataka
Hardverska i softverska poHardverska i softverska poddrrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
BUDUBUDUĆĆNOST NOST SOFTVERASOFTVERA
Lokacija:
• Dover Township (Toms River), New Jersey, USA
Projekat:
• Integracija hidrauličkog modela sistema za distribuciju vode, GIS prostornih analiza i genetskog algoritma u epidemiološkoj studiji
• Simulcija istorijskih karakteristika za period 1962–1996 sistema za distribuciju vode Dover Township
Realizatori:
• Agency for Toxic Substances and Disease Registry
• Multimedia Environmental Simulations Laboratory at Georgia Tech, Atlanta
Softver:
• Epanet Version 2
Hardverska i softverska poHardverska i softverska poddrrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
PRIMERI MODELAPRIMERI MODELA
Lokacija:
• Austin, Texas, USA
Projekat:
• Analiza propagacije opasnih materija kroz komunalu mržu grada Ostina
• Modeliranje velikih komunalnih sistema
Realizatori:
• University of Texas at Austin, 2000.
Softver:
• ArcView and naUTilus for Municipal Sewers
Hardverska i softverska poHardverska i softverska poddrrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
PRIMERI MODELAPRIMERI MODELA
Lokacija:• Budva, SiCGProjekat:• Optimizacija rada pumpnih agregata sistema za
distribuciju vode grada BudvaRealizator:• Doktorska disertacija: Mr Sreten TomovićSoftver:• Epanet Version 2
Lokacija:• Kursumlija, SiCGProjekat:• Analiza mogućnosti povećanja kapaciteta
sistema za distribuciju vode grada KursumlijaRealizator:• Diplomski rad: Gajić LjubišaSoftver:• Epanet Version 2
Hardverska i softverska poHardverska i softverska poddrrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
PRIMERI MODELAPRIMERI MODELA
Hardverska i softverska poHardverska i softverska poddrrška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
KOMENTARI I PITANJAKOMENTARI I PITANJA
Faze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistemaFaze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistema
RAZVOJ MODELARAZVOJ MODELA
PRIKUPLJANJE PODATAKA
KREIRANJEMODELA
KALIBRACIJAMODELA
PRIMENAMODELA
Osnovni parametri komunalnog sistema Topologija i topografija komunalnog sistema
• čvorovi mreže• deonice mreže• rezervoari, crpne stanice, zatvarači
Podaci o crpnim stanicama, rezervoarima, ... Podaci o slivnim površinama
Hidraulički parametri sistema Karakteristike cevne mreže (korišćeni materijali,
starost cevi, koeficijenti rapavosti, ...) Režim rada zatvarača, pumpnih agregata Hidrauličke karakteristike slivnih površina
Opterećenje sistema Potrošnja vode Dotok kišne i otpadne vode, infiltracija Neravnomernost potrošnje vode, dnevna,
sezonska, godišnja
Faze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistemaFaze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistema
PRIKUPLJANJE PODATAKAPRIKUPLJANJE PODATAKA
Faze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistemaFaze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistema
KREIRANJE MODELAKREIRANJE MODELA
Unos podataka Skeniranje, vektorizacija i obrada geodetskih
podloga Kreiranje GIS modela Skeletizacija komunalnog sistema Unos podataka o komunalnom sistemu
Analize na inicijalnom modelu Inicijalne statičke simulacije Inicijalne dinamičke simulacije
Testiranje inicijalnog modela Korekcija grešaka u ulaznim podacima Merenja za potrebe testiranja modela Analiza dobijenih rezultata Izbor mernih mesta za merenje kontrolnih
parametara kalibracije i definisanje programa merenje
Ownership Streets and Addresses Structure Values Water Sewer Storm Water Signs
++++++
DIGITALNIMODEL GRADA
DIGITALNEMAPE
BAZEPODATAKA
Hardverska i softverska porHardverska i softverska porška mška modeliranjodeliranjuu sistema sistema
DIGITALNI DIGITALNI GIS GIS MODELMODEL
Faze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistemaFaze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistema
KALIBRACIJA MODELAKALIBRACIJA MODELA
Kontrolni parametri kalibracije Greške u ulaznim podacima
Koeficijenti rapavosti cevi
Koeficijenti oticanja
Potrošnja/dotok vode
Karakteristične krive pumpnih agregata
Merenja kontrolnih parametara Kontinualna merenja pritisaka u izabranim
čvorovima mreže i merenja proticaja u izabranim deonicama mreže
Merenja režima rada pumpnih agregata
Merenja režima punjenja i pražnjenja rezervoara
Statistika kalibracije Greška modela (razlike modeliranih i merenih
parametara za izabrana merna mesta)
Faze razvoja modela vodovoFaze razvoja modela vodovoddnog i kanalizacionog sistemanog i kanalizacionog sistema
MERENJAMERENJA ZAZA TESTIRANJETESTIRANJE I KALIBRACIJUI KALIBRACIJU MODELA MODELA
Merenja u vodovodnim sistemima Kontinualna merenja pritisaka
Kontinualna merenja proticaja
Merenja nivoa vode u rezervoarima
Merenja režima rada pumpnih agregata
Merenja u kanalizacionim sistemima Merenje padavina
Kontinualna merenja proticaja
Merenje prelivanja
Faze razvoja modela vodovoFaze razvoja modela vodovoddnog i kanalizacionog sistemanog i kanalizacionog sistema
KALIBRACIJA MODELAKALIBRACIJA MODELA
minimiziranje sume najmanjih kvadrata
minimiziranje suma apsolutnih razlika
minimiziranje maksimuma apsolutnih razlika
Faze razvoja modela vodovoFaze razvoja modela vodovoddnog i kanalizacionog sistemanog i kanalizacionog sistema
KALIBRACIJA MODELAKALIBRACIJA MODELA
Monitoring i kalibracija modela kanalizacione mreže grada Osla
Monitoring equipment Number of
LAMBRECHT
rain gauge stations
7
CASELLA
Mobile rain gauge
9
ADS FLOWMETERS 8
ISCO Ultrasonic
level gauges (flow
10
ISCO Ultrasonic
level gauges (Overflow)
5
DT -2000 Over flow logger 26
Faze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistemaFaze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistema
PRIMENA MODELAPRIMENA MODELA
Optimizacija strategije upravljanja: Identifikacija problema u sistemu i definisanje
prioriteta rešavanja Strategija upravljanja sistemom (redovne, vanredne
i ekscesne situacije)
Optimizacija hidrauličkog režima rada: Režim rada zatvarača Režim rada pumpnih stanica Režim punjenja rezervoara
Poboljšanje kvaliteta vode u sistemu: Kontrola kvaliteta vode (propagacije hemikalija,
starost vode, mrtve zone) Kontrola propagacije zagađenja
Razvoj sistema: Planiranje optimalnog razvoja sistema Automatizacija upravljanja sistemom
Faze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistemaFaze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistema
OBUKA KADROVAOBUKA KADROVA
Opšta obuka Windows okruženje Microsoft Office paket Baze podataka
Stručna obuka CAD tehnologije GIS tehnologije Modeliranje sistema Optimizacija sistema
Specijalistička obuka Modeliranje i optimizacija vodoprivrednih sistema Modeliranje komunalnih sistema Optimizacija komunalnih sistema Primena modela u upravljanju sistemom
Faze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistemaFaze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistema
ORGANIZACIONORGANIZACIONEE I TEHNI I TEHNIČČKKEE P PRETPOSTAVKERETPOSTAVKE
Zakonska regulativa
Svojinska i statusna transformacija
Zakon o vodama, Vodoprivredna osnova, izmene i poboljšanja
postojeće, ili donošenje nove prateće zakonske regulative.
institucionalna i opšta organizovanost,
način finansiranja.
Izrada regionalnih i lokalnih planova razvoja
Tehničko-tehnološke i operativne pretpostavke
Kontinualna obuka i usavršavanje kadrova
Faze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistemaFaze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistema
TRAJANJE I TROŠKOVI RAZVOJA MODELATRAJANJE I TROŠKOVI RAZVOJA MODELA
Trajanje i torškovi razvoja modela zavise od Stanja komunalnog sistema Programskih ciljevi i prioriteta Zahtevane tačnosti modela Raspoloživih podloga i podataka Kvaliteta i pouzdanosti merne opreme koja će biti
korišćena Kvaliteta i pouzdanosti softvera koji će biti korišćen Obučenosti kadrova
Troškovi razvoja modela Troškovi računarske opreme Troškovi merne opreme Troškovi angažovanih sopstvenih kadrova Troškovi konsultantskih usluga (10 – 20 puta veći od
cene komercijalnog softvera koji se koristi za modeliranje)
TYPICAL ANNUAL STUDY CYCLE
Inspection/Testing Activity Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Compile Data
Public Relations
Flow Monitoring
Manhole Inspection
Smoke Testing
CCTV Inspection
Dyed Water Testing
Calibrate Hydraulic Model
Analysis and Report
Tipičan plan aktivnosti za rehabilitacijusanitarne kanalizacione mreže
Faze razvoja modela vodovoFaze razvoja modela vodovoddnog i kanalizacionog sistemanog i kanalizacionog sistema
TRAJANJE I TROŠKOVI RAZVOJA MODELATRAJANJE I TROŠKOVI RAZVOJA MODELA
Budžet i plan aktivnosti za rehabilitacijusanitarne kanalizacione mreže
Faze razvoja modela vodovoFaze razvoja modela vodovoddnog i kanalizacionog sistemanog i kanalizacionog sistema
TRAJANJE I TROŠKOVI RAZVOJA MODELATRAJANJE I TROŠKOVI RAZVOJA MODELA
Mapping Flow Monitor Manhole Insp
Smoke Test Clean/CCTV Modeling
Analysis Recommend
Feb
Apr
Jan
Aug
Jul
Mar
Dec
Nov
Sep
Oct
Jun
May
Study Design Rehab Admin
$6.00-10.00$6.00-10.00
$0.50-1.00$0.50-1.00
$1.00-2.00$1.00-2.00
$0.50-1.50$0.50-1.50
Estimated Budget $/lf
Hydraulic Modeling $0.05 - $0.15/lf
Faze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistemaFaze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistema
GREŠKE U RAZVOJU MODELAGREŠKE U RAZVOJU MODELA
Izbor simulacionih i optimizacionih metoda i provera validnosti dobijenih rezultata i upravljačkih dejstava i efekta njihove primene na realan sistem,
Izbor i formulisanje kriterijumskih funkcija i ograničenja u sistemu, vodeći računa da ne dođe do smanjenja fleksibilnosti i funkcionalnosti komunalnog sistema u različitim uslovima eksploatacije,
Izbor softverskog paketa za modeliranje sistema
Pravilano izabrana merno-regulaciona oprema, zavisno od problema koji se istražuje i uslova koji vladaju na terenu,
Održavanje ugrađene merno-regulacione opreme i njena redovna kalibracija,
Primarna obrada i provera validnosti merenih podataka i njihovo selektivno i kritičko korišćenje,
Kalibrisan model razmatranog komunalnog sistema koji verno simulira rad sistema u različitim uslovima eksploatacije,
Odgovarajuća kadrovska struktura i osoblje koje dobro poznaje razmatrani komunalni sistem i vlada savremenim informacionim tehnologijama i sistemima,
Promena stava i suštinsko učešće komunalnih preduzeća u realizaciji i primeni modela
Faze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionogFaze razvoja modela vodovodnog i kanalizacionog sistema sistema
KOMENTARI I PITANJAKOMENTARI I PITANJA
Primena modela u projektovanju i eksploatacijiPrimena modela u projektovanju i eksploataciji
PRIMENA MODELA U PROJEKTOVANJU SISTEMAPRIMENA MODELA U PROJEKTOVANJU SISTEMA
izgradnje novih komunalnih sistema
izgradnje kapitalnih razvojnih komunalnih sistema koji se realizuju po fazama
proširenja postojećih komunalnih sistema
rekonstrukcije dotrajalih komunalnih sistema (definisanje prioriteta zamene cevi, promena prečnika cevi, rekonstrukcija zatvarača, rezervoara, pumpnih stanica i drugih elemenata komunalnog sistema)
rehabilitacije komunalnih sistema radi poboljšanja njihovih performansi
razvoja urbanih sredina
Najpovoljnija i najeftinija tehnička rešenja pri planiranju i projektovanju:
Primena modela u projektovanju i eksploatacijiPrimena modela u projektovanju i eksploataciji
PRIMENA MODELA U PRIMENA MODELA U EKSPLOATACIJIEKSPLOATACIJI SISTEMA SISTEMA
Optimalna strategija upravljanja komunalnim sistemom uz minimiziranje troškova.
Efekti primene simulacionih i optimizacionih modela: tehnički
sanitarni
ekonomski
Tehnički efekti:
poboljšanje hidrauličkih karakteristika sistema rešavanjem prioritetnih problema u sistemu
poboljšanje hidrauličkih karakteristika sistema kontrolom rada zatvarača i pumpnih stanica
smanjenje defekata u sistemu
definisanje optimalnih rešenja pri planiranju razvoja sistema
Primena modela u projektovanju i eksploatacijiPrimena modela u projektovanju i eksploataciji
PRIMENA MODELA U PRIMENA MODELA U EKSPLOATACIJIEKSPLOATACIJI SISTEMA SISTEMA
Sanitarni efekti:
poboljšanje kvaliteta vode i zaštita sistema od zagađenja u redovnim i ekscesnim situacijama
poboljšanje bakteriološke zaštite
kontrola starosti vode
kontrola izlivanja kanalizacionih voda kontrola propagacije zagadjenja u
kanalizacionoj mreži
Ekonomski efekti:
smanjenje tehničkih gubitaka vode u razvodnoj mreži i gubitaka vode prelivanjem iz rezervoara
optimizaciju utroška energije pumpnih stanica
optimizacija utroška preparata za dezinfekciju
optimalna rešenja rehabilitacije sistema
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100
Starost sistema (godina)
Per
form
anse
sis
tem
a (%
)
Preostale performanse
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100
Starost sistema (godina)
Per
form
anse
sis
tem
a (%
)
RE
HA
BIL
ITA
CIJ
A
RE
HA
BIL
ITA
CIJ
A
RE
HA
BIL
ITA
CIJ
A
RE
HA
BIL
ITA
CIJ
A
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100
Starost sistema (godina)
Per
form
anse
sis
tem
a (%
)
10% 4% 2% - FREKVENCIJA REHABILITACIJE
Primena modela u projektovanju i eksploatacijiPrimena modela u projektovanju i eksploataciji
REHABILITACIJA KOMUNALNIH SISTEMAREHABILITACIJA KOMUNALNIH SISTEMA
Primena modela u projektovanju i eksploatacijiPrimena modela u projektovanju i eksploataciji
REHABILITACIJA KOMUNALNIH SISTEMAREHABILITACIJA KOMUNALNIH SISTEMA
Preporučeni redosled aktivnosti:
Identifikacija problema
Definisanje ciljeva
Razvoja menadžment sistema
Evaluating the Results
Planiranje alternativa - Razvoj hidrauličkog modela (kalibracija, analiza) - Selektovanje projektnih kriterijuma - Optimizacija rezultata - Definisanje prioriteta za poboljšanje stanja
Realizacija rešenja - Rehabilitacija deonica mreže - Rehabilitacija drugih elemenata mreže - Sanacija privatnih priključaka (Isključenje sa mreže, rehabilitacija) - Preventivno održavanje
Primena modela u projektovanju i eksploatacijiPrimena modela u projektovanju i eksploataciji
TEHNITEHNIČČKI, KI, SANITARNISANITARNI I EKONOMSKI EFEKTI I EKONOMSKI EFEKTI
40%Slovenia
22%Slovak Republic
39%22%Romania
29%Poland
24%Lithuania
25%13%Latvia
21%Hungary
60%naEstonia
70% in big towns52%Bulgaria
MaximumAverageCountry
Dr. Galia Bardarska: Water Problems in Some EU Pre-Accession Countries, 3rd WATERSAVE Network Meeting, London, May 27, 2002
APROKSIMATIVNI GUBICI VODE U SISTEMIMA ZA DISTRIBUCIJU VODE
Primena modela u projektovanju i eksploatacijiPrimena modela u projektovanju i eksploataciji
EEKONOMSKI EKONOMSKI EFEKTI PRIMENE MODELAFEKTI PRIMENE MODELA
Fort Collins-Loveland Water District Original Simulation Expansion Plan:Estimated Cost of Pipe $5,850,000
Fort Collins-Loveland Water District GA Optimized Expansion Plan:
Estimated Cost of Pipe $2,970,000
Primena modela u projektovanju i eksploatacijiPrimena modela u projektovanju i eksploataciji
EEKONOMSKI EKONOMSKI EFEKTI PRIMENE MODELAFEKTI PRIMENE MODELA
Fort Collins-Loveland Water District, Coloradosistem sa 84 cevi, ušteda: $2,885,000 (49.2%)
Seaford Rise Development, El. 126 Zone, Adelaide, Australiasistem od 27 cevi, ušteda: $113,000 (12,1%)
Seaford Rise Development, El. 80 Zone, Adelaide, Australiasistem sa 105 cevi, ušteda: $116,000 (6.0%)
Loveday/Cobdogla Irrigation, Australiasistem sa 56 cevi, ušteda: $335,000 (11.0%)
Corbie Hills Irrigation, New South Wales, Australiasistem sa 84 cevi, ušteda: $113,000 (15.8%)
Uštede ostvarene primenom simulacionih i optimizacionih modela pri projektovanju i rekonstrukciji sistema za distribuciju vode:
Primena modela u projektovanju i eksploatacijiPrimena modela u projektovanju i eksploataciji
EEKONOMSKI EKONOMSKI EFEKTI PRIMENE MODELAFEKTI PRIMENE MODELA
Primena modela u projektovanju i eksploatacijiPrimena modela u projektovanju i eksploataciji
KOMENTARI I PITANJAKOMENTARI I PITANJA
Primena modela u projektovanju i eksploatacijiPrimena modela u projektovanju i eksploataciji
UMESTO ZAKLJUČKAUMESTO ZAKLJUČKA
Grešiti je ljudski,
ali da bi ste stvarno zabrljali
potreban Vam je računar.
Copyright © 2003 Dragan Milićević. All rights reserved.