بخشی از مقاله
چکیده
تحولات تکنولوژیکی ایجاد شده در دهه های اخیر زمینه ساز حرکت به سمت هوشمند سازی فضا شده است. سنسور یکی از ابزارهای هوشمند سازی می باشد. وقوع نشت از عوامل مهم هدر رفت آب بوده و در برخی مراکز صنعتی، قطعی آب کوتاه مدت ناشی از نشت، منجر به خسارت های مالی سنگین می شود. از این رو هوشمند سازی میتواند جهت تشخیص نشت در لوله های آبرسانی اجرا شود.
هدف این تحقیق استفاده از سیستم های اطلاعات مکانی برای جایایی بهینه سنسورهای نشت یاب در سیستم آبرسانی شهرک صنعتی مأمونیه می باشد. برای رسیدن به این منظور با تعین مدل تصمیم گیری مناسب، تشخیص معیارهای موثر در وقوع نشت و ترکیب نقشه های مربوط به هر معیار، نقشه جایایی سنسورهای نشت یاب در شبکه ی توزیع، خط انتقال و خط پمپاژ به دست آمد. در نهایت با توجه به مطالعات انجام شده سنسورهای مناسب برای هر بخش از سیستم آبرسانی منطقه مورد مطالعه ارائه گردید.
-1 مقدمه
امروزه با تحولات انجام شده در دنیای فناوری اطلاعات، مشکلات مکانی به سمتی پیش میروند که از طریق سیستم های IT1 حل شوند. به کمک فناوری اطلاعات و هوشمند سازی این امکان ایجاد میشود که فضا امکان حس کردن داشته باشد. به منظور تحقق این هدف سنسورها یکی از ابزارهای قابل استفاده می باشند. سنسور المان حس کننده ای است که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و ... را به کمیتهای الکتریکی پیوسته - آنالوگ - یا غیرپیوسته - دیجیتال - تبدیل می کند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد.
سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای یک سیستم را به واحد کنترل ارسال می کنند و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاه ها می شوند.[11] همچنین قابل ذکر است کمبود آب در ایران یکی از عوامل محدود کننده اصلی توسعه فعالیتهای اقتصادی در دهه های آینده به شمار می رود. نتایج بررسی ها درنقاط مختلف کشورمان نشان دهنده ی درصد بالای تلفات ناشی از آب به حساب نیامده در سیستم های آبرسانی می باشد.
کمبود منابع آب و هزینه های سنگین تامین مجدد آب از دست رفته نشان دهنده ی لزوم به کار گیری روش های مناسب جهت کنترل وکاهش آب به حساب نیامده می باشد. نشت و ترکیدگی مولفه اصلی و حاکم در آب به حساب نیامده است و وجود آن در سیستم های آبرسانی واقعیتی انکار ناپذیر است. کنترل نشت علاوه بر جلوگیری از اتلاف سرمایه به کار گرفته شده برای استحصال آب ، باعث استفاده بهینه از منابع آب نیز می گردد.[2]
علاوه بر این در برخی مراکز صنعتی نیاز به آب امری ضروری حتی قطعی کوتاه مدت ناشی از نشت و ترکیدگی لوله ها باعث مختل شدن فعالیت این مراکز و در نتیجه خسارت های مالی سنگینی خواهد شد. لذا تعین نقاط دارای احتمال بالای نشت، کنترل آنها به کمک سنسورهای نشت یاب و اصلاح این نقاط قبل از گسترش آن، علاوه بر جلوگیری از هدررفت آب، مانع از بروز چنین خسارتهایی خواهد شد. بسیاری از عوامل موثر بر نشت و ترکیدگی لوله های آب، مکانمند هستند از این رو GIS می تواند ابزاری بسیار مؤثر حساب آید. هدف این تحقیق، جانمایی سنسورهای تشخیص نشت در شبکه توزیع آب، خطوط انتقال و پمپاژ در شهرک صنعتی مأمونیه و ارائه سنسورهای مناسب با توجه به وضعیت منطقه مورد مطالعه می باشد.
-2 پیشینه ی تحقیق
در راستای مدیریت نشت، سیستمی حامی تصمیم گیری براساس تلفیق GIS، RS و مدلهای هیدرولیکی جهت مدلسازی وقوع نشت در لوله های آب توسعه داده شده است که با در نظر گرفتن پارامترهای مربوط به سیستم لوله های آب، مدیریت و طراحی سیستم آبرسانی و پارامترهای مربوط به سایت مورد نظر، نقشه مربوط به مناطق با بیشترین احتمال نشت تولید شده است [9] علاوه بر این ارزیابی و سیمولیشن ترکیدگی لوله های آب بر اساس متغیرهای مختلف عمر، قطر و جنس لوله و ارتفاع زمین مورد توجه قرار گرفته است .[7]
قابل ذکر است مکانیابی نشت وتعین مقدارآن بر اساس روشی بر پایه بهینه سازی از طریق کالیبراسیون مدل هیدرولیکی فشارهای گره ای شبکه توزیع شهری انجام شده است .[6] در تحقیقات بیان شده برخی از عوامل موثر بر نشت و ترکیدگی لوله های آب مد نظر قرار گرفته و همه معیارهای موثر لحاظ نشده است. سیستم PIPENET به منظور نظارت لوله های آب با استفاده از شبکه ی بی سیم سنسورها پیاده سازی شده است که از آنالیز داده های هیدرولیکی و صوتی- لرزشی برای تشخیص و موقعیت یابی محل نشت استفاده می کند.[8]
سیستم MISE-PIPE روشی دیگر براساس القای مغناطیسی در شبکه بی سیم سنسورها برای تشخیص نشت و تعین محل آن می باشد که در آن از دو نوع سنسور متفاوت که در بالای سطح لوله ها و داخل لوله ها قرار می گیرند استفاده می شود. در این نوع شبکه ی سنسوری اندازه گیری های مختلف سنسورها با استفاده از تکنیک هدایت موج به روش القای مغناطیسی به صورت آنی به مرکز کنترل گزارش می شود. در شکل 4 نمایشی از این سسیتم ارائه شده است .[13]
