عنوان پایان‌نامه
تحلیل ریسک سیستم های فاضلاب با استفاده از شبکه های بیزین
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران -مهندسی آب - فاضلاب
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1833;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59882
- تاریخ دفاع
- ۱۳ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- محمدجواد عنبری
- استاد راهنما
- مسعود تابش
- چکیده
- سیستم¬های فاضلاب به‌عنوان یکی از مهم¬ترین زیرساخت¬های شهری، وظیفه جمع¬آوری و تصفیه فاضلاب تولیدی جهت بازگشت به طبیعت و یا استفاده مجدد از فاضلاب را بر عهده دارند. با توجه به اهمیت خاص این سیستم¬ها در جوامع امروز، لزوم عملکرد مطلوب و پایدار این سیستم¬ها بر هیچ¬کس پوشیده نیست. یکی از مهم¬ترین بخش¬های سیستم¬های فاضلاب، شبکه¬های جمع¬آوری فاضلاب است. عملکرد مناسب یک شبکه جمع¬آوری فاضلاب وابسته به برنامه بهره¬برداری و نگه¬داری آن است که با اجرای برنامه ارزیابی و تحلیل ریسک این شبکه¬ها، می¬توان به میزان قابل‌توجهی سطح ریسک را پایین آورده و موجب افزایش کارایی و عملکرد سیستم شد. در تحقیق حاضر مدلی برای تحلیل ریسک شبکه¬های جمع¬آوری فاضلاب با استفاده از شبکه¬های بیزین ارائه شده است که با توجه به قابلیت¬های شبکه¬های بیزین و ویژگی¬های سیستم¬های فاضلاب، مدل ارائه‌شده از کارایی بالایی برخوردار است. در این مدل، میزان ریسک با ترکیب احتمال شکست و پیامدهای شکست محاسبه می¬شود. در این راستا شکست¬ها و آسیب¬های ممکن در شبکه¬ها به دو دسته شکست¬های سازه¬ای و شکست¬های هیدرولیکی تقسیم شده¬اند. جهت محاسبه احتمال شکست، از شبکه¬های بیزین استفاده شده که الگوریتم معرفی‌شده در چهار گام اساسی آماده¬سازی ورودی¬های مدل، آموزش شبکه بیزین، صحت¬سنجی شبکه آموزش‌دیده و دریافت نتایج خروجی از مدل تشکیل شده است. محاسبه پیامدهای شکست با استفاده از میانگین¬گیری وزنی عوامل موثر در این پیامدها انجام شده که برای به‌دست آوردن وزن و امتیازهای مربوط به عوامل مذکور، از نظرات کارشناسی استفاده شده است. پس از محاسبه احتمال و پیامدهای شکست، نتایج حاصل با توجه به مزیت¬های سیستم¬های فازی با استفاده از سیستم استنباط فازی ممدانی ترکیب شده و با استفاده از روش مرکز ثقل، غیرفازی می¬گردد. برای نشان دادن کاربرد روش معرفی‌شده، قسمتی از شبکه جمع¬آوری فاضلاب شهر تهران به‌عنوان مطالعه موردی انتخاب شده است و با استفاده از ریسک به‌دست آمده از مدل، فاضلابروهای شبکه مورد مطالعه در پنج گروه از جهت اولویت برنامه¬های بازرسی و نگه¬داری تقسیم شده¬اند. نتایج حاصل از مدل تحلیل ریسک، نشان از بحرانی بودن وضعیت تعدادی از فاضلابروهای موجود در شبکه دارد که باید این فاضلابروها را در اولویت برنامه¬های بازرسی و در صورت نیاز، تعمیرات قرار داد. البته وضعیت اکثر فاضلابروها از جهت میزان بحرانی بودن، در حد متوسط قرار دارد.
- Abstract
- Wastewater systems, as one of the most important urban infrastructure, are responsible for collecting and treating wastewater to return to nature or reusing it. Due to the special importance of these systems in today's society, the need for stable and optimal performance of them is obvious. One of the most important parts of wastewater systems are wastewater collection networks. Proper functioning of a sewer network is depended on operation and maintenance (O&M) program. In this regard, performing risk analysis of this network can be significantly effective in decreasing the risk level and increasing the system performance. In this research, a model has been developed for risk analysis of wastewater collection networks using Bayesian networks (BNs). According to Bayesian networks capabilities and features of the sewer systems, the introduced model has high performance. In this model, the risk of failure is calculated by combining the probability and consequences of failure and failures of system are divided into structural failures and hydraulical failures. To calculate the probability of failure, a four-stage algorithm based on BNs are used. The algorithm steps include the preparation of model inputs, training the Bayesian network, validation of the trained network and receiving output results. Consequences of failure calculated using the weighted average of the factors affecting the consequences and expert opinion has been used to determine the weights and scores of these factors. After calculating the probability and consequences of failure, the results due to the advantages of fuzzy systems have been combined using Mamdany fuzzy inference system and then defuzzificated using the center of gravity method. To illustrate the application of this method, a part of Tehran's wastewater collection system is selected as a case study. Using the risk values obtained from risk analysis model, the sewers have been divided into five categories for prioritizing the inspection and maintenance plans. The results of the model, indicate that some sewers in this network are likely in the critical condition and therefore, inspection and maybe repairs program should be considered for them.
