کاربرد تکنیک نگاشت خود سامان در تشخیص گستره آلودگی تعمدی در شبکه توزیع آب شهری

زمینه و هدف: شبکه های توزیع آب به علت گستردگی و در دسترس بودن، مستعد وقوع حملات تروریستی از طریق تزریق مواد سمی هستند. پژوهش حاضر با هدف کاربرد شبکه عصبی غیر نظارت شونده نگاشت خود سامان یا Self-Organizing Map (SOM) در تشخیص گستره آلودگی تعمدی سم آرسنیک در شبکه توزیع آب شهری تهران صورت گرفت. روش بررسی: بدین منظور، ابتدا وضعیت هیدرولیکی موجود شبکه توزیع آب تحت پوشش مخزن شماره ۴ تهران به عنوان پایلوت مدل سازی شد. سپس سناریوهای محتمل تزریق آلاینده آرسنیک در نقاط مختلف شبکه توزیع آب با استفاده از تحلیل کیفی شبکه و کاربرد تحلیلگر EPANET و با کدنویسی در محیط نرم افزار R نگارش شدند. برای یافتن گستره آلودگی به ازای تزریق آرسنیک در زمان ها و مکان های مختلف در شبکه توزیع آب، از شبکه SOM استفاده شد. یافته ها: میزان غلظت آلودگی در یک نقطه مشخص با گذشت زمان کاهش یافته و میان زمان و غلظت، همبستگی بالایی وجود دارد. همچنین، گستره آلودگی وابسته به میزان مصرف مشترکین و به تبع آن، ساعت تزریق آلودگی است. روش توسعه یافته در پژوهش حاضر ۹۱ درصد با واقعیت تطابق دارد و با سرعت بالا قادر به مشخص نمودن گستره آلودگی در شبکه توزیع آب است. نتیجه گیری: تکنیک SOM می تواند به عنوان تکمیل کننده سیستم پایش کیفیت آب و تشخیص آلودگی در شبکه توزیع آب شهری مورد استفاده قرار گیرد تا در کوتاه ترین زمان ممکن، به عنوان جایگزین مدل سازی کمی-کیفی شبکه توزیع آب، گستره آلودگی را در هنگام تشخیص آلودگی احتمالی مشخص نماید.  

کلیدواژه ها:

Water distribution network ، Hydraulic analysis ، Artificial intelligence ، Self-organizing map ، شبکه توزیع آب ، تحلیل هیدرولیکی ، هوش مصنوعی ، نگاشت خود سامان