Modelo híbrido para setorização de sistemas de distribuição de água baseado em teoria dos grafos e particle swarm optimization

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: CORRÊA, Sabrina da Silva
Orientador(a): BEZERRA, Saulo de Tarso Marques
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Engenharia Civil e Ambiental
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Abastecimento de água – João Pessoa (PB)
Água – Qualidade – Medição
Controle da qualidade da água – João Pessoa (PB)
Água - Desperdício – João Pessoa (PB)
Hidráulica
Algoritmos computacionais
Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/39626
Resumo: A expansão acelerada das áreas urbanas, nos últimos anos, implicou no aumento da complexidade do gerenciamento dos sistemas de distribuição de água (SDAs), acarretando em altos índices de perdas de água. Diante disso, diversos estudos propõem a divisão dos SDAs para melhorar a gestão e a segurança operacional dos sistemas. A setorização facilita principalmente a implantação da macromedição e de medidas para o controle de perdas de água. Contudo, é complexo identificar qual é a melhor opção de setorização de SDAs, uma vez que existe um grande número de combinações e os modelos existentes na literatura trazem uma série de limitações ao projeto. Assim, esta pesquisa propõe o desenvolvimento de um modelo híbrido para o projeto ótimo de distritos de medição e controle (DMCs) em sistemas de distribuição de água. A metodologia proposta combina os princípios da teoria dos grafos, com aplicação do algoritmo Dijkstra shortest path (DSP) e o algoritmo metaheurístico binary particle swarm optimization (BPSO) para minimizar os vazamentos nas tubulações por meio do controle da pressão e para a minimização dos custos de operação. O modelo foi aplicado em três sistemas de distribuição reais localizados na cidade de João Pessoa – PB. Os resultados indicam eficiência no projeto de setorização, com soluções ótimas obedecendo às restrições impostas, e semelhantes à setorização projetada por empresa especializada. Conclui-se que o estudo apresenta uma abordagem prática e eficaz para a realização de projetos de distritos de medição e controle de sistemas de abastecimento de água.
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Contudo, é complexo identificar qual é a melhor opção de setorização de SDAs, uma vez que existe um grande número de combinações e os modelos existentes na literatura trazem uma série de limitações ao projeto. Assim, esta pesquisa propõe o desenvolvimento de um modelo híbrido para o projeto ótimo de distritos de medição e controle (DMCs) em sistemas de distribuição de água. A metodologia proposta combina os princípios da teoria dos grafos, com aplicação do algoritmo Dijkstra shortest path (DSP) e o algoritmo metaheurístico binary particle swarm optimization (BPSO) para minimizar os vazamentos nas tubulações por meio do controle da pressão e para a minimização dos custos de operação. O modelo foi aplicado em três sistemas de distribuição reais localizados na cidade de João Pessoa – PB. Os resultados indicam eficiência no projeto de setorização, com soluções ótimas obedecendo às restrições impostas, e semelhantes à setorização projetada por empresa especializada. Conclui-se que o estudo apresenta uma abordagem prática e eficaz para a realização de projetos de distritos de medição e controle de sistemas de abastecimento de água.CAPESThe accelerated expansion of urban areas in recent years has led to an increase in the complexity of managing water distribution systems (WDS), resulting in high rates of water loss. Therefore, several studies propose the division of WDS to improve the management and operational security of systems. The sectorization facilitates the implementation of macromeasuring and measures to control water losses. However, it is complex to identify which is the best option for sectorization, since there are a large number of combinations, and the method in the literature bring a series of limitations to the project. This research proposes the development of a hybrid model for the optimal design of district metered areas (DMA) in water distribution systems. The proposed methodology combines the principles of graph theory, with the application of the Dijkstra shortest path (DSP) algorithm, and the meta-heuristic algorithm binary particle swarm optimization (BPSO) to minimize leaks in the pipes by means of pressure control, and to minimize the project costs. The model was applied to three real distribution systems located in the city of João Pessoa - PB. The results indicate efficiency in the sectorization project, with optimal solutions obeying the imposed restrictions, and similar to the sectorization designed by a specialized company. It is concluded that the study presents a plausible and effective model for the realization of projects of district metered areas.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia Civil e AmbientalUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessAbastecimento de água – João Pessoa (PB)Água – Qualidade – MediçãoControle da qualidade da água – João Pessoa (PB)Água - Desperdício – João Pessoa (PB)HidráulicaAlgoritmos computacionaisModelo híbrido para setorização de sistemas de distribuição de água baseado em teoria dos grafos e particle swarm optimizationinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPELICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82310https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/39626/3/license.txtbd573a5ca8288eb7272482765f819534MD53TEXTDISSERTAÇÃO Sabrina da Silva Corrêa.pdf.txtDISSERTAÇÃO Sabrina da Silva Corrêa.pdf.txtExtracted texttext/plain154403https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/39626/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Sabrina%20da%20Silva%20Corr%c3%aaa.pdf.txtef043488d580cc1eba6a263e68095534MD54THUMBNAILDISSERTAÇÃO Sabrina da Silva Corrêa.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Sabrina da Silva Corrêa.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1290https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/39626/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Sabrina%20da%20Silva%20Corr%c3%aaa.pdf.jpg7c9e4343da0ade98b40ccddabe60f02cMD55ORIGINALDISSERTAÇÃO Sabrina da Silva Corrêa.pdfDISSERTAÇÃO Sabrina da Silva Corrêa.pdfapplication/pdf3207774https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/39626/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Sabrina%20da%20Silva%20Corr%c3%aaa.pdfeccaa679e9c6b5fa6045ace434f75f90MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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