ارزیابی ریسک شکست در شبکه فاضلاب با توسعه شبکه های بیزین و تصمیم گیری چندمعیاره مکانی

محورهای موضوعی : کاربرد GIS&RS در برنامه ریزی

سید مرتضی قریشی ¹ , محمد حسن وحیدنیا ² , امین رضا نشاط ³

1 - دانشجوی کارشناسی ارشد سنجش از دور و GIS، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
2 - گروه سنجش از دور و GIS، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات
3 - استادیار گروه سنجش از دور و GIS، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

تاریخ دریافت : 1402/01/28 تاریخ پذیرش : 1402/03/31 تاریخ انتشار : 1402/03/31

کلید واژه: DEA, ریسک, احتمال شکست, عواقب شکست, سیستم پشتیبان تصمیم گیری مکانی,

چکیده مقاله :

شکست در شبکه فاضلاب به عنوان یکی از زیرساختهای مهم شهری می تواند عواقب نامطلوبی به همراه داشته باشد که گاهی حتی منجر به مختل شدن بخشی از عملکرد یک شهر می شود. در این مقاله ریسک شکست در شبکه های فاضلاب بر اساس ترکیب احتمال شکست و عواقب شکست در منطقه 4 آب و فاضلاب تهران انجام گرفت. برای این منظور ابتدا از شبکه های بیزین جهت بدست آوردن احتمال شکست استفاده شد. شبکه بر اساس ویژگی هایی چون رسوبات، نشت لوله ها، خوردگی، سایش لوله ها، و تغییر شکل لوله ها تشکیل گردید. برای تعداد 1610 لوله که 70% برای آموزش و 30% برای تست استفاده شد، احتمال انسداد لوله ها 6.7%، احتمال شکست هیدرولیک 2.2%، احتمال شکست ساختاری 0.3% و احتمال کلی شکست برای لوله ها مقدار 8.7 % بدست آمد. میانگین دقت کلی این مرحله 76% برآورد شد. در برآورد عواقب شکست نیز از تحلیل های مکانی در GIS و روش تصمیم گیری چندمعیاره DEA استفاده گردید. تحلیل های مکانی مانند حریم گذاری برای 9 معیار مکانی موجب شد که با سرعت و کارایی بالا امتیاز دهی لوله ها در صورت وقوع شکست و تأثیر آن بر پیرامون انجام شود. روش DEA مزیت های استفاده از داده های عینی و ذهنی و همچنین کاهش تعداد مقایسه های زوجی را موجب گردید. نهایتآ با تأثیر مقادیر PoF و CoF بر یکدیگر ریسک شکست لوله ها بدست آمده و با رتبه بندی آن ها، 9 مورد در شبکه به عنوان لوله های بحرانی مشخص شدند. نتایج نشان داد که چنین رویکردی قابلیت اعتماد بالایی داشته و با دقت مناسبی می توان ریسک شکست را برآورد نمود.

چکیده انگلیسی:

A failure in the sewage network as one of the important urban infrastructures can have adverse consequences, which sometimes even leads to the disruption of a part of a city's performance. In this article, the risk of failure in sewerage networks was conducted based on the combination of the probability of failure and the consequences of failure in the 4th water and sewerage area of Tehran. For this purpose, Bayesian networks were first used to obtain the probability of failure. The network was formed based on features such as deposits, pipe leakage, corrosion, pipe wear, and pipe deformation. For 1610 pipes, 70% of which were used for training and 30% for testing, the probability of pipe blockage was 6.7%, the probability of hydraulic failure was 2.2%, the probability of structural failure was 0.3%, and the total probability of failure for pipes was 8.7%. The overall average accuracy of this step was estimated at 76%. In estimating the consequences of failure, spatial analysis in GIS and the DEA multi-criteria decision-making method were used. Spatial analysis such as buffer for 9 spatial criteria made it possible to score pipes with high speed and efficiency in case of failure and its impact on the surroundings. The DEA method has the advantages of using objective and subjective data as well as reducing the number of pairwise comparisons. Finally, with the effect of PoF and CoF values on each other, the risk of pipe failure was obtained and by ranking them, 9 items in the network were identified as critical pipes. The results showed that such an approach has high reliability and the risk of failure can be estimated with proper accuracy.