دانلود پروژه:تدوین الگوریتم افزایش آمادگی و تحلیل ریسک سیستم‌های فاضلاب شهری

 

فهرست مطالب

فصل اول – مقدمه………………………………………………………………………………………………….. 1

1-1-کلیات…………………………………………………………………………………………………………… 1

1-2-ضرورت تحقیق………………………………………………………………………………………………. 1

1-3-اهداف تحقیق……………………………………………………………………………………………….. 3

1-4-فرضیات تحقیق…………………………………………………………………………………………….. 4

1-6-ساختارپایان‌نامه…………………………………………………………………………………………….. 4

فصل دوم- مفاهیم پایه و پیشینه تحقیق…………………………………………………………………….. 6

2-1- تعاریف و مفاهیم پایه……………………………………………………………………………………… 6

2-1-1-  طرح جمع­آوری شبکه فاضلاب……………………………………………………………………… 6

2-1-1-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………….. 6

2-1-1-2- تاسیسات شبکه جمع آوری فاضلاب……………………………………………………………. 6

2-1-1-3- عوامل موثردر انتخاب روش اجرایی شبکه جمع آوری فاضلاب………………………….. 8

2-1-1-4- معرفی روش­های اجرای شبکه جمع­آوری فاضلاب…………………………………………… 9

روش اجرایی در سیستم شبکه جمع­آوری فاضلاب درحالت ثقلی:……………………………………… 9

روش اجرایی در سیستم شبکه جمع­آوری فاضلاب در حالت تحت مکش:……………………………. 10

معرفی سیستم شبکه جمع­آوری فاضلاب تحت مکش:……………………………………………………. 10

اجزاء سیستم جمع­آوری تحت مکش:………………………………………………………………………… 11

2-1-2- ريسك…………………………………………………………………………………………………… 12

2-1-2-1- تعریف ریسک………………………………………………………………………………………. 12

2-1-2-2  ارزیابی یا تحلیل ریسک………………………………………………………………………….. 14

2-2- پیشینه تحقیق……………………………………………………………………………………………. 16

2-2-1- تحقیقات مرتبط با زمینه ریسک سیستم‌های آب وفاضلاب…………………………………. 16

2-2-2- تحقیقات مرتبط با توسعه و استفاده از روش بیزین…………………………………………… 20

2-3- جمع­بندی…………………………………………………………………………………………………. 24

فصل سوم- روش شناسی………………………………………………………………………………………. 26

3-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………. 26

3-2- آسیب­ها و پیامدهای ممکن و عوامل آن‌ها…………………………………………………………. 26

3-2-1- آسیب­های ممکن در شبکه جمع­آوری فاضلاب………………………………………………… 26

3-2-1-1- شکست سازهای………………………………………………………………………………….. 27

3-2-1-2- شکست هیدرولیکی……………………………………………………………………………… 29

3-2-2- عوامل تاثیرگذاردرمورد هرآسیب………………………………………………………………… 30

3-2-3- پیامدهای شکست………………………………………………………………………………….. 32

3-3- شبکه­های بیزین………………………………………………………………………………………… 34

3-3-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………….. 34

3-3-2- تئوری بیز…………………………………………………………………………………………….. 35

3-3-3- معرفی شبکه های بیزین………………………………………………………………………….. 37

3-3-4- مفاهیم احتمالاتی شبکه بیزین…………………………………………………………………… 42

3-3-5- استنباط درشبکه بیزین…………………………………………………………………………… 43

3-4- ساختار مدل پیشنهادی برای محاسبه احتمال شکست………………………………………… 44

3-4-1- گام اول: آماده سازی ورودی­های مدل…………………………………………………………… 44

گام 1-1- جمع­آوری داده‌های مورد نیاز و آماده سازی داده‌ها…………………………………………. 44

گام 1-2- ارائه دسته بندی‌های مختلف برای هر پارامتر………………………………………………… 45

گام 1-3- شناسایی بهترین دسته بندی برای هر پارامتر……………………………………………….. 46

گام 1-4- تقسیم بندی داده­ها به دودسته داده‌های کالیبراسیون و صحت سنجی………………… 48

3-4-2- گام دوم: آموزش شبکه بیزین……………………………………………………………………. 48

گام 2-1- طراحی اولیه ساختار شبکه بیزین………………………………………………………………. 48

گام 2-2- آموزش ساختارشبکه بیزین……………………………………………………………………… 48

الگوریتمPC ……………………………………………………………………………………………………… 49

الگوریتمNPC …………………………………………………………………………………………………… 50

گام 2-3- آموزش پارامترهای شبکه بیزین………………………………………………………………… 52

3-4-3- گام سوم : صحت سنجی مدل……………………………………………………………………. 53

3-4-4- گام چهارم : دریافت خروجی مدل……………………………………………………………….. 54

3-5- محاسبه ریسک شکست فاضلابروها………………………………………………………………… 56

3-5-1- مقایسه روش­های محاسبه ریسک شکست…………………………………………………….. 56

3-5-1-1- روش ماتریس ریسک……………………………………………………………………………. 56

3-5-1-2- سیستم‌های فازی………………………………………………………………………………… 57

قواعد فازی……………………………………………………………………………………………………….. 58

3-6- جمع­بندی…………………………………………………………………………………………………. 62

فصل چهارم: مطالعه موردی……………………………………………………………………………………. 64

4-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………. 64

4-2- شرح مطالعه موردی…………………………………………………………………………………….. 64

4-2-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………… 64

4-2-1-1- ویژگی‌های شهرتبریز…………………………………………………………………………….. 65

4-2-1-2- مشخصات کلی طرح فاضلاب تبریز…………………………………………………………… 68

4-2-2- مشخصات محدوده انتخابی………………………………………………………………………… 69

4-3- محاسبه احتمال شکست فاضلابروها………………………………………………………………… 71

4-3-1- انتخاب عوامل موثر…………………………………………………………………………………… 71

4-3-2- گام اول: آماده سازی ورودی‌های مدل………………………………………………………….. 72

4-3-2-1- جمع­آوری داده­های مورد نیاز و آماده سازی داده‌ها………………………………………. 72

4-3-2-2- ارائه دسته بندی‌های مختلف و شناسایی بهترین دسته بندی برای هر پارامتر…….. 74

4-3-2-3- تقسیم بندی داده‌ها به دو دسته داده‌های کالیبراسیون و صحت سنجی……………. 80

4-3-3- گام دوم : آموزش شبکه بیزین……………………………………………………………………. 81

4-3-3-1- طراحی ساختار شبکه بیزین…………………………………………………………………… 81

4-3-3-2- آموزش پارامترهای شبکه بیزین…………………………………………………………….. 82

4-3-4- صحت سنجی مدل…………………………………………………………………………………. 83

4-3-5- دریافت خروجی مدل………………………………………………………………………………. 85

4-4- محاسبه میزان پیامد شکست فاضلابروها………………………………………………………….. 86

4-4-1-هزینه‌های مستقیم…………………………………………………………………………………… 87

1-هزینه تعویض لوله……………………………………………………………………………………………. 87

2-هزینه تعمیر لوله…………………………………………………………………………………………….. 88

4-4-2- عوامل هزینه‌‌ها و پیامد‌های غیرمستقیم……………………………………………………….. 89

1-کیفیت فاضلاب……………………………………………………………………………………………….. 89

2-فاصله فاضلابرو از سطح آب زیرزمینی…………………………………………………………………… 90

3-فاصله فاضلابرو از چاه‌های برداشت آب………………………………………………………………….. 91

4-قطرفاضلابرو (D)……………………………………………………………………………………………… 91

5-فاصله فاضلابرو از لوله آب…………………………………………………………………………………. 93

6-فاصله فاضلابرو از رودخانه…………………………………………………………………………………. 94

7-اهمیت ساختمان‌های اطراف و اهمیت مشترکین……………………………………………………… 95

8-نوع راه………………………………………………………………………………………………………….. 96

9-عبور لوله از زیر یا مجاور خطوط راه‌آهن………………………………………………………………… 96

10-نزدیکی به محل‌های عمومی………………………………………………………………………………. 97

11-تعداد مشترکین……………………………………………………………………………………………… 97

4-4-3- محاسبه پیامدهای شکست فاضلابروهای مورد مطالعه………………………………………. 99

4-5- محاسبه ریسک شکست فاضلابروها………………………………………………………………. 100

4-6- جمع بندی………………………………………………………………………………………………. 105

فصل پنجم : جمع­بندی وارائه پیشنهادات…………………………………………………………………. 107

5-1- جمع­بندی تحقیق و نتیجه گیری…………………………………………………………………….. 107

5-2- پیشنهادات………………………………………………………………………………………………. 109

منابع ومراجع…………………………………………………………………………………………………….. 112

پیوست الف : مزایا و معایب لوله‌های مختلف………………………………………………………………. 117

پیوست ب : پرسش نامه و نظرسنجی از کارشناسان…………………………………………………….. 120

پیوست ج : مقدار  CIبرای فاضلابروهای معمول…………………………………………………………. 125

 

فهرست اشکال

 

شکل1-1- روند ارائه مطالب در پایان‌نامه. 5

شکل 2-1- نمونه‌ای از نحوه صحیح چیدمان لوله­ها در کارگاه. 12

شکل3- 1- نمودار شبکه بیزین مسئله درخت سیب… 40

شکل3- 2- مثال ساده‌ای از شبکه بیزین  (نیکووکراچیان، 1388). 43

شکل3- 3- الگوریتم مدل محاسبه احتمال شکست شبکه فاضلاب با استفاده از شبکه بیزین.. 45

شکل3- 4- ساختار شبکه آموزش دیده با استفاده از الگوریتم NPC (HUGIN EXPERT A/S, 2012)  51

شکل3- 5- نمونه‌ای از داده های ورودی دو دسته‌ای (HUGIN EXPERT A/S, 2012). 52

شکل3- 6- محاسبه احتمال ترک خوردگی در یک فاضلابرو با استفاده از دو عامل عمق و جنس لوله  54

شکل3- 7- محاسبات رو به عقب در شبکه بیزین.. 55

شکل3- 8- توابع عضویت فازی مثال عمق فاضلابرو. 58

شکل3- 9- تابع عضویت احتمال و پیامدهای شکست… 60

شکل3- 10- تابع عضویت ریسک شکست… 60

شکل3- 11-نحوه ترکیب نتایج قواعد منطقی.. 61

 

شکل4- 1- نقشه توپوگرافی شهر تبریز. 65

شکل4- 2- رودخانه تلخه رود ( آجی چای). 67

شکل4- 3- پل قاری بر روی رودخانه مهران رود ( قوریچای). 67

شکل4- 4- محدوده مناطق آب و فاضلاب شهر تبریز. 69

شکل4- 5- محدوده منطقه 3 آبفای تبریز (دور محدوده انتخابی در شکل خط کشیده شده است). 70

شکل4- 6- نقشه محدوده انتخابی جهت محاسبه ریسک… 70

شکل4- 7- نمودار فراوانی قطرهای مختلف موجود در شبکه جمع آوری فاضلاب مورد مطالعه. 75

شکل4- 8- ساختار شبکه بیزین مطالعه موردی.. 81

شکل4- 9- شبکه بیزین مطالعه موردی آموزش‌ دیده. 83

شکل4- 10-دقت پیش بینی مدل برای داده‌های صحت سنجی.. 84

شکل4- 11- نمودار تعداد فاضلابروها در هر دسته احتمال شکست… 85

شکل4- 12- نمودارCI  برای عامل فاصله فاضلابرو از سطح آب زیرزمینی.. 90

شکل4- 13- نمودار CI عامل قطر فاضلابرو. 92

شکل4- 14- نمودار CI عامل فاصله فاضلابرو از لوله آب.. 94

شکل4- 15- نمودار CI عامل فاصله فاضلابرو از رودخانه. 95

شکل4- 16- نمودار شاخص پیامد برای عامل تعداد مشترکین.. 98

شکل4- 17-  نمودار تعداد فاضلابروهای موجود در هر یک از دسته های پیامد شکست… 100

شکل4- 18-  نحوه ترکیب نتایج قواعد منطقی 103

شکل4- 19-  فراوانی فاضلابروها در دسته‌های ریسک… 103

 

 فهرست جداول

 

جدول3- 1-  انواع آسیب‌های ممکن در شبکه‌های جمع­آوری فاضلاب  ( نشریه شماره 520 معاونت نظارت راهبردي ، 1388). 27

جدول3- 2-  عوامل موثر در احتمال شکست­های سازه‌ای و هیدرولیکی.. 31

جدول3- 3-  پیامدهای غیر مستقیم شکست در شبکه و عوامل موثر بر آنها 34

جدول3- 4-  احتمال خشکی P(dry). 41

جدول3- 5-  احتمال بیماری P(sick). 41

جدول3- 6-  جدول  CPTمربوط به ریزش برگ P(Losses | Sick, Dry). 41

جدول3- 7-  ماتریس ریسک جهت ترکیب احتمال و پیامدها (Salman, 2010). 57

جدول4- 1- نتایج گرانولومتری جهت تعیین بافت سازنده­‌ها و حد خمیرایی و محله‌ای نمونه برداری شده  66

جدول4- 2- عوامل موثر در نظر گرفته شده در مطالعه موردی جهت محاسبه احتمال شکست… 73

جدول4- 3- تعداد لوله‌های دارای حداقل یک شکست و بدون شکست… 76

جدول4- 4- دسته بندی پارامترهای شبکه بیزین.. 80

جدول4- 5-  هزینه مستقیم تعویض و مقدار CI برای لوله‌های موجود در منطقه مورد مطالعه ( فهرست ‌بهای واحد پایه رشته شبکه جمع‌آوری و انتقال فاضلاب، 1393). 88

جدول پ -الف- 1- مزایا و معایب لوله­ها با جنس‌های مختلف (منزوی، 1389،نشریه شماره 163 سازمان برنامه ‌و بودجه ،  1376 ، نشریه شماره 3-117 معاونت نظارت راهبردي، 1392 وSalman, 2010). 117

جدول پ-ب- 1- تعیین وزن عوامل موثردرپیامدها (اثرات) شکست… 121

جدول پ-ب- 2- معادل عبارت­های بیانی مربوط به وزن عوامل شکست… 122

جدول پ-ب- 3- معادل عبارات بیانی مربوط به امتیاز هر یک از دسته‌های عوامل.. 122

جدول پ-ب- 4- تعیین امتیاز مربوط به هر دسته از عوامل تاثیر پیامد. 123

جدول پ-ج- 1- هزینه تعویض و شاخص پیامد برای لوله‌های معمول فاضلابی ( فهرست ‌بهای واحد پایه رشته شبکه جمع‌ آوری و انتقال فاضلاب، 1393). 125