Метод моделирования продолжительности и частоты водопотребления различными водоразборными устройствами
https://doi.org/10.31675/1607-1859-2024-26-2-132-147
EDN: LBCJAF
Аннотация
Постановка задачи. Значения расчетных расходов воды, получаемые при помощи существующих детерминированных моделей и методов, не могут отразить фактическую изменчивость режимов работы водопроводной сети. Однако данная задача может быть решена при помощи имитационного моделирования. Стохастическая природа процесса водопотребления подразумевает использование при его описании ряда случайных величин с определенными законами распределения, характеризующими основные составляющие данного процесса: интенсивность, продолжительность и частоту.
В настоящей работе рассматриваются вопросы математического описания продолжительности и частоты водопотребления наиболее распространенными типами водоразборных устройств: смесителями кухонной мойки и ванны (душевой кабины), унитазом со смывным бачком, стиральной и посудомоечной машинами.
Цель работы – обоснование метода математического моделирования продолжительности водопотребления различными водоразборными устройствами, а также частоты (вероятности) их использования в течение суток.
Результаты. Приведены результаты исследования продолжительности и частоты водопотребления различными водоразборными устройствами, использующими воду из внутренней системы водоснабжения здания. Представлены результаты анализа эмпирических данных, полученных в ходе исследования, а также расчетов, выполненных на их основе.
Выводы. Предложен и обоснован метод математического моделирования продолжительности непрерывного водопотребления наиболее распространенными типами водоразборных устройств, а также частоты (вероятности) их использования в течение суток.
Об авторе
Д. Е. Поливанов
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Россия
Россия
Дмитрий Евгеньевич Поливанов, аспирант
190005, г. Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., 4
Список литературы
1. Heidari A., Navimipour N.J., Unal M. Applications of ML/DL in the management of smart cities and societies based on new trends in information technologies: A systematic literature review // Sustainable Cities and Society. 2022. V. 85. P. 104089.
2. Гвоздицкий М.А., Огороднова Ю.В., Лейтес Д.С. Принципы построения среды общих данных информационной модели строительного объекта в облачном сервисе // Архитектура, строительство, транспорт. 2022. № 3. С. 74–81. DOI: 10.31660/2782-232X-2022-3-74-81
3. СП 30.13330.2020. Внутренний водопровод и канализация зданий. 2020.
4. Новицкий Н.Н., Вантеева О.В. Задачи и методы вероятностного моделирования гидравлических режимов трубопроводных систем // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2008. № 1 (53). С. 68–75.
5. Салугин А.Н., Балкушкин Р.Н. О применении искусственных нейронных сетей для моделирования водопотребления // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2021. № 1. С. 70–85. DOI: 10.35567/1999-4508-2021-1-5
6. Карамбиров С.Н., Уманский П.М., Бекишева Л.Б. Распределение гидравлических параметров в системе подачи и распределения воды при штатных и послеаварийных режимах работы // Природообустройство. 2012. № 4. С. 48–51.
7. Николенко И.В., Рыжаков А.Н. Нелинейная модель оптимизации параметров силовых агрегатов насосной станции подкачки системы водоснабжения // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2019. № 4 (724). С. 47–63.
8. Чупин В.Р., Душин А.С. Оценка надежности водообеспечения эксплуатируемых систем подачи и распределения воды // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2009. № 3 (39). С. 186–191.
9. Карамбиров С.Н., Манукьян Д.А., Бекишева Л.Б. Оценка надежности подачи воды системами водоснабжения // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2013. № 6. С. 63–65.
10. Новицкий Н.Н., Вантеева О.В. Моделирование стохастики потокораспределения в гидравлических цепях // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2011. № 2. С. 122–131.
11. Buchberger S.G., Wu L. Model for instantaneous residential water demands // Journal of Hydraulic Engineering. 1995. V. 121. № 3. P. 232–246. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9429(1995)121:3(232)
12. Alvisi S., Franchini M., Marinelli A. A stochastic model for representing drinking water demand at residential level // Water Resources Management. 2003. V. 17. P. 197–222.
13. Vertommen I. et al. Water demand uncertainty: the scaling laws approach. Rijeka, Croatia, 2012. 160 с.
14. Buchberger S.G., Wells G.J. Intensity, duration, and frequency of residental water demands // Journal of Water Resources Planning and Management. 1996. V. 122. № 1. P. 11–19. DOI: https://doi.org/10.1061(ASCE)0733-9496(1996)122:1(11)
15. Blokker E., Vreeburg J. Monte Carlo simulation of residential water demand: A stochastic enduse model // Impacts of global climate change. 2005. P. 1–12.
16. Mazzoni F. et al. Exploiting high-resolution data to investigate the characteristics of water consumption at the end-use level: A Dutch case study // Water Resources and Industry. 2023. V. 29. P. 100198. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wri.2022.100198
17. Vertommen I., Magini R., Cunha M. Scaling water consumption statistics // Journal of Water Resources Planning and Management. 2014. V. 141. № 5. DOI: 10.1061/(ASCE)WR.1943-5452.0000467
18. Поливанов Д.Е., Семенов А.А. Исследование режима отбора воды смесителем из системы водоснабжения // Известия КГАСУ. 2023. № 2 (64). С. 60–69. DOI: 10.52409/20731523_2023_2_60
19. Поливанов Д.Е., Семенов А.А. BIM-технологии с элементами программирования при анализе режимов работы внутренних сетей водоснабжения зданий // BIM-моделирование в задачах строительства и архитектуры (BIMAC 2023). Санкт-Петербург : СПбГАСУ, 2023. С. 81–91. DOI: 10.23968/BIMAC.2023.012
20. Garcia V.J. et al. Stochastic model to evaluate residential water demands // Journal of water resources planning and management. 2004. V. 130. № 5. P. 386–394.
21. Волгин П.Н., Масленникова Т.Н. Определение теоретического закона распределения случайных величин, используемых в имитационной модели // Морская радиоэлектроника. 2010. № 3–4 (33–34). С. 74–78.
22. Лемешко Б.Ю., Лемешко С.Б., Семенова М.А. К вопросу статистического анализа больших данных // Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2018. № 44. С. 40–49. DOI: 10.17223/19988605/44/5
23. Dempster A.P., Laird N.M., Rubin D.B. Maximum likelihood from incomplete data via the EM algorithm // Journal of the royal statistical society: series B (methodological). 1977. V. 39. № 1. P. 1–22.
24. Колмогоров А.Н. Теория вероятностей и математическая статистика : сб. статей. Москва : Наука, 1986. 535 с.
25. Игнатчик В.С., Саркисов С.В., Обвинцев В.А. Исследование коэффициентов часовой неравномерности водопотребления // Вода и экология: проблемы и решения. 2017. № 2 (70). С. 27–39. DOI: 10.23968/2305-3488.2017.20.2.27-39
Рецензия
Для цитирования:
Поливанов Д.Е. Метод моделирования продолжительности и частоты водопотребления различными водоразборными устройствами. Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2024;26(2):132-147. https://doi.org/10.31675/1607-1859-2024-26-2-132-147. EDN: LBCJAF
For citation:
Polivanov D.E. Mathematical simulation of duration and frequency of water consumption by various water dispensers. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture. 2024;26(2):132-147. (In Russ.) https://doi.org/10.31675/1607-1859-2024-26-2-132-147. EDN: LBCJAF
Просмотров:
224
Послать статью по эл. почте 