Prognozowanie obciążenia hydraulicznego miejskiego systemu wodociągowego z wykorzystaniem modeli rozmytych typu TSK

Przedstawiono możliwości prognozowania dobowego poboru wody w miejskim systemie wodociągowym. W tym celu wykorzystano modele o strukturze Takagi-Sugeno-Kanga (TSK), w których następnikiem jest klasyczny model liniowy uwzględniający dynamikę, co pozwala na określenie ich struktury jako „modeli liniowych rozmywanych strefowo”. W przeprowadzonych rozważaniach wykorzystano dane (o liczebności 974) pochodzące z sieci wodociągowej Rzeszowa obejmujące przedział czasu od 01-07-2005 do 29-02-2008. Na podstawie zarejestrowanych danych porównano tygodniowe wartości poboru wody w różnych porach roku. Kolejno przedstawiono modele TSK oraz sposób ich wyznaczania. Wykazano, że modelowanie może odbyć się w oparciu o znajomość tygodniowych zmian poboru wody, a wynikowy model pozwala prognozować wartości poboru wody w szerokim zakresie zmienności. Uzyskane wyniki przy różnych kombinacjach rozmywania i doboru struktury konkluzji modelu były porównywalne, z czego wynika, że wykorzystywana metoda wyznaczania modeli rozmytych może być stosowana do określania właściwości dynamicznych procesów, w przypadku których nie jest znany dokładny opis modelowanych zjawisk.

The paper presents possibilities of daily water demand forecasting for municipal water supply system. For this purpose, Takagi-Sugeno-Kang’s (TSK) models were applied. In this type of models the conclusion is in the form of a classical linear function, which allows describing their structure as ‛fuzzified linear models’. For the purpose of this study data from the water supply network for the city of Rzeszow was used (974 samples). It covered the period from 1 July 2005 to 29 February 2008. Based on the collected data weakly water demand values were compared for different seasons. Subsequent TSK models were described together with the way they were developed. It was shown that modeling could be based on weakly water demand data and that resulting model allowed predicting water demand values over a wide range of variability. The results received for different combinations of fuzzification and model conclusion structure selection were comparable. Therefore, it could be concluded that the method used for fuzzy model development might be used to determine dynamic properties of the processes for which the exact description of modeled phenomena was unknown.