Application of factoring and time-space simulation methods for assessment of the reliability of water-pipe networks

W artykule przedstawiono sposób wyznaczenia niezawodności sieci wodociągowych przy wykorzystaniu algorytmu faktoryzacji. Jest to metoda oparta na teorii grafów i ich redukcji, umożliwiająca obliczenie niezawodności układu o określonej strukturze połączeń między elementami ale bez wyznaczania jego struktury niezawodnościowej. Dla wybranej sieci wyznaczono wpływ uszkodzenia poszczególnych odcinków rurociągów na jej niezawodność. W sieciach wodociągowych szczególnie ważne jest zapewnienie odpowiednich parametrów dostarczanej wody. Za pomocą symulacji czasowo-przestrzennej określono wartości wskaźnika warunków poboru wody WWPW w całej analizowanej sieci oraz jego zmiany, w efekcie uszkodzenia wytypowanych odcinków rurociągów. Przedstawione metody faktoryzacji i symulacja czasowo-przestrzenna, do wyznaczenia wartości wskaźnika WWPW, wzajemnie się uzupełniają w ocenie niezawodności. Pozwalają zwiększyć wiarygodność oceny niezawodności i mogą być wykorzystywane w prowadzeniu racjonalnej eksploatacji sieci wodociągowych.

This article presents a method for determining the reliability of water-pipe networks through the application of factoring algorithms. This is a method based on graph theory and graph reduction, making it possible to calculate the reliability of a system with a specific structure of connections between its elements without determining its reliability structure. The impact of damage to individual pipeline segments on a network’s overall reliability was also determined. In water-pipe networks, it is also particularly important to ensure that the appropriate parameters of water are maintained. Values of the water supply conditions index (WSCI) in the entire analysed network and changes resulting from damage to selected pipeline segments were determined by means of time-space simulation. The presented factoring and time-space simulation methods for determining WSCI index values are mutually complementary in the assessment of reliability. They make it possible to improve the credibility of reliability assessment and may be used to conduct rational usage of water-pipe networks.