Modeliranje Sistema Kurs

  • Published on
    29-Oct-2014

  • View
    224

  • Download
    2

Embed Size (px)

Transcript

<p>Cilj prorauna nisu cifre ve shvatanje fenomena.</p> <p>Program za reformu lokalne samouprave u Srbiji - Serbia Local Government Reform Project Development Alternatives, Inc.</p> <p>Uvod u modeliranje vodovodnih i kanalizacionih sistema</p> <p>SADRAJ</p> <p>UVOD U MODELIRANJE TEORIJSKE OSNOVE MODELIRANJA VODOVODNIH I KANALIZACIONIH SISTEMA</p> <p>SOFTVERSKA I HARDVERSKA PODRKA MODELIRANJU VODOVODNIH I KANALIZACIONIH SISTEMAFAZE RAZVOJA MODELA VODOVODNIH I KANALIZACIONIH SISTEMA PRIMENA MODELA U PROJEKTOVANJU I EKSPLOATACIJI SISTEMA. EFEKTI PRIMENE MODELA</p> <p>DEFINICIJA MODELA I MODELIRANJAModel je uproena i idealizovana slika realnosti i on je apstrakcija realnosti u smislu da ne moe da obuhvati sve njene aspekte. Model je osnovna pretpostavka simulacije.Raunarska simulacija (FON, Beograd)</p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p>U najirem smislu modeliranje predstavlja finansijski isplativo korienje modela umesto realnog sistema sa ciljem da se doe do odreenih saznanja o sistemu.Raunarska simulacija (FON, Beograd)</p> <p>Pod pojmom modeliranja i simulacije podrazumeva se sklop aktivnosti, koje su pridruene konstruisanju modela realnog sistema i njegovoj simulaciji na raunaru. Modeliranje se odnosi, pre svega, na relacije izmeu realnog sistema i modela, a simulacija na relacije izmeu raunara i modela.Schulz and Sullivan (1972.)</p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p>IZGRADNJA MODELAREALNI SISTEM</p> <p>KONTINUALNA VALIDACIJA</p> <p>VALIDACIJA</p> <p>KONCEPTUALNI MODEL</p> <p>1. Pretpostavke za komponente sistema 2. Strukturne pretpostavke koje definiu interakciju izmeu komponenti sistema 3. Pretpostavke za ulazne parametre i podatkeVERIFIKACIJA OPERACIONI MODEL (RAUNARSKI MODEL )</p> <p>VERIFIKACIJA I VALIDACIJA MODELADEFINICIJA PROBLEMSKOG PROSTORA</p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p>DEFINICIJA KONCEPTUALNOG MODELA</p> <p>Verifikacija modela je postupak provere da li je simulacioni program, kojim se implementira model, bez greaka i da li je konzistentan sa modelom. Validacija modela je postupak odreivanja da li je model precizna reprezentacija realnog sistema. Akreditacija modela je slubeno prihvatanje softverskog modela za odreenu namenu. Softverski model akreditovan za jednu namenu ne mora biti pogodan za drugu. Verifikacija i validacija modela su nezamenljive i kljune faze u razvoju modela koje osiguravaju da su odabrani algoritmi, ulazni podaci i pretpostavke dizajna modela ispravni i da reavaju problem postavljen na poetku ovog procesa.</p> <p>PRIKUPLJANJE ULAZNIH PODATAKA</p> <p>KONSTRUKCIJA MODELA</p> <p>VERIFIKACIJA &amp; VALIDACIJA MODELA</p> <p>IZVRAVANJE SIMULACIJE</p> <p>N E I S P R A V N O</p> <p>ANALIZA I DOKUMENTOVANJE REZULTATA</p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p>VALIDACIJA MODELAPOREENJE MODELA I</p> <p>R E A L N I S I S T E M</p> <p>REALNOG SISTEMA</p> <p>INICIJALNI MODELA</p> <p>REVIZIJAPOREENJE MODELA I REALNOG SISTEMA POSLE I REVIZIJE</p> <p>PRVA REVIZIJA MODELA</p> <p>REVIZIJAPOREENJE MODELA I REALNOG SISTEMA POSLE II REVIZIJE</p> <p>DRUGA REVIZIJA MODELA</p> <p>REVIZIJA</p> <p>.....</p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p>VALIDACIJA MODELA</p> <p>DEFINICIJA PROBLEMSKOG PROSTORA</p> <p>DEFINICIJA KONCEPTUALNOG MODELA</p> <p>PRIKUPLJANJE ULAZNIH PODATAKA</p> <p>Validacija modela je iterativna procedura u kojoj se ponaanje modela poredi sa ponaanjem realnog sistema i uoena neslaganja i razlike koriste za ispravke, promenu ili dogradnju modela. Postupak poboljanja modela se nastavlja sve dok se ne postigne zahtevana tanost modela. Cilj validacije modela je dvojak:N E I S P R A V N O</p> <p>KONSTRUKCIJA MODELA</p> <p>VERIFIKACIJA &amp; VALIDACIJA MODELA</p> <p>kreiranje modela koji precizno reprezentuje ponaanje realnog sistema i koji je dovoljno blizak realnom sistemu, tako da se moe koristiti za simulaciju, odnosno obavljanje eksperimenata, poveanje pouzdanosti modela na prihvatljiv nivo, tako da model mogu koristiti razliiti donosioci odluke.</p> <p>IZVRAVANJE SIMULACIJE</p> <p>ANALIZA I DOKUMENTOVANJE REZULTATA</p> <p>DEFINICIJA SIMULACIJESimulacija predstavlja prikaz realnog fizikog sistema pomou kompjuterskog ili fizikog modela koji imitira ponaanje tog sistema.Glossary of Geology (Third Edition, AGU)</p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p>Pod simulacijom se podrazumeva proces izgradnje apstraktnih modela za realni sistem ili neki njegov deo i obavljanje veeg broja eksperimenata nad njima.Raunarska simulacija (FON, Beograd)</p> <p>Pod pojmom modeliranja i simulacije podrazumeva se sklop aktivnosti, koje su pridruene konstruisanju modela realnog sistema i njegovoj simulaciji na raunaru. Modeliranje se odnosi, pre svega, na relacije izmeu realnog sistema i modela, a simulacija na relacije izmeu raunara i modela.Schulz and Sullivan (1972.)</p> <p>PROCES MODELIRANJA I SIMULACIJE</p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p>CILJEVI MODELIRANJE SIMULACIJA VALIDACIJA</p> <p>BAZA MODELA</p> <p>BAZA PODATAKA</p> <p>EKSPERIMENTISANJE</p> <p>DEFINICIJA OPTIMIZACIJEPod optimizacijom se podrazumeva postupak ili metodologija kreiranja plana, sistema ili odluke kojom se poboljava funkcionalnost ili efikasnost koliko god je to mogue.Merriam-Websters Collegiate Dictionary (Tenth Edition, AU)</p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p>Globalna optimizacija ima zadatak da pronae apsolutno najbolji set prihvatljivih reenja koja zadovoljavaju zadate ciljeve, formulisane matematikim jednainama.Introduction to Global Optimization, Arnold Neumaier</p> <p>Pod optimizacijom se podrazumeva proces traenja i pronalaenja najboljeg (optimalnog) reenja problema.Principia Cybernetica Web</p> <p>ZNAAJ I CILJEVI PRIMENE MODELA Upoznavanje sistema i njegovog ponaanja Opis sistema i njegovog ponaanja Predvianje ponaanja sistema Planiranje razvoja sistema</p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p> kolovanje i trening kadrova</p> <p> Kontrola bazirana na modelu (model based control)</p> <p> Kontrola u realnom vremenu (real-time control) Sistem podrke odluivanju (decision support</p> <p>system)</p> <p>ZNAAJ I CILJEVI PRIMENE MODELASimulacija na modelu omoguava predvianje odgovora realnog sistema u najrazliitijim uslovima eksploatacije i definisanje najpoveljnijih upravljakih dejstava iji efekat e biti procenjena na modelu, pre nego to se vreme, novac i materijal uloe u fiziki deo sistema. Iako su finansijska ulaganja u razvoj modela znaajna, ona su viestruko manja od ulaganja u bilo kakve intervencije na fizikom delu sistema. Finansijska ulaganja u razvoj modela se veoma brzo revalorizuju kroz utede pri eksploataciji sistema, ostvarene poboljanjem informacionog i upravljakog dela sistema.</p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p>MODELIRANJE VODOPRIVREDNIH SISTEMAOdrivi razvojBolji kvalitet ivota za sve, za sadanje i generacije koje tek dolaze. A better quality of life (1999)</p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p>Znaajne konferencije Vienna International Conference - Agenda for Science for Environment and Development into the 21th Century (1991) Dublin International Conference on Water and Environment Development Issues for the 21st Century (1992) Rio de Janeiro Earth Summit - Agenda for change (1992)</p> <p>Integralno upravljanje vodnim resursima na slivu Modeliranje vodotoka i akumulacija Modeliranje postrojenja za preiavanje vode za pie Modeliranje sistema za distribuciju vode Modeliranje kanalizacionih sistema Modeliranje postrojenja za preradu otpadnih voda</p> <p>MODELIRANJE KOMUNALNIH SISTEMA"A distribution system may be analyzed using model simulation programs or system - optimization programs. Simulation programs determine heads and flows at all nodes and pipes in the network. Optimization programs determine pipe sizes, pump heads, or pipe locations that optimize a particular objective, usually the lowest-cost solution. </p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p>Distribucioni sistemi mogu biti analizirani korienjem model - simulacionih programa ili sistem - optimizacionih programa. Simulacioni programi odreuju pritiske i proticaje u svim vorovima i cevima mree. Optimizacioni programi odreuju prenike cevi, tip pumpi, ili poloaj cevi kao optimalno reenje za zadatu ciljnu funkciju, a to je najee minimalna cena kotanja sistema.American Water Works Association (AWWA): "Distribution Network Analysis for Water Utilities</p> <p>SADANJOST I BUDUNOST MODELIRANJASadanjost modeliranja Veliki broj studija i projekata komunalnih sistema Buran razvoj simulacionih i optimizacionih tehnologija i</p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p>metoda, softverskih paketa, merno-regulacione opreme Ulaganje ogromnih finansijskih sredstava u studije, projekte komunalnih sistema, razvoj novih metoda i tehnologija iroka saradnja i razmena strunih, tehnolokih i naunih dostignua na globalnom nivou</p> <p>Budunost modeliranja Integralno upravljanje vodnim resursima Informacioni sistemi Primena metoda vetake intelegencije Ekspertni sistemi (Expert system) Sistemi podrke odluivanju (Decision support system)</p> <p>BUDUNOST MODELIRANJA</p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p>EXPERT SYSTEM</p> <p>SIMULATION &amp; OPTIMISATION</p> <p>PI, PID, FOX CONTROLER</p> <p>EPANET</p> <p>CSMP</p> <p>GPSS NEUROFUZZY</p> <p>NN</p> <p>FL</p> <p>TS</p> <p>CONTROLER</p> <p>FUZZY EXPERT SYSTEM</p> <p>SP</p> <p>GA/SA</p> <p>JO/VO</p> <p>SYSTEM MANAGEMENT</p> <p>Arandjelovi D., Milievi D., Milenkovi S. : Software support to the continual measuring and central control aimed at the reduction of water loss in water supply system; Jubilee Scientific Conference, University of Architecture, Civil Engineering And Geodesy - Sofia, Proceedings, Vol. 7, Sofia, Novembar 2002., p. 59-64.</p> <p>BUDUNOST MODELIRANJAIn the anticipated symbiotic partnership, men will set the goals, formulate the hypotheses, determine the criteria, and perform the evaluation. Computing machines will do the routinizable work that must be done to prepare the way for insights and decisions in technical and scientific thinking.</p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p>U oekivanom simbiotskom partnerstvu, ovek e postavljati ciljeve, formulisati hipoteze, odreivati kriterijume i obavljati procene. Kompjuterske maine e obaljati rutinske poslove koji moraju biti uradjeni da bi se priprimio put za prodore i odluke u tehnikim i naunim istraivanjima.Licklider: Man-Computer Symbiosis , 1960.</p> <p>KOMENTARI I PITANJA</p> <p>Uvod u modeliranje sistema</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p>TIPOVI MODELA</p> <p>Simulacioni modeli Hidrauliki model Model kvaliteta vode Hidroloki model</p> <p>Hidrauliki model Hazen-Williams, Darcy-Weisbach, Chezy-Manning, Kutter</p> <p>Model kvaliteta vode Konzervacija masa u sprezi sa kinetikom reakcija</p> <p>Hidroloki model Racionalna metoda</p> <p>Vrste simulacija Statike simulacije Dinamike simulacije</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p>TIPOVI MODELA</p> <p>Optimizacioni modeli Izbor varijantnog reenja sistema Dimenzionisanje elemenata izabranog reenja sistema Kalibracija modela</p> <p>Optimizacione metode Metode lokalne optimizacije</p> <p>- Linearno programiranje - Kvadratno programiranje - Simplex method Metode globalne optimizacije - Random Search - Bayesian Global Optimization - Harmony Search - Simulated Annealing - Genetic Algorithms</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p>TIPOVI MODELA</p> <p>SVE VEI I KOMPLIKOVANIJI SISTEMI I MODELI</p> <p>RAZVOJ KOMERCIJALNOG SOFTVERA OLAKAVA RAD</p> <p>OPTIMIZACIJA POSTAJE ZAHTEV</p> <p>Dragan Savi: Matematiko modeliranje vodovodnih mrea, 13. Savetovanje Jugoslovenskog drutva za hidraulika istraivanja, Sokobanja, 09-11.10.2002.</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p>GENETSKI ALGORITAMDIMENZIONISANJE ELEMENATA SISTEMA</p> <p>KALIBRACIJA MODELA SISTEMA</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p>GENETSKI ALGORITAMReenja dobijena optimizacijom</p> <p>K a p a c i t e t Pareto kriva</p> <p>Zahtev Standardno projektovanje</p> <p>TrokoviDragan Savi: Matematiko modeliranje vodovodnih mrea, 13. Savetovanje Jugoslovenskog drutva za hidraulika istraivanja, Sokobanja, 09-11.10.2002.</p> <p>PRIKAZ ELEMENATA VODOVODNOG SISTEMATANK</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p>RESERVOIR - IZVORITE VODE TANK VALVE PUMP - REZERVOAR - KONTROLNI ZATVARA - PUMPNA STANICA - DEONICA MREE</p> <p>JUNCTION - VOR MREE PIPEVALVE RESERVOIR</p> <p>PUMP</p> <p>PRESSURE PIPE PRESSURE JUNCTION</p> <p>PRIKAZ ELEMENATA KANALIZACIONOG SISTEMA</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p>OUTLET</p> <p>MANHOLE</p> <p>PIPE</p> <p>MANHOLE - KONTROLNO OKNOINLET OUTLET - KINI SLIVNIK - IZLIV</p> <p>PIPEPUMP</p> <p>- DEONICA MREE- PUMPNA STANICA</p> <p>WET WELL - RETENCIONI BASEN</p> <p>PODACI NEOPHODNI ZA RAZVOJ MODELAOsnovni parametri komunalnog sistema Topologija i topografija komunalnog sistema vorovi mree deonice mree rezervoari, crpne stanice, zatvarai</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p> Podaci o crpnim stanicama, rezervoarima, ... Podaci o slivnim povrinama</p> <p>Hidrauliki parametri sistema Karakteristike cevne mree (korieni materijali, starost cevi, koeficijenti rapavosti, ...) Reim rada zatvaraa, pumpnih agregata Hidraulike karakteristike slivnih povrina</p> <p>Optereenje sistema Potronja vode Dotok kine i otpadne vode, infiltracija Neravnomernost potronje\doticaja vode, dnevna, sezonska, godinja</p> <p>AUTOMATIZACIJA PRIKUPLJANJA PODATAKA</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p>PRIKAZ REZULTATA</p> <p>TABELARNI PRIKAZ REZULTATA</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p>GRAFIKI PRIKAZ REZULTATA</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p>KVALITETNA TEHNIKA DOKUMENTACIJA</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p>Haestad Methods Inc.</p> <p>SAMPLE 1</p> <p>Hotel and Golf Resort Sanitary Sewer From Buildings to Main Sewer</p> <p>ANIMIRANI PRIKAZ REZULTATA</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p>ANIMIRANI PRIKAZ REZULTATA</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p>Teorijske osnove modeliranja</p> <p>KOMENTARI I PITANJA</p> <p>Hardverska i softverska podrka modeliranju sistema</p> <p>HARDVERSKA PODRKA MODELIRANJU</p> <p>PC RAUNAR</p> <p>MERNA OPREMA</p> <p>NOTEBOOK RAUNAR</p> <p>Hardverska i softverska podrka modeliranju sistema</p> <p>RAUNARSKA OPREMA Procesor:</p> <p>Intel Pentium II 400Mhz minimum, 500Mhz recommended Radna memorija:</p> <p>128 Mb minimum, 256 Mb recommended Prostor na disku:</p> <p>20 Gb minimum Ulazni ureaji:</p> <p>Mouse, Scaner Izlazni ureaji:</p> <p>Printer, Ploter Operativni sistem:</p> <p>Microsoft Windows XP Professional, Microsoft Windows 2000, Microsoft Windows NT4, Microsoft Windows Me, Microsoft Windows 98</p> <p>Hardverska i softverska podrka modeliranju sistema</p> <p>MERNA OPREMA</p> <p>MERAI GPS UREAJIpritisak, proticaj, brzina, padavine, kvalitet vode</p> <p>DATA LOGERI</p> <p>Hardverska i softverska podrka modeliranju sistema</p> <p>SOFTVERSKA PODRKA MODELIRANJUDATABASE MANAGEMENT Data Base GIS Level VISUALISATION CAD Level Model Level REPORT MANAGEMENT Text Reports</p> <p>Knowledge Base Fuzzy Knowledge Base Base of Models</p> <p>SIMULATION &amp; OPTIMISATION Rivers, Lakes, Reservoirs Model Runoff Model WTP Model Water Distribution Model WWTP Model</p> <p>Diagrams, Charts</p> <p>Maps, profiles</p> <p>Sewer System Model</p> <p>Bitmap and vector images</p> <p>Base of Examples</p> <p>COMUNICATION Modem Direct Internet TCP/IP</p> <p>Conbined Reports</p> <p>External Base</p> <p>A/D, D/A</p> <p>Office Export</p> <p>Milievi D., Milenkovi S., Nikoli V.: The Informatics Support To The Water Resources Integral Protection From Pollution; The 6th World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics, Orlando, Florida, USA, July 14 - 18, 2002., Proceedings, Volume I: Information Systems Development I, p. 227-232.</p> <p>Hardverska i softverska podrka modeliranju sistema</p> <p>RAD SA BAZAMA PODATAKA</p> <p>Microsoft- Excel - Access, ODBC, DAO, ADO - V...</p>