供水管网中非线性水质模型的可观测性与最优传感器布置
系统与控制
2025-08-11 v5 系统与控制
摘要
本文研究了供水管网（WDNs）中水质（WQ）传感器的最优布置问题，重点关注氯的输运、衰减和反应模型。这些模型传统上被用作水质指标。关于这一主题的文献很多，但有一个关键局限性：它们使用简化的单物种衰减和反应模型，无法捕捉多物种非线性相互作用下的水质瞬态变化。这导致传感器布置（SP）未能考虑非线性水质动态。此外，由于水质模拟依赖于水力剖面和需求模式，传感器的布置通常也依赖于水力条件。本研究提出了一种解决上述两个局限性的方法。该方法基于非线性动态系统和可观测性理论，生成的传感器布置具有子模性，并且对水力条件变化具有鲁棒性。我们在基准供水网络上进行了案例研究。主要发现为供水管网运营商提供了实用的建议。
关键词
引用
@article{arxiv.2411.04202,
title = {Observability and Generalized Sensor Placement for Nonlinear Quality Models in Drinking Water Networks},
author = {Mohamad H. Kazma and Salma M. Elsherif and Ahmad F. Taha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.04202},
year = {2025}
}