ما هو الباير؟

---

description: لإنشاء «توأم رقمي» (جهاز محاكاة كمبيوتر) لنظام المياه الخاص بك، يستخدم WaterStrategy Pywr («موارد بايثون المائية»).

---

ما هو الباير؟

Pywr هي مكتبة برامج لغة Python مجانية ومفتوحة المصدر تسمح ببناء نماذج محاكاة عالية الجودة (مفصلة ودقيقة) لأنظمة موارد المياه.

تعمل نماذج Pywr بسرعة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك أو، في حالة WaterStrategy، على السحابة. يمكن أن تمثل أنظمة موارد المياه الصغيرة، مثل إمدادات المياه في المدينة، أو الأنظمة الكبيرة جدًا، مثل أحواض الأنهار التي تمتد عبر عدة بلدان مع مئات من مستخدمي المياه وأصول البنية التحتية. يمكن لـ Pywr محاكاة فترات قصيرة (مثل بضعة أشهر) أو فترات أطول (مثل 100 سنوات) في مجموعة من الخطوات الزمنية (من اليومية إلى الشهرية).

فيما يلي ملخص لعملية نمذجة Pywr:

1. قم بإعداد النموذج

أولاً، هناك حاجة إلى خريطة نظام المياه المكانية والبيانات الهيدرولوجية وبيانات الطلب على المياه المرتبطة بها. WaterStrategy يساعدك على إنشاء خريطة الشبكة هذه لجميع المواقع («العقد») حيث تدخل المياه إلى النظام («التدفقات»)، حيث يتم استخدام المياه («الطلب على المياه»)، وحيث تتم إدارة المياه (مواقع البنية التحتية). تشكل هذه العقد شبكة متصلة بواسطة الأنهار أو القنوات أو خطوط الأنابيب (يطلق Pywr على هذه «الروابط» أو «الحواف»). بمجرد إعداد خريطة الشبكة الخاصة بك، فإنك توفر بيانات إمدادات المياه والطلب عليها (عادةً في شكل سلاسل زمنية).

2. قم بتشغيل محاكاة

عندما يتم إدخال جميع البيانات، بما في ذلك الخطوة الزمنية والأفق الزمني، يكون النموذج جاهزًا للمحاكاة (أي خطوة عبر الزمن وإجراء محاسبة المياه في جميع أنحاء النظام). في بداية كل خطوة زمنية، يبدأ الكمبيوتر بحقن المياه في جميع مواقع التدفق، ثم يتم توجيه هذه المياه إلى أسفل الشبكة وتخصيصها لمختلف مواقع الطلب على المياه والبنية التحتية. يتم تنفيذ عملية التخصيص هذه باستخدام تقنية حوسبة تسمى البرمجة الخطية. بعد الانتهاء من خطوة زمنية واحدة، يقوم النموذج بتحديث المخازن، ويسجل المواقع التي حصلت على كمية المياه، ثم يستمر إلى الخطوة الزمنية التالية حتى نهاية الأفق الزمني المحاكي.

يتم تعيين أولوية لكل عقدة طلب على المياه لتمثيل تخصيص المياه في النموذج. كل عقدة لها عقوبة مرتبطة بها، وتقوم خوارزمية التخصيص بتوزيع المياه في جميع أنحاء الشبكة لتقليل العقوبة الإجمالية. يسمح هذا النهج البسيط بعمليات محاكاة سريعة وقابلة للصيانة تتمتع بالمرونة لتمثيل قواعد إدارة المياه المفصلة والواقعية.

3. مراجعة النتائج

تتضمن مخرجات النموذج كمية المياه التي تدخل كل موقع (عقدة) والكمية التي يتم تخزينها أو استهلاكها أو مرورها من خلالها في كل خطوة زمنية. يسمح هذا بتتبع كيفية استخدام البنية التحتية، وما إذا كانت المدن والنظم البيئية ومناطق الري ومحطات الطاقة وما إلى ذلك تحصل على كمية كافية من المياه. تخلق النتائج صورة مفصلة عن كيفية عمل نظام إدارة المياه وكيفية توزيع فوائد المياه.

في البداية تكون النماذج ذات معايير ضعيفة وتنتج تنبؤات غير دقيقة (مرحلة «إدخال القمامة وإخراجها من القمامة»). ولكن مع مرور الوقت، ومع تحسين النموذج («معايرته»)، يمكن أن يصبح توأمًا رقميًا قيمًا للمساعدة في تشغيل نظام المياه أو التخطيط له. تساعد الأداة مؤسستك على تقييم آثار التغييرات والتدخلات المائية المستقبلية المحتملة بسرعة وبتكلفة زهيدة، واتخاذ قرارات صائبة.

حظا سعيدا!