Zuweisungsstrafen
Allokationsstrafen sind Knotenattribute, die es Pywr ermöglichen, die Wasserzuteilung zu simulieren. Sie können auch als „Zuweisungsprioritäten“ oder „Kosten“ bezeichnet werden.
Eine niedrige Strafe hat die höchste Zuweisungspriorität, eine hohe Zahl die niedrigste.
Wenn also beispielsweise drei Knoten die Prioritäten 100, 3 und -2 haben, dann erhält der Knoten mit -2 zuerst sein Wasser, dann 3, dann 100.
Im Folgenden finden Sie einige Fragen zu den Strafen für die Gewässerzuteilung, die Sie möglicherweise haben, und einige kurze Antworten:
Warum und wie verteilt Pywr Wasser auf diese Weise? Bei jedem Zeitschritt minimiert der Allokationsalgorithmus von Pywr (ein lineares Programm) die Allokationsbelastung des gesamten Systems. Der Durchfluss durch Knoten wird mit den jeweiligen Zuweisungsgebühren multipliziert. Diese Technik wird seit den 1950er Jahren von Energie-, Transport- und Wasserplanern sowie von Logistikunternehmen eingesetzt. Sie alle wollen Systeme, die kostengünstig funktionieren, weshalb sie in der Regel finanzielle Betriebskosten als Strafzahlung verwenden. Das ist sinnvoll, denn es ermöglicht es, das Modell zu verwenden, um ein Netzwerk zwischen Angebot und Nachfrage zu den niedrigsten Kosten auszugleichen.
Finden Sie die Idee einer negativen Strafe verwirrend? Wenn ja, stellen Sie sich eine negative Strafe als negative Kosten vor. Was ist das? ein Vorteil! Wenn Sie also in Ihrem Pywr-Modell Wasser dort einsetzen möchten, wo es den größten Nutzen bringt, werden Sie negative Abzüge anwenden. In diesem Fall könnten Sie diese Knotenattribute nicht als Zuweisungsstrafen oder Kosten bezeichnen, sondern als Zuordnungsprioritäten bezeichnen. In diesem Fall erhält ein Knoten mit einer Zuordnungspriorität von -__1234567890__Wasser lange vor -__1234567890__□. Wie im Beispiel im dritten Satz oben gezeigt, können sowohl negative als auch positive Zuweisungsstrafen in demselben Modell verwendet werden.
Haben Zuweisungsstrafen eine besondere Bedeutung? Nein, haben sie nicht. Sie sind nur dazu da, Ihrem Modell dabei zu helfen, Wasser so zuzuordnen, dass es für Sie, den Wassermanager und Planer, sinnvoll ist.
Woher weiß ich, ob ich die Strafen für die Wasserzuteilung korrekt festgelegt habe? Wenn Ihr Modell Wasser unter normalen Bedingungen, aber auch bei Überschwemmungen und Dürren, angemessen zuweist, haben Sie angemessene Strafen festgelegt. Herzlichen Glückwunsch! Ihr Modell ist auf dem besten Weg, „gut kalibriert“ zu werden.
Wenn ich eine große Änderung an meinem Modell vornehme, z. B. eine große neue Infrastruktur hinzufüge oder einen neuen Wassernutzertyp hinzufüge, muss ich dann die Strafen in meinem Modell ändern? Ja, einige Strafen in Ihrem Modell müssen möglicherweise verfeinert werden, je nachdem, wie stark die Änderung ist. Probieren Sie es aus.
Kann ich irgendwelche Zahlen für Strafen verwenden? Wenn mein Modell zum Beispiel 2 Knoten hat, kann ich dann eine negative und eine positive Million als meine Strafen verwenden? Ja, aber das ist eine schlechte Idee. Verwenden Sie Zahlen, die so nah wie möglich beieinander liegen. Andernfalls gehen Ihnen bei wachsendem Modell möglicherweise die verfügbaren Abzüge aus, und Ihr Modell macht Rundungsfehler. Wenn Sie jedoch zu ähnliche Strafen verwenden, reagiert Ihr Modell möglicherweise nicht auf sie (d. h. sie werden bei der Simulation von Zuweisungen nicht angemessen berücksichtigt). Mit ein wenig Erfahrung werden Sie lernen, Strafen festzulegen, die gut funktionieren. Um diese Erfahrung zu sammeln, versuchen Sie, die Strafen zu ändern und zu sehen, wie sich das auf die Ergebnisse Ihres Modells auswirkt.
Abschließend stellen wir noch ein paar technische Details zu Strafen zur Verfügung:
Reservoir und Speicherknoten sind mit Zuweisungsstrafen belegt. Ein negativer Nachteil bedeutet, dass das Reservoir dazu neigt, Wasser anzusammeln, es sei denn, eine niedrigere Strafe an einem anderen Knoten führt dazu, dass der Reservoirspeicher eine niedrigere Priorität hat.
Bei den Zuweisungsstrafen kann es sich um Konstanten (konstante Parameter) oder um Profile (monatlich, täglich, wöchentlich) handeln, die sich im Laufe der Zeit ändern. Außerdem können die Bußgelder bei der Zuteilung unterschiedlich hoch sein, und zwar anhand verschiedener Steuerkurven, die auf dem Reservoirvolumen basieren. Zwar wirken sich die Strafen bei der Zuteilung von Reservoir und Speicher auf die Wasserspeicherung aus, doch die Freisetzung von Wasser aus diesen Knoten resultiert aus einem Sanktionsgleichgewicht im System, wobei die Zuweisungsstrafen flussabwärts berücksichtigt werden, da der Algorithmus versucht, die Gesamtstrafe für das System in jedem Zeitschritt zu minimieren.
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