Penalità di allocazione
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Le penalità di allocazione sono attributi dei nodi che consentono a Pywr di simulare l'allocazione dell'acqua. Possono anche essere chiamate «priorità di allocazione» o «costi».
Una penalità bassa avrà la priorità di allocazione più alta, un numero alto ha la più bassa.
Quindi, ad esempio, se tre nodi hanno priorità 100, 3 e -2, allora il nodo con -2 ottiene prima l'acqua, poi 3, poi 100.
Ecco alcune domande sulle eventuali sanzioni per l'assegnazione dell'acqua e alcune brevi risposte:
Perché e come fa Pywr ad allocare l'acqua in questo modo? In ogni fase temporale l'algoritmo di allocazione di Pywr (un programma lineare), riduce al minimo la penalità di allocazione dell'intero sistema. Il flusso attraverso i nodi viene moltiplicato per le rispettive penalità di allocazione. Questa tecnica è utilizzata dagli anni '50 dai pianificatori dell'energia, dei trasporti e delle risorse idriche e dalle società di logistica. Tutti vogliono sistemi che funzionino a basso costo, quindi in genere utilizzano i costi operativi finanziari come penalità. Ciò ha senso, poiché consente di utilizzare il modello per bilanciare una rete domanda-offerta al costo più basso.
Trovi confusa l'idea di una penalità negativa? In tal caso, pensa a una penalità negativa come a un costo negativo, che cos'è? un vantaggio! Quindi, se volete allocare l'acqua dove genera i maggiori benefici nel vostro modello Pywr, utilizzerete delle penalità negative. In questo caso, anziché chiamare questi attributi di nodo penali o costi di allocazione, puoi riferirti ad essi come priorità di allocazione. In questo caso un nodo con una priorità di allocazione di -99 riceverà acqua molto prima di -10. Come mostrato nell'esempio della terza frase precedente, le penalità di allocazione negative e positive possono essere utilizzate nello stesso modello.
Le penalità di assegnazione hanno un significato particolare? No, non lo fanno. Sono lì solo per aiutare il tuo modello ad allocare l'acqua in un modo che abbia senso per te, gestore e pianificatore delle risorse idriche.
Come faccio a sapere se ho impostato correttamente le penalità per l'assegnazione dell'acqua? Se il tuo modello prevede un'allocazione adeguata dell'acqua in condizioni normali, ma anche durante inondazioni e siccità, hai stabilito le sanzioni appropriate. Congratulazioni! il tuo modello sta per diventare «ben calibrato».
Se apporto una modifica sostanziale al mio modello, ad esempio aggiungo una nuova grande infrastruttura o aggiungo un nuovo tipo di utente idrico, devo modificare le penalità nel mio modello? Sì, alcune penalità del modello potrebbero richiedere qualche modifica, a seconda della portata della modifica. Prova a vedere.
Posso usare dei numeri per le penalità? Ad esempio, se il mio modello ha 2 nodi, posso usare un milione negativo e uno positivo come penalità? Sì, ma è una cattiva idea. Usa numeri il più vicini possibile. In caso contrario, man mano che il modello cresce, potresti esaurire le penalità disponibili e il modello inizierà a commettere errori di arrotondamento. Tuttavia, se si utilizzano penalità troppo simili, il modello potrebbe non esserne sensibile (vale a dire, non considerarle adeguatamente nella simulazione delle allocazioni). Con un po' di esperienza imparerai a stabilire penalità che funzionino bene. Per acquisire tale esperienza, provate a modificare le penalità e scoprite in che modo influiscono sui risultati del modello.
Infine, forniamo alcuni dettagli tecnici in più sulle penalità:
Ai serbatoi e ai nodi di stoccaggio sono assegnate penalità di allocazione. Una penalità negativa indica che il serbatoio tenderà ad accumulare acqua, a meno che una penalità inferiore su un altro nodo comporti una priorità inferiore per lo stoccaggio del serbatoio.
Le penalità di allocazione possono essere costanti (parametri costanti) o profili (mensili, giornalieri, settimanali) che cambiano nel tempo. Inoltre, le penalità di allocazione possono avere diversi livelli definiti da diverse curve di controllo in base al volume del serbatoio. Nonostante le penalità relative all'allocazione del serbatoio e dello stoccaggio influiscano sullo stoccaggio dell'acqua, le emissioni da tali nodi risulteranno da un equilibrio tra le penalità del sistema e considerando le penalità di allocazione a valle, poiché l'algoritmo tenta di minimizzare la penalità complessiva del sistema in ogni fase temporale.