Concetti Pywr
description: Termini chiave usati in Pywr.
Concetti Pywr
Pywr, una libreria Python utilizzata da WaterStrategy, consente di simulare l'allocazione delle risorse rappresentando un sistema di risorse come una rete utilizzando 'Nodes' e 'Edges'. L'allocazione delle risorse è guidata da regole operative che utilizzano «Penalità di allocazione», «Vincoli» e «Parametri» e gli output del modello vengono acquisiti e salvati utilizzando «Registratori». Le variazioni degli input del modello possono essere specificate ed eseguite in parallelo utilizzando «Scenari».
Sebbene i concetti generali utilizzati per creare un modello di simulazione dell'allocazione delle risorse in Pywr siano simili a quelli di altri strumenti, l'uso dei termini può essere diverso. In questa sezione, definiamo i termini chiave di Pywr e i loro ruoli nei modelli di simulazione.
Nodo
I nodi rappresentano le posizioni nel sistema idrico simulato in cui l'acqua viene aggiunta, immagazzinata, utilizzata, consumata o trasmessa. Esistono diversi tipi di nodi in Pywr per aiutarti a costruire il tuo modello di sistema idrico; puoi saperne di più su di essi nella Tipi di nodi sezione. I dati che definiscono le caratteristiche fisiche e il comportamento di un nodo possono essere aggiunti direttamente al nodo o indirettamente facendo riferimento a un parametro (descritto di seguito).
Bordo
Per formare una rete, i nodi sono collegati tramite collegamenti che rappresentano il trasporto dell'acqua. Pywr li chiama 'Edges'. Un bordo ha un nodo iniziale e uno finale e l'acqua scorre dal nodo iniziale al nodo finale. Pywr non assegna informazioni a queste connessioni (i bordi), ma assegna i dati ai nodi di origine e di destinazione. Tutti i dati necessari per simulare la gestione dell'acqua sono memorizzati sui nodi, i bordi determinano solo la direzione del flusso d'acqua. Un modellatore Pywr direbbe che «i bordi Pyrr determinano la topologia della rete», il che significa che «le connessioni tra i nodi determinano il movimento dell'acqua nel modello computerizzato».
Vincolo
I vincoli possono essere impostati su vari tipi di nodi per aiutare a rappresentare il comportamento del sistema. Ad esempio, un nodo fluviale può avere valori di flusso massimi e/o minimi per rappresentare la capacità di trasporto. In Pywr, molti nodi hanno il valore 'max_flow' e 'min_attributi di flusso per impostare i limiti superiore e inferiore del flusso attraverso il nodo, se necessario. L'attributo 'max\ _flow' non richiede che il flusso attraverso questo nodo raggiunga questo valore, ma se il volume e la priorità dell'acqua sono sufficienti, il modello cercherà di soddisfare il 'Flusso massimo'. I vincoli minimi di flusso devono essere usati con attenzione in quanto possono rendere impossibile il modello se il minimo non può essere raggiunto.
Penalità di allocazione o «costo»
Le penalità di allocazione sono attributi dei nodi che controllano la priorità dell'allocazione dell'acqua. Queste sono in genere espresse come penalità o «costi» e il modello assegna l'acqua per primo al nodo con la penalità più bassa. Se preferisci ripartire in base ai benefici, inviando prima l'acqua dove offre i maggiori benefici, dovrai esprimere le tue priorità in Pywr come costi negativi (ad esempio, usa numeri negativi). In effetti, entrambi possono essere usati insieme, quindi ad esempio se 3 nodi hanno penalità -10, 2, 6, riceveranno acqua in quest'ordine (il nodo con una penalità di -10 ottiene l'acqua per primo e il nodo con penalità di allocazione 6 ottiene l'acqua per ultimo).
Parametro
I parametri in Pywr forniscono un modo flessibile e conveniente per fornire input ai nodi. Ad esempio, un particolare tipo di parametro può essere utilizzato per caricare i dati di afflusso o di richiesta da un file Microsoft Excel. I parametri offrono anche un modo flessibile e personalizzabile per definire le regole operative di un sistema (ad esempio, le regole che regolano i rilasci dei giacimenti). La maggior parte dei dati di input del modello può essere fornita utilizzando i parametri.
registratore
I registratori Pywr vengono utilizzati per post-elaborare i risultati. Creando un registratore, è possibile osservare e salvare i risultati della simulazione. Alcuni registratori consentono di aggregare i risultati nel tempo (ad esempio, da giornaliero a annuale) e nello spazio (ad esempio, l'acqua allocata a un gruppo di nodi).
Scenario
In Pywr puoi creare e simulare scenari con diversi dati di input su offerta, domanda o altre modifiche. I pianificatori idrici utilizzano sempre più simulazioni a lungo termine con molti scenari per valutare i cambiamenti futuri o testare possibili interventi. Essere in grado di simulare rapidamente molti scenari futuri plausibili è uno dei principali vantaggi di Pywr.
Nota:
Per ulteriori dettagli, si rimanda al documento ad accesso aperto intitolato: Un simulatore di risorse idriche in Python.
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