Концепции Pywr
Last updated
Was this helpful?
Last updated
Was this helpful?
description: Ключевые термины, используемые в Pywr.
Pywr, библиотека Pywr, используемая WaterStrategy, позволяет моделировать распределение ресурсов, представляя систему ресурсов в виде сети с использованием «Nodes» и «Edges». Распределение ресурсов определяется рабочими правилами, в которых используются «Штрафы за распределение», «Ограничения» и «Параметры», а выходные данные модели фиксируются и сохраняются с помощью «Рекордеров». Варианты входных данных модели можно задавать и запускать параллельно с помощью «Сценариев».
Хотя общие концепции, используемые для создания имитационной модели распределения ресурсов в Pywr, аналогичны концепциям других инструментов, использование терминов может отличаться. В этом разделе мы определяем ключевые термины Pywr и их роль в имитационных моделях.
Узлы представляют собой места в смоделированной системе водоснабжения, где вода добавляется, хранится, используется, потребляется или передается. В Pywr существуют различные типы узлов, которые помогут вам построить модель системы водоснабжения; подробнее о них можно узнать в раздел. Данные, определяющие физические характеристики и поведение узла, могут быть добавлены непосредственно к узлу или косвенно, обратившись к параметру (описано ниже).
Для формирования сети узлы соединяются с помощью звеньев, представляющих собой транспортировку воды. Pywr называет их «ребрами». У ребра есть начальный и конечный узлы, и вода течет из начального узла в конечный узел. Pywr не присваивает информацию этим соединениям (ребрам), а присваивает данные исходному и целевому узлам. Все данные, необходимые для моделирования управления водными ресурсами, хранятся на узлах, а ребра определяют только направление потока воды. Разработчик модели Pywr сказал бы: «Ребра Pywr определяют топологию сети», что означает, что «связи между узлами определяют движение воды в компьютерной модели».
Для различных типов узлов можно установить ограничения, позволяющие представить поведение системы. Например, речной узел может иметь максимальные и/или минимальные значения стока, отражающие пропускную способность транспортного средства. В Pywr многие узлы имеют значение «max»_поток' и 'мин_атрибуты «flow» для установки верхнего и нижнего пределов потока через узел при необходимости. Атрибут max\ _flow не требует, чтобы поток, проходящий через этот узел, достигал этого значения, но если объем и приоритет воды достаточны, модель попытается достичь значения «Max Flow». Ограничения по минимальному расходу следует использовать с осторожностью, так как в случае невозможности соблюдения минимального значения они могут привести к неосуществимости модели.
Штрафы за распределение — это атрибуты узлов, определяющие приоритет распределения воды. Обычно они выражаются в виде штрафов или «издержек», и в соответствии с моделью вода сначала распределяется по узлу с наименьшим штрафом. Если вы предпочитаете распределять воду по льготам и сначала отправлять воду туда, где она приносит наибольшую пользу, вам следует указать в Pywr свои приоритеты в виде отрицательных затрат (например, использовать отрицательные значения). Фактически, оба узла можно использовать вместе, поэтому, например, если у трех узлов есть штрафы -10, 2, 6, они получат воду в таком порядке (узел с штрафом -10 получает воду первым, а узел с штрафом 6 получает воду последним).
Параметры в Pywr обеспечивают гибкий и удобный способ предоставления входных данных узлам. Например, определенный тип параметра можно использовать для загрузки данных о поступлении или запросе из файла Microsoft Excel. Параметры также предоставляют гибкий и настраиваемый способ определения рабочих правил системы (например, правил, регулирующих сбросы в резервуары). Большинство входных данных модели можно предоставить с помощью параметров.
Для последующей обработки результатов используются рекордеры Pywr. Создав рекордер, вы можете наблюдать и сохранять результаты моделирования. Некоторые регистраторы позволяют агрегировать результаты по времени (например, от ежедневных до годовых) и по пространству (например, по воде, распределенной группе узлов).
В Pywr вы можете создавать и моделировать сценарии с различными входными данными о спросе, предложении и других изменениях. Специалисты по планированию водных ресурсов все чаще используют долгосрочное моделирование с множеством сценариев для оценки будущих изменений или проверки возможных мер вмешательства. Возможность быстро смоделировать множество вероятных сценариев будущего — одно из главных преимуществ Pywr.
Примечание:
Для получения дополнительной информации обратитесь к документу открытого доступа под названием: .