Что такое Pywr?
description: Чтобы создать «цифрового двойника» (компьютерный симулятор) вашей системы водоснабжения, WaterStrategy использует Pywr («Водные ресурсы Python»).
Что такое Pywr?
Pywr — это бесплатная библиотека программного обеспечения на языке Python с открытым исходным кодом, позволяющая создавать высококачественные (подробные и точные) имитационные модели систем водных ресурсов.
Модели Pywr быстро запускаются на вашем компьютере или, в случае WaterStrategy, в облаке. Они могут представлять собой небольшие системы водных ресурсов, такие как городское водоснабжение, или очень крупные системы, такие как речные бассейны нескольких стран с сотнями водопользователей и инфраструктурных объектов. Pywr может моделировать короткие периоды (например, несколько месяцев) или более длительные периоды (например, 100 лет) с различными временными интервалами (от ежедневных до ежемесячных).
Ниже приводится краткое описание процесса моделирования Pywr:
1. Настройте модель
Сначала необходима пространственная карта водной системы и соответствующие гидрологические данные и данные о спросе на воду. WaterStrategy поможет вам создать эту сетевую карту всех мест («узлов»), где вода поступает в систему («притоки»), где используется вода («потребности в воде») и где осуществляется управление водой (объекты инфраструктуры). Эти узлы образуют сеть, соединенную реками, каналами или трубопроводами (Pywr называет их «звеньями» или «ребрами»). Составив карту сети, вы предоставляете данные о спросе и предложении воды (обычно в виде временных рядов).
2. Запустите симуляцию
После ввода всех данных, включая временной шаг и временной горизонт, модель готова к моделированию (т.е. к поэтапному учету воды и учету воды во всей системе). В начале каждого временного этапа компьютер начинает закачивать воду во все места притока воды, затем эта вода направляется по сети и распределяется по различным потребностям в воде и различным объектам инфраструктуры. Этот процесс распределения осуществляется с помощью вычислительной техники, называемой линейным программированием. После завершения одного временного этапа модель обновляет хранилища, записывает, в какие места попало сколько воды, а затем переходит к следующему временному шагу до конца смоделированного временного горизонта.
Каждому узлу спроса на воду присваивается приоритет, отражающий распределение воды в модели. У каждого узла есть свой штраф, а алгоритм распределения распределяет воду по всей сети, чтобы свести к минимуму общие штрафы. Этот простой подход позволяет проводить быстрое и удобное в обслуживании моделирование, позволяющее гибко отображать подробные и реалистичные правила управления водными ресурсами.
3. Результаты рецензирования
Выходные данные модели включают количество воды, поступающей в каждое место (узел), и сколько воды хранится, потребляется или проходит через него за каждый временной шаг. Это позволяет отслеживать, как используется инфраструктура и получают ли города, экосистемы, ирригационные районы, электростанции и т. д. достаточное количество воды. Результаты дают подробное представление о том, как работает система управления водными ресурсами и как распределяются водные блага.
Изначально модели плохо параметризованы и дают неточные прогнозы (стадия «мусор на входе — мусор на выходе»). Однако со временем модель будет усовершенствована («откалибрована») и она может стать ценным цифровым двойником, помогающим в эксплуатации или планировании системы водоснабжения. Этот инструмент поможет вашей организации быстро и недорого оценить последствия возможных будущих изменений и мер воздействия на водные ресурсы и принять правильные решения.
Удачи!
Last updated