`Just One More Sensor is Enough’ — Iterative Water Leak Localization with Physical Simulation and a Small Number of Pressure Sensors

要約

この記事では、物理シミュレーション (EPANET ソフトウェアなど) からのデータを使用して、複雑な配水網における漏水の位置を特定するアプローチを提案します。
このタスクは通常、複数の水圧センサーのネットワークと、ネットワークのシミュレートされたデータと漏水の影響を受けたネットワークの実際のデータの間の圧力差のいわゆる感度マトリックスの分析によって達成されます。
ただし、このアプローチを使用するほとんどのアルゴリズムには、かなりの数の圧力センサーが必要です。多くの設備が整っていないネットワークの場合、この条件を満たすのは簡単ではありません。
したがって、非常に少数のセンサーを使用し、そのうちの 1 つを再配置する機能を使用することで、漏れの位置特定が可能かどうかという質問に答えます。
私たちのアルゴリズムは、物理シミュレーション (EPANET ソフトウェア) とモバイル センサーの再配置のための反復スキームに基づいています。
実験では、提案されたシステムが、センサーの位置を調整することで少数のセンサーを均等化できることが示され、シミュレートされたケースと、BattLeDIM コンペティション L-Town データから取得された実際の例の両方で、漏れの位置の非常に良好な近似値が得られます。

要約(オリジナル)

In this article, we propose an approach to leak localisation in a complex water delivery grid with the use of data from physical simulation (e.g. EPANET software). This task is usually achieved by a network of multiple water pressure sensors and analysis of the so-called sensitivity matrix of pressure differences between the network’s simulated data and actual data of the network affected by the leak. However, most algorithms using this approach require a significant number of pressure sensors — a condition that is not easy to fulfil in the case of many less equipped networks. Therefore, we answer the question of whether leak localisation is possible by utilising very few sensors but having the ability to relocate one of them. Our algorithm is based on physical simulations (EPANET software) and an iterative scheme for mobile sensor relocation. The experiments show that the proposed system can equalise the low number of sensors with adjustments made for their positioning, giving a very good approximation of leak’s position both in simulated cases and real-life example taken from BattLeDIM competition L-Town data.

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