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Kalibrierung Rohrrauhigkeit
Letzte Änderung mit MIKE Urban Version 2009.
Dieses Werkzeug passt Rohrrauhigkeiten mittels evolutionärer Algorithmen so an, dass gemessene Drücke und gemessene Durchflüsse im Netz möglichst gut abgebildet werden.
Hauptdialogfeld
Das Dialogfeld weist drei Register auf: Kalibrierung Rohrrauhigkeit, Fortschritt und Kalibrierungsgenauigkeit. Nur das erste Register ist in Verwendung, die anderen beiden sollten während der Kalibrierung mit Zwischenergebnissen befüllt werden, sind aber zur Zeit nicht in Funktion 2).
| Feld | Erklärung |
|---|---|
| Assistent Rohrklassen | nicht in Funktion3), siehe unten |
| Rohrklassen… | öffnet das Dialogfeld „Rohrklassen“ zum Bearbeiten der Rauhigkeiten |
| Rohre ändern… | öffnet das Dialogfeld „Rohre“ |
| Druckmessungen… | öffnet das Dialogfeld „Druckmessungen“ |
| Abflussmessungen… | öffnet das Dialogfeld „Durchflussmessungen“ |
| Parameter… | öffnet das Dialogfeld „Kalibrierungsparameter“ |
| Klassen bilden… | öffnet das Kalibrierungsergebnis (*.gar) und trägt die ermittelten Werte als Vorschlag in die Rohrklassen ein |
Unterdialog Rohrklassen
| Feld | Erklärung |
|---|---|
| Gruppen ID | eindeutige ID, muss der Klassen ID der Rohre entsprechen |
| Klassenname | verständlichere Beschreibung der Klasse |
| Beschreibung | noch verständlichere Beschreibung der Klasse (optional) |
| Min. Rauhigkeit | minimale Rauhigkeit = Untergrenze der möglichen Werte für die Kalibrierung |
| Max. Rauhigkeit | maximale Rauhigkeit = Obergrenze der möglichen Werte für die Kalibrierung |
| Berechnete Rauhigkeit | Ergebnis der automatischen Kalibrierung, wird nach Öffnen der *.gar-Datei mit „Klassen bilden…“ eingetragen |
| Verwendete Rauhigkeit | Rauhigkeit, die Sie tatsächlich verwenden möchten; wird durch „Annehmen“ in die Rohr-Tabelle geschrieben |
| Schaltflächen | |
| Neu | fügt einen neuen Datensatz ein |
| Löschen | löscht ausgewählte Datensätze |
| Befehle… | weitere Befehle zur Datenauswahl, Datenbearbeitung etc. |
| Annehmen | schreibt die im Feld „Verwendete Rauhigkeit“ angegebenen Werte in die Rohr-Tabelle |
| Schließen | schließt das Dialogfeld |
Unterdialog Druckmessungen
Druckmessungen sind Sensoren im Netz, an die sich MIKE Urban durch Variation der Rohrrauhigkeit möglichst gut anpassen soll.
Behälterwasserspiegel zählen nicht zu den Druckmessungen. Vielmehr gehören Behälterwasserspiegel zu den Randbedingungen, die nicht variiert, sondern fix angesetzt werden.
| Feld | Erklärung |
|---|---|
| Knotentyp | Knoten oder Behälter. Die Auswahl unter Knoten ID wird entsprechend eingeschränkt |
| Knoten ID | MUID des Knotens. Beim Drücken von […] werden alle verfügbaren Knoten aufgelistet. Alternativ kann im Lageplan mit dem Pfeil auf das gewünschte Element geklickt werden. |
| Messung | Gemessener Druck bezogen auf die Rohrhöhe (mw_Junction.Elev). Dieser Wert unterscheidet sich je nach Einbausituation vom Ablesedruck am Messgerät. |
| Toleranz | Abweichung, die bei der Lösungssuche akzeptiert wird. Bei 0% Toleranz versucht MIKE Urban, den Messwert genau zu treffen. Bei 20% Toleranz hört MIKE Urban bereits auf, wenn der Messwert auf +/- 20% erreicht wird. |
| Beschreibung | optionaler Zusatztext |
Unterdialog Durchflussmessungen
Durchflussmessungen sind Sensoren im Netz, an die sich MIKE Urban durch Variation der Rohrrauhigkeit möglichst gut anpassen soll.
Oft werden im Zuge von Messkampagnen an ausgewählten Hydranten größere Wassermengen entnommen, um einen aussagekräftigen Druckabfall zu erzeugen. Derartige Hydrantenentnahmen zählen nicht zu den Durchflussmessungen. Vielmehr gehören Hydrantenentnahmen zu den Randbedingungen, die nicht variiert, sondern fix angesetzt werden.
| Feld | Erklärung |
|---|---|
| Rohr ID | MUID des Rohre. Beim Drücken von […] werden alle verfügbaren Rohre aufgelistet. Alternativ kann im Lageplan mit dem Pfeil auf das gewünschte Rohr geklickt werden. |
| Messung | gemessener Durchfluss |
| Toleranz | Abweichung, die bei der Lösungssuche akzeptiert wird. Bei 0% Toleranz versucht MIKE Urban, den Messwert genau zu treffen. Bei 20% Toleranz hört MIKE Urban bereits auf, wenn der Messwert auf +/- 20% erreicht wird. |
| Beschreibung | optionaler Zusatztext |
Unterdialog Kalibrierungsparameter
In der Regel wird man die Vorgabewerte belassen. Falls Sie doch Änderungen durchführen möchten, geben Sie Ihre Zahlen bitte in der Liste ein. Die Eingabefelder hingegen sind schlecht synchronisiert und sehen meist leer aus.
Dieser Unterdialog erweckt fälschlicherweise den Eindruck, dass man in der Liste mehrere Zeilen einfügen kann. Tatsächlich gibt es immer nur eine Zeile.
| Feld | Erklärung |
|---|---|
| Startwert Populationsgröße | Anzahl der am Anfang entworfenen Leitungsnetze |
| Zusätzl. Populationswachstum | Zusätzliche Leitungsnetze, die mittels genetischer Algorithmen aus dem vorigen Satz entwickelt werden |
| Max. Anzahl Generationen | maximale Anzahl an Generationen, die erzeugt werden |
Durchführung einer Kalibrierung
1. Rohrklassen bilden
Die Rohre müssen vorab in Klassen, die voraussichtlich eine ähnliche Rauhigkeit aufweisen, zusammengefasst werden.
Im einfachsten Fall bilden Sie nur eine Klasse. Dann wird MIKE Urban versuchen, für das ganze Netz eine einheitliche Rauhigkeit zu finden, die eine möglichst gute Anpassung an die Messungen bewirkt.
Oder Sie erstellen die Klassen unter Berücksichtigung von Material und Alter, eventuell auch von Durchmesser. Ihre Klassen könnten dann heißen: Guss_vor1930, Guss_nab1930, AZ_vor1960, AZ_ab1960, PE_PVC, GGG. Seien Sie sparsam mit den Klassen und bedenken Sie, dass eine Klasse, deren Rauhigkeit aufgrund ihrer Lage im Netz kaum Einfluss auf die Messergebnisse hat, auch nicht kalibriert werden kann.
Die Rohrklasse steht Feld im „Klassen ID“ der Rohre. Sie können dieses Feld direkt im Editor Rohre befüllen, wenn Sie im Editor Rohre unter „Befehle…“ das „Default Layout“ ausschalten. Dadurch werden in der Tabelle alle Spalten inkl. der „Klassen ID“ angezeigt (im Detailbereich ist das Feld nie zu sehen).
Wenn Sie ArcMap bevorzugen, öffnen Sie die Tabelle mw_Pipe und bearbeiten das Feld GroupID.
Im einen wie im anderen Fall müssen Sie die Rohre einer Gruppe mittels Abfrage auswählen und dann die Klassen ID mittels „Field Calculator“ vergeben.
Indem Sie die Rohre nach dem Feld GroupID einfärben, können Sie sich auch im Lageplan einen Überblick verschaffen.
Rohre, in denen die Klassen ID nicht vergeben wird, sind von der automatischen Kalibrierung ausgeschlossen.
2. Rauhigkeiten abschätzen
Im Unterdialog Rohrklassen muss für jede Rohrklasse die mögliche Bandbreite an Rauhigkeiten angegeben werden. Im günstigsten Fall sind diese Werte anhand von einzelnen Hydrantenmessungen im Netz ermittelt worden. Andernfalls muss man mit reinen Schätzwerten arbeiten.
3. Berechnung durchführen
Die Berechnung wird nicht aus dem Dialog „Kalibrierung Rohrrauhigkeit“ gestartet, sondern mit dem normalen „EPANET-Berechnung starten“. Dabei müssen Sie die Optionen „Automatische Kalibrierung“ wählen und dann „Ausführen“.
Am Anfang der automatischen Kalibrierung werden folgende Dateien angelegt. Beide stellen nicht das Ergebnis der automatischen Kalibrierung dar, sondern beziehen sich auf die Ausgangssituation, wie Sie im Modell festgelegt ist.
- inp-Datei: Netz der Ausgangssituation
- res-Datei: Ergebnisdatei der Ausgangssituation
Während der automatischen Kalibrierung werden folgende Dateien angelegt. Beides sind Textdateien.
- gar-Datei: Ausgangsdaten ([PIPES], [LOCAL_CONSTRAINTS], [GLOBAL_CONSTRAINTS]) und Kalibrierungsergebnisse ([GROUPS])
- gts-Datei: Fortschritt der Kalibrierung über alle Generationen
4. Ergebnisse öffnen
Zurück im Dialog „Kalibrierung Rohrrauhigkeit“ öffnen Sie mit „Klassen bilden…“ die Ergebnisdatei mit der Endung *.gar. Die Ergebnisse werden in den Unterdialog „Rohrklassen“, Feld „Berechnete Rauhigkeit“ übertragen.
5. Ergebnisse bearbeiten und annehmen
Im Unterdialog „Rohrklassen“ können Sie selber entscheiden, welche Rauhigkeit Sie den Rohrklassen tatsächlich zuweisen möchten. Tragen Sie diesen Wert ins Feld Verwendete Rauhigkeit ein und drücken Sie „Annehmen“, um die Rauhigkeiten auf die Rohre zu übertragen.
