Nghiên cứu lựa chọn hàm thuộc cho mô hình dự báo nguy cơ ống cấp nước bị chất ô nhiễm xâm nhập

Ba yếu tố dẫn đến hiện tượng ống cấp nước bị chất ô nhiễm xâm nhập là khả năng xảy ra vỡ ống; khả năng xuất hiện áp suất âm; khả năng ảnh hưởng của nguồn ô nhiễm tới ống cấp nước đều mang tính không chắc chắn, không có hàm xác suất của biến cố mà chỉ ước lượng được mức độ xảy ra hiện tượng. Lý thuyết logic mờ là một trong những công cụ được sử dụng để đánh giá các hiện tượng ngẫu nhiên và không chắc chắn này. Mời các bạn cùng tham khảo bài viết sau để biết thêm nội dung chi tiết.

KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN HÀM THUỘC CHO MƠ HÌNH DỰ BÁO NGUY CƠ ỐNG CẤP NƯỚC BỊ CHẤT Ô NHIỄM XÂM NHẬP ThS PHẠM THỊ MINH LÀNH Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh TS PHẠM HÀ HẢI Đại học Kiến Trúc Tp Hồ Chí Minh Tóm tắt: Ba yếu tố dẫn đến tượng ống cấp nước bị chất ô nhiễm xâm nhập khả xảy vỡ ống; khả xuất áp suất âm; khả ảnh hưởng nguồn ô nhiễm tới ống cấp nước mang tính khơng chắn, khơng có hàm xác suất biến cố mà ước lượng mức độ xảy tượng Lý thuyết logic mờ công cụ sử dụng để đánh giá tượng ngẫu nhiên không chắn Logic mờ xây dựng dựa thông tin tập mờ, thơng tin xác kết nghiên cứu đáng độ tin cậy, nên bước lựa chọn dạng tập mờ cần thiết Từ việc xác định độ nhạy trung bình dạng hàm thuộc khác báo đề xuất hình dạng tập mờ phù hợp cho biến nghiên cứu Từ khóa: Ống cấp nước, chất nhiễm xâm nhập, logic mờ, độ nhạy tập mờ, dạng hàm thuộc, áp va âm Đặt vấn đề Dự báo chất ô nhiễm xâm nhập đoạn ống mạng lưới cấp nước (RCP) dựa vào biến đầu vào xác suất vỡ ống Pf , áp suất âm thời gian đóng van Hn xuất đường ống đoạn ống hỏng nằm vùng ảnh hưởng nguồn ô nhiễm Sc [1] Trong lý thuyết logic cổ điển, để đo khả xuất biến cố thường sử dụng tiêu chuẩn xác suất có xảy P không xảy P   P [2] Trong đó, ba biến đầu vào tốn thơng tin khơng chắn không rõ ràng đo mức độ thấp - trung bình - cao cao Lúc đối tượng khơng có hai giá trị có/khơng logic cổ điển mà có nhiều hai trạng thái để xem xét, vậy, cần phương pháp khác để đánh giá mức độ xảy tượng không chắn Abstract: Three factors leading to contaminants intrusion into the water supply pipe includes: the probability of pipe failure; the potential of negative Lý thuyết mờ giáo sư Lotfi Zadeh trường đại học California - Mỹ đề năm 1965 nhanh chóng ứng dụng rộng rãi [3] Lý thuyết dùng để đánh giá thông tin không rõ ràng pressure surge appearance; contaminant sources outside the water supply pipe They are uncertain, not define the probability function of the event but only evaluate the possibility of occurrence The tập hợp mờ (Fuzzy set), hàm thuộc (Membership function) logic mờ (Fuzzy logic) Các khái niệm tập mờ ngày phong phú hoàn chỉnh tạo tảng vững để phát fuzzy logic theory is one of the best method used to evaluate these random and uncertain phenomena Fuzzy logic is based on information about fuzzy sets, the more accurate this information is more triển logic mờ reliable the results, so the membership functions selection of is necessary Based on the theory and the average sensitivity functions, in this paper proposed the membership functions be suitable for Logic mờ phát triển lý thuyết tập hợp lý thuyết logic cổ điển nên bao gồm tồn tính chất tập hợp thực lập luận cách xấp xỉ thay lập luận xác logic cổ điển Phần logic mờ xác Key words: water supply pipe, contaminant định mối quan hệ nguyên nhân hệ tượng nghiên cứu từ hình thành luật mờ mệnh đề Nếu - Thì Mỗi giá trị hàm thuộc biến vào tương ứng với luật mờ hợp intrusion, fuzzy logic, fuzzy set sensitivity, membership function, negative pressure surge luật mờ để xác định giá trị thuộc biến ra, luật mờ kết hợp theo quy tắc luật three factors Tạp chí KHCN Xây dựng - số 1,2/2018 KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG hợp thành mờ Để áp dụng logic mờ cho toán RCP cần xem xét tập mờ phù hợp cho biến đầu vào toán Nghiên cứu khác tác giả Mansour –Rezaei cộng sử dụng logic mờ để ước lượng biến số cho toàn RCP [1] Tác giả đưa hàm thuộc hình L, gamma tuyến tính tam giác để xây dựng tập mờ ba biến đầu vào cho toán RCP nhiên tác giả chưa xem xét mức độ phù hợp biến nghiên cứu dạng tập mờ lựa chọn Một phân tích mang tính định lượng tác giả Yan [4] sử dụng xem xét yếu tố dẫn đến chất ô nhiễm xâm nhập ống cấp nước Hàm thuộc dạng tam giác dạng hình thang xây dựng để đánh giá số không chắn đại lượng liên quan tải trọng vận tải, vị trí ống, mơi trường đất… tốn RCP phân tích khoảng dao động hàm thuộc qua kịch tác giả không xét đến dạng hàm thuộc khác Một số nghiên cứu tiếp cận theo hướng đánh giá khả ô nhiễm nước ống dẫn số chất lượng nước (độ đục, hàm lượng clo dư, số E-coli,…) sử dụng dạng tập mờ hình thang tam giác [5], [6] Qua nghiên cứu cho thấy việc đánh giá hình dạng phù hợp tập mờ khơng xét tới tốn RCP, Hình Tập mờ A với miền xác định U Độ cao tập mờ H cho thấy mức độ phụ thuộc cao u vào tập mờ A, H=1 gọi tắc; H