= ε (1) với ε gọi là độ chính xác của ước lượng
2.5. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM WATERGEMS V8I ĐỂ KHOANH VÙNG RÒ RỈ 1 Cơ sở khoa học của phần mềm Bentley WaterGEMS
2.5.1. Cơ sở khoa học của phần mềm Bentley WaterGEMS
Phần mềm này được sử dụng dựa trên cơ sở khoa học là thuật toán di truyền (GA- genetic algorithm) và lý thuyết về nước chảy qua lỗ (flow emiter).
2.5.1.1. Thuật toán di truyền:
Thuật toán di truyền được lập trên cơ sở lý thuyết Darwin và đã được giới thiệu lần đầu tiên ở Holland (1975), sau đó là Goldberg (1989). Đến năm 1992, Michelwicz đã phát triển và hoàn thiện phương pháp này. Từ đó thuật toán di truyền đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Genetic algorithms (thuật giải di truyền) là một giải thuật mô phỏng theo quá trình chọn lọc tự nhiên. Nó mượn các khái niệm của ngành sinh vật học như gen, nhiễm sắc thể, cá thể, quần thể, lai ghép, đột biến, chọn lọc, độ thích nghi với môi trường. Các khái niệm này thì chắc khỏi cần giải thích nhiều. Tuy nhiên cần lướt qua một số các nguyên lý tiến hoá của Đác-uyn:
+ Mỗi cá thể có khuynh hướng di truyền đặc điểm của nó cho con cái của nó.
+ Tự nhiên cũng có thể sinh ra những cá thể có những đặc điểm di truyền khác (đột biến).
+ Những cá thể thích nghi nhất, có nhiều đặc điểm phù hợp với môi trường, sẽ có nhiều con hơn là những cá thể kém thích nghi hơn. Từ đó quần thể sẽ dần có những đặc điểm thích nghi với môi trường hơn.
+ Sau một khoảng thời gian dài, các cá thể bị đột biến có thể tích luỹ lại, sản sinh ra một loài hoàn toàn mới có các đặc điểm di truyền sẽ làm chúng thích nghi với môi trường hơn.Thuật giải di truyền có những đặc điểm như sau:
+ Thích hợp với những bài toán dạng tối ưu.
+ Bản chất của giải thuật di truyền là một giải thuật tìm kiếm ngẫu nhiên có định hướng (hàm thích nghi). Nó có khả năng kiểm tra hết mọi trường hợp có thể của bài toán, nhưng đó là một sự kiểm tra ngẫu nhiên và có định hướng; khác với phương pháp vét cạn tất cả các trường hợp. Một mặt nào đó có thể xem nó như là một heuristic.
+ Thuật giải di truyền không quan tâm đến nội dung của bài toán mà chỉ cần quan tâm đến vấn đề cần giải quyết của bài toán.
+ Kết quả tìm được bằng giải thuật di truyền không hẳn là tối ưu.
Vì GA là một giải thuật ngẫu nhiên nên nếu có thể xác định được hàm phân bố ngẫu nhiên của bài toán thì việc giải quyết bài toán sẽ dễ dàng hơn
2.5.1.2. Vòi phun nước – Flow Emitter
Vòi phun nước là thiết bị gắn kết với các nốt thủy lực, được sử dụng để mô hình dòng chảy qua vòi hoặc miệng xả. Trong những tình huống này, nhu cầu (nghĩa là lưu lượng dòng chảy qua vòi phun) thay đổi tỷ lệ với áp lực nước tại nốt đó. Hằng số tỷ lệ đó được định nghĩa là hệ số xả. Tại các vòi phun hoặc đầu vòi tưới, cơ số mũ dựa trên áp lực là 0,5 và các nhà sản xuất thường định giá trị của hệ số xả này theo lưu lượng dòng chảy gpm qua một thiết bị tại 1 đơn vị psi áp lực tụt xuống.
Vòi phun được sử dụng để mô hình dòng chảy qua các vòi hoặc hệ thống tưới nước. Có thể sử dụng để mô phỏng điểm rò rỉ trong ống nối với các nốt thủy lực (nếu hệ số
xả và cơ số mũ của điểm rò rỉ có thể dự đoán được) và tính dòng cứu hỏa tại nốt đó (lưu lượng cho phép tại những điểm áp lực dư tối đa).
Tại một nốt thủy lực có cả hai giá trị nhu cầu bình thường và vòi phun, thì giá trị nhu cầu mà WaterGEMS V8i tính toán trả về được xuất ra kết quả bao gồm cả nhu cầu bình thường và lưu lượng vòi phun.
Lưu lượng qua vòi phun được tính bằng công thức:
(5)
Với