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Algoritmi genetici per la risposta alla contaminazione in un acquedotto

Marco Gavanelli, Maddalena Nonato, Stefano Alvisi e Marco Franchini

Per proteggere una rete acquedottistica da un'eventuale contaminazione, si puo` usare una procedura in piu` fasi.
Nella prima fase si identifica la presenza del contaminante tramite una rete di sensori; dato un insieme di possibili scenari di contaminazione, si pone  il problema di trovare il posizionamento ottimo di un numero prefissato di sensori.
Nella seconda fase, si decide come reagire quando viene rilevata la contaminazione. Noto il sensore che genera l'allarme, solo un sottoinsieme degli scenari diventa possibile.
Per reagire alla contaminazione sono possibili due tipologie di azione: si possono aprire degli idranti che espellano dalla rete dell'acqua inquinata, oppure si possono chiudere delle condotte, agendo sulle valvole di isolamento.
In genere negli acquedotti non e` possibile agire su valvole e idranti da remoto, per cui si devono mandare delle squadre di addetti che operino sugli organi idraulici.
Diventa quindi importante trovare la sequenza di azionamento degli organi che riduce al minimo l'impatto sulla popolazione.
Di solito per avere una misura dell'impatto si considera il quantitativo di acqua inquinata (misurata in litri) che consumato dalla popolazione.
Questo si puo` stimare, data una sequenza di azionamenti, tramite un modello idraulico.
Sfortunatamente, questo modello e` molto oneroso dal punto di vista del tempo di calcolo, in quanto e` necessario eseguire una simulazione idraulica dell'intera rete. Di piu`, la funzione risultante non ha nessuna delle proprieta` che vengono sfruttate nell'ottimizzazione combinatoria, quale linearita` o convessita`.
In questo lavoro, mostriamo come il problema possa essere risolto in maniera approssimata tramite un algoritmo genetico; mostriamo anche i primi risultati sperimentali.
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