Wielokryterialna metoda wspomagania decyzji w zakresie typowania przewodów wodociągowych do renowacji lub wymiany
DOI:
https://doi.org/10.17512/INSTAL.2026.03.01Słowa kluczowe:
FSAW, wymiana przewodów wodociągowych, wspomaganie decyzjiAbstrakt
Systemy zbiorowego zaopatrzenia w wodę mają za zadanie dostarczać wodę do konsumentów w sposób ciągły, pod odpowiednim ciśnieniem oraz o odpowiedniej jakości. Aby spełnić te zadania, sieć wodociągowa musi być stale monitorowana oraz modernizowana. Ze względu na ograniczone środki inwestycyjne przedsiębiorstwa wodociągowe muszą starannie wybierać przewody, których stan techniczny lub niewłaściwa eksploatacja sprzyjają występowaniu awarii i przerw w dostawie wody do odbiorców. W pracy przedstawiono wielokryterialną metodę wspomagania decyzji FSAW (ang. Fuzzy Simple Additive Weighting Method). Metodę wykorzystano do wytypowania przewodów wodociągowych, które w pierwszej kolejności powinny zostać wymienione lub poddane renowacji. Przedstawione autorskie kryteria decyzyjne oraz wartości parametrów decyzyjnych stanowią istotne narzędzie umożliwiające podejmowanie działań w analizowanej problematyce. Opracowano studium przypadku dla 9 wariantów przewodów wodociągowych. Na podstawie wykonanej analizy określono kolejność renowacji lub wymiany badanych przewodów wodociągowych. Dodatkowym efektem pracy jest opracowanie formuł obliczeniowych do wykorzystania w programie QGIS oraz wizualizacja wyników badań na cyfrowej mapie sieci wodociągowej.
Pobrania
Bibliografia
Forero-Ortiz, E.; Martinez-Gomariz, E.; Sanchez-Juny, M.; Cardus Gonzalez, J.; Cucchietti, F.; Baque Viader, F.; Sarrias Monton, M. Models and Explanatory Variables in Modelling Failure for Drinking Water Pipes to Support Asset Management: A Mixed Literature Review. Appl Water Sci 2023, 13, 210, doi:10.1007/s13201-023-02013-1.
Rogers, P.D.; Grigg, N.S. Failure Assessment Modeling to Prioritize Water Pipe Renewal: Two Case Studies. J. Infrastruct. Syst. 2009, 15, 162–171, doi:10.1061/(ASCE)1076-0342(2009)15:3(162).
Farouk, A.M.; Rahman, R.A.; Romali, N.S. Non-Revenue Water Reduction Strategies: A Systematic Review. Smart and Sustainable Built Environment 2023, 12, 181–199, doi:10.1108/SASBE-04-2021-0071.
Directive (EU) 2020/2184 of the European Parliament and of the Council of 16 December 2020 on the Quality of Water Intended for Human Consumption; 2020;
Macchiaroli, M.; Dolores, L.; De Mare, G. Multicriteria Decision Making and Water Infrastructure: An Application of the Analytic Hierarchy Process for a Sustainable Ranking of Investments. Applied Sciences 2023, 13, 8284, doi:10.3390/app13148284.
Mutikanga, H.E.; Sharma, S.K.; Vairavamoorthy, K. Multi-Criteria Decision Analysis: A Strategic Planning Tool for Water Loss Management. Water Resour Manage 2011, 25, 3947–3969, doi:10.1007/s11269-011-9896-9.
Mohammadi, K. Pipe Renewal Plan in Water Distribution Network Considering Physical and Operational Risk Factors: A Hybrid MCDM-QSPM Technique 2024.
Caetano, J.; Carriço, N.; Covas, D. Lessons Learnt from the Application of MCDA Sorting Methods to Pipe Network Rehabilitation Prioritization. Water 2022, 14, 736, doi:10.3390/w14050736.
Salehi, S.; Jalili Ghazizadeh, M.; Tabesh, M. A Comprehensive Criteria-Based Multi-Attribute Decision-Making Model for Rehabilitation of Water Distribution Systems. Structure and Infrastructure Engineering 2018, 14, 743–765, doi:10.1080/15732479.2017.1359633.
Orasanin, G.; Simic, S.; Kosarac, A.; Vaskovic, S.; Milic, A.D. Water Supply Network Renewal Strategic Planning Utilizing the VIKOR Method 2024.
Berrezel, Y.A.; Abdelbaki, C.; Rouissat, B.; Boumaaza, T.; Saber, M.; Goosen, M.; Kumar, N. Automated GIS-Based Decision Tool for Rehabilitation of a Drinking Water Infrastructure in Tlemcen, Algeria. Appl Water Sci 2024, 14, 124, doi:10.1007/s13201-024-02190-7.
Patel, K.; Nihalani, S. A Review of _urban Water Networks Management Using GIS. MethodsX 2023, 11, 102261, doi:10.1016/j.mex.2023.102261.
Ayad, A.R.; Awad, H.A.; Yassin, A.A. Geographic information systems in water distribution networks.; January 2012; Vol. 5.
Trzaskalik, T. Wielokryterialne wspomaganie decyzji: metody i zastosowania; Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne: Warszawa, 2014; ISBN 978-83-208-2118-5.
Churchman, C.W.; Ackoff, R.L. An Approximate Measure of Value. OR 1954, 2, 172–187, doi:10.1287/opre.2.2.172.
Trzaskalik, T. Wielokryterialne Wspomaganie Decyzji. Przegląd Metod i Zastosowań. In Zeszyty Naukowe. Organizacja i Zarządzanie / Politechnika Śląska; Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2014; Vol. 74, pp. 239–263.
Kacprzak, D. Metoda SAW z przedziałowymi danymi i wagami uzyskanymi za pomocą przedziałowej entropii Shannona. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Ekonomicznego w Katowicach 2018, 144–155.
Zadeh, L.A. Fuzzy Sets. Information and Control 1965, 8, 338–353, doi:10.1016/S0019-9958(65)90241-X.
Pedrycz, W.; Czogała, E. Elementy i metody teorii zbiorów rozmytych. ISSN 0434-0825 1983.
Kaufmann, A.; Gupta, M.M. Fuzzy Mathematical Models in Engineering and Management Science; Elsevier Science Inc.: USA, 1988; ISBN 0-444-70501-5.
Tzeng, G.H. Multiple Attribute Decision Making: Methods and Appliations; CRC Press: Boca Raton, Fla, 2011; ISBN 978-1-4398-6157-8.
Kwietniewski, M. Awaryjność infrastruktury wodociągowej i kanalizacyjnej w Polsce w świetle badań eksploatacyjnych. In Awarie budowlane: zapobieganie, diagnostyka, naprawy, rekonstrukcje: XXV konferencja naukowo-techniczna, Szczecin - Międzyzdroje, 24-27 maja 2011. T. 1; Wydawnictwo Uczelniane Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego: Szczecin, 2011; Vol. I, pp. 127–140 ISBN 978-83-7663-075-5.
Hotloś, H. Ilościowa Ocena Wpływu Wybranych Czynników Na Parametry i Koszty Eksploatacyjne Sieci Wodociągowych; Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2007;
Barfuss, S.L. Water Main Break Rates in the USA and Canada: A Comprehensive Study. 2023.
Kwietniewski, M.; Rak, J.R. Reliability of water supply and sewage infrastructure in Poland; Committee of the Pol. Acad. of Sci.: Warsaw, 2010; ISBN 978-83-89687-51-7.
Tchórzewska-Cieślak, B.; Pietrucha-Urbanik, K.; Piegdoń, I. The Failure Risk Analysis of the Water Supply Network. Water 2023, 15, 3815, doi:10.3390/w15213815.
Pietrucha-Urbanik, K. Failure Prediction in Water Supply System – Current Issues. In Theory and Engineering of Complex Systems and Dependability; Zamojski, W., Mazurkiewicz, J., Sugier, J., Walkowiak, T., Kacprzyk, J., Eds.; Advances in Intelligent Systems and Computing; Springer International Publishing: Cham, 2015; Vol. 365, pp. 351–358 ISBN 978-3-319-19215-4.
Karadirek, I.E.; Kaya-Basar, E.; Akdeniz, T. A Study on Pipe Failure Analysis in Water Distribution Systems Using Logistic Regression. Water Supply 2024, 24, 176–186, doi:10.2166/ws.2023.335.
Pietrucha-Urbanik, K.; Studziński, A.; Rzeszowska, P. Wybrane aspekty kosztów oraz awaryjności przewodów przykładowego systemu wodociągowego. Rocznik Ochrona Środowiska 2016, 18, 616–627.
Tchórzewska-Cieślak, B.; Szpak, D.; Żywiec, J.; Rożnowski, M. The Concept of Estimating the Risk of Water Losses in the Water Supply Network. Journal of Environmental Management 2024, 359, 120965, doi:10.1016/j.jenvman.2024.120965.
Moerman, A.; Wols, B.A.; Diemel, R. The Effects of Traffic Loads on Drinking Water Main Failure Frequencies in the Netherlands. Water Practice and Technology 2016, 11, 524–530, doi:10.2166/wpt.2016.057.
Robert, D.J.; Chan, D.; Rajeev, P.; Kodikara, J. Effects of Operational Loads on Buried Water Pipes Using Field Tests. Tunnelling and Underground Space Technology 2022, 124, 104463, doi:10.1016/j.tust.2022.104463.
Chaudhuri, C.H.; Choudhury, D. Protection of Pipeline below Pavement Subjected to Traffic Induced Dynamic Response. Sci Rep 2023, 13, 4995, doi:10.1038/s41598-023-31615-7.
Pobrania
Opublikowane
Licencja
Prawa autorskie (c) 2026 Mateusz Rożnowski, Dawid Szpak, Jakub Żywiec, Barbara Tchórzewska-Cieślak (Autor)
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe.
