系統發展運作架構

管網損壞分析與管理決策支援系統的運作架構設計如圖 5.1 所示。整個系統 分為用戶端與伺服端兩個部分，不同運算需求的主要模組根據其特性分別在客戶 端與伺服器端執行，以合理配置運算需求提升系統整體的決策效能。決策支援系 統主要的管網決策支援模組包含：

(1) 管網核心資料庫模組：儲存與管理管網系統相關管件資訊。

(2) 管網結構分析模組：輔助分析管網系統的結構及連通關係。

(3) 管網損壞分析模組：輔助分析管網系統各制水閥分區損壞所可能造成的損壞 衝擊。

(4) 管網停水分析模組：輔助分析管網損壞事件。

(5) 網路地理資訊分析介面模組：提供視覺化分析、呈現與操作介面。

(6) 管網決策支援伺服系統：協助執行複雜的各項管網水力模擬。

由於一般實際的自來水管網系統通常包含相當大量的管件資訊，各項損壞分 析與管理模組的運算分析過程又較為繁複，需要建立一個較具效率的管網資料結 構，以提升管網資訊在決策分析時的運算效率，本研究應用物件導向的技術發展 管網損壞分析決策支援系統，使得所發展的決策支援系統更為系統化、模組化，

以便利分析繁雜的管網系統。

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GIS-based Presentation/

Operation Module

Shortage Simulation for All Segments

Single/Multiple Failure Simulation EPANET2 Input

file

EPANET2 Simulation

Segment-based Analysis and Management Module

Report Module

Web-GIS Decision Support User Interface Core WDN Database for

Object-oriented Operation

WDN object model

Decision Support Analysis Server Structure Analysis

Segment Idetification

Critical Segment Identification

Impacted Area Identification Peripheral Valve

Identification Failure Analysis Core WDN

Database

Failure Expansion Identification Shut-off Impact

Analysis Failure Management

Valve Criticality Analysis

圖 5.1 管網損壞分析決策支援系統架構圖

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由於物件導向式的設計架構，將各項管網實體管件、屬性甚至於運作特性等 皆可設計為一模組化的運作單位，不僅可更直覺的方式發展運作分析架構，亦將 因為個別管網運作模組化之後的獨立性，更提升所發展決策支援系統的可擴充 性，後續擬發展擴充的各類決策支援模組只要能依循系統所規範模組化的管網物 件架構，即可直接連結至決策支援系統中。採用 JAVA (Sun, 2008)物件導向程式 語言發展，參考改善以往研究的管網物件架構(Morley et al., 2001; Solomatine, 1996)，設計發展損壞分析系統。

為有效降低管網損壞影響，系統發展之管網損壞維護決策輔助架構如圖 5.2 所示。針對平時管網改善策略研擬的需求，結合發展管網損壞分析與制水閥連通 關鍵性分析，找出管網中損壞影響較大的區位，判識制水閥設置架構的可能缺 失，以輔助恰當的制水閥設置架構改善策略。亦針對損壞維修執行的需求，發展 停水分析與制水閥損壞擴張樹分析，動態輔助損壞維修影響分析，提升管網損壞 維修執行效能。並發展制水閥設置調整分析功能，輔助改善損壞影響策略之研擬。

根據上述管網物件架構為核心所發展出來的管網損壞分析決策支援系統如 圖 5.3 所示。並結合地理資訊介面模組，將管網系統包含的所有管件，如節點、

管線、水槽、蓄水池與加壓站的空間關係建置呈現，提供簡便的操作分析介面。

圖 5.2 管網損壞維護決策輔助架構圖

圖 5.3 管網損壞分析決策支援系統介面與案例管網圖

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