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第四章 管網維護管理模式

4.2 損壞污染監測選址模式

4.2.5 結果與討論

各特定監測站點數所得到的相對應最小可得偵測污染水準要求值與 Kessler 程序所得到的結果相同。由於 Kessler 程序需要先決定偵測污染水 準要求值再決策符合該條件的監測站網。因此如圖 4.7 所示,以 Kessler

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Level of Service (1,000 ft3)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Number of Monitoring Stations

圖 4.7 決策監測站數隨偵測污染水準要求值變化趨勢(Kessler et al., 1998)

表 4.1 損壞污染監測站網優選結果

Selected locations for placing monitoring stations Number of

monitoring

stations 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170

Level-of- service(ft3)

1 ● 174,051

2 ● 65,369

3 ● 43,713

4 ● 16,362

5 ● 12,192

6 ● 7,379

7 ● 6,015

8 ● 4,812

9 ● 4,491

10 ● 3,849

11 ● 3,208

12 ● 2,887

13 ● 2,406

14 ● 2,245

15 ● 1,283

16 ● 0

●: selected location

77

然而在四個監測站點總數限制下,其最佳的監測站網解應為偵測污染水準 要求值為 16,363 ft3 明顯較 Kessler 程序要求值為小。如果當水公司想要決 策具有較小監測站點總數的監測站網規劃結果,則必需再執行 Kessler 程 序以求得一個新的規劃監測站網,然而該較小偵測污染水準要求值仍可能 明顯大於該特定監測站點數下可行的最小偵測污染水準要求值。因此,若 以 Kessler 程序求取特定監測站點數下具最佳偵測污染水準要求值的監測 站網規劃結果,則必需執行相當多次的規劃程序。相對而言,本研究提出 的監測站網選址優選模式,則可以直接規劃在特定監測站點總數下具最小 偵測污染水準要求值的監測站網決策結果,而不需要另外執行額外的決策 程序,而改善監測站網決策效率。

且 Kessler 程序在同一個偵測污染水準要求下,常會有多組合適之監 測站點系統組合。故此以 1,000 ft3 為間距,對於 0~100,000 ft3 偵測污染水 量之間進行總計 100 次的模擬,取得對於不同偵測污染水準下之符合監測 站點組合總數之變化,其結果如圖 4.8 所示。為進一步縮減適合組合總數,

根據 Kessler et al. (1998)之建議,另以最大覆蓋程度為縮減標準,逐一篩選 合適站點組合,其結果如圖 4.9 所示。

根據合適解總數分析圖 4.8、圖 4.9 可以發現,以 Kessler 程序進行監 測站決策分析,在相同的偵測需求下,會得到多組合適解的情形,比如在 偵測污染水量為 7,000 ft3的情形下,有高達 16 組監測站點總數為 7 的合適 解。雖然經由 Kessler et al.(1998)建議可以多考量選取站點之重複覆蓋程度 進一步篩選,卻發現如圖 4.9.所示,雖然大部分情形都可以得到單一組解,

但仍存在多組解的情形,比如偵測污染水量為 7,000 ft3的情形下,仍然有 高達 5 組合適的解。必須重新計算每一組站網的實際偵測污染水量,才能 決定最佳解,手續上較為繁瑣。相對而言,本研究之選址模式,可以直接 得到一組最佳解,可簡化決策過程。

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

1000 7000 13000 19000 25000 31000 37000 43000 49000 55000 61000 67000 73000 79000 85000 91000 97000

Level of service (cu-ft)

Number of feasible solution sets

圖 4.8 不同偵測污染水量要求值下所得合適可行解總數變化圖

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0 Level of service (cu-ft)

Number of max. overlapping sets

圖 4.9 經最大覆蓋縮減後之合適解總數分布圖

而 Kessler et al.(1998)之方法必須採用試誤法,且在逼近最佳解時,必

求值應用延伸模式三決定最佳的監測站網,則可以直接決策出具有最小監 測站點數的監測站網結果。利用所提出的選址優選模式,則可以快速產生 如圖 4.7 偵測污染水準要求值對應決策優選總監測站點數的決策輔助圖。

因此,監測站網規劃決策者則可以利用此決策輔助圖,研討可承受的損壞 污染影響與可得的監測站網設置成本,來探討決定最適的監測站網以最有 效的監測管網系統可能發生的損壞污染事件,減少損壞污染可能對用戶造 成的負面影響。

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