Optimal Real-time Control of Sewer Networks

Marinaki, Magdalene; Μαρινάκη, Μαγδαληνή

doi:10.1007/b138719

Cited by 15 publications

(4 citation statements)

References 44 publications

(58 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…Weather Index -Evenly weighted (w1=w2=0.5) summation of normalized average ambient temperature and normalized total solar radiation. Metric [3]. Ease Comfort Index -Evenly weighted (w1=w2=w3=0.33) summation of normalized average ambient temperature, normalized total solar radiation and normalized difference between 22°C and initial zone temperatures.…”

Section: Rwth Building Results Evaluationmentioning

confidence: 99%

“…Despite the intensive efforts by control engineers to optimize (calibrate) LSCS operations, the vast majority of LSCSs operate far from their optimal level, beingin many casesunable to efficiently cope with system variations, stochastic user behavior and changing environmental conditions; even worse, there are many reported cases where the LSCSs totally fail or collapse in case of major faults or incidents: predominant examples of such cases being energy blackouts (e.g. 14th of August 2004 in the U.S and Canada and 23rd of July 2007 in Barcelona, Spain), severe grid-locks that frequently occur in most controlled urban traffic networks [1] and severe floods or water waste problems in irrigation and sewage network systems that occurred due to failure of the respective LSCS to efficiently manage water levels at different points on the network [2] [3].…”

Section: The Optimal Control Problemmentioning

confidence: 99%

“…This means that reducing a detailed and very complex model to a state-space model may be almost impossible therefore SSM-dependent optimization strategies cannot be applied without accepting again big inaccuracy errors and simplifying assumptions. To this end modern simulation-assistive 3 , simulated annealing 4 ) where an elaborate model is used so as to accurately assess and evaluate in an online manner the control performance on the system treated as a black-box (simulationmodel observation based optimization). The main applications, which gave a boost to the development of simulation-based designs, include decision making in manufacturing systems or operational and managerial decision support in other discrete-event processes (see [9][10] [11][12][13]).…”

Section: Simulation-software Modelsmentioning

confidence: 99%

“…Many different experiments were conducted using RBC, Model-based and Fully Adaptive PCAO. Among them there was a good match as far as it concerns the comfort conditions between 3…”

Section: Weekendmentioning

confidence: 99%

See 3 more Smart Citations

Optimal and adaptive control in large scale sensor networks

Michailidis¹,

Μιχαηλίδης²

View full text Add to dashboard Cite

Η αδυναμία σχεδιασμού αποδοτικών στρατηγικών ελέγχου με τα υπάρχοντα θεωρητικά και πρακτικά εργαλεία, σε εφαρμογές συστημάτων μεγάλης κλίμακας (ΣΜΚ), τις περισσότερες φορές οδηγεί σε χρονικά και οικονομικά μη αποδοτικές λύσεις. Τα ΣΜΚ συνήθως εμπλέκουν χρονικά μεταβαλλόμενες και περίπλοκες δυναμικές, που πολλές φορές εισάγουν έντονη αβεβαιότητα στο πρόβλημα σχεδιασμού ελέγχου. Το γεγονός αυτό, καθιστά τα εργαλεία σχεδιασμού Αποδοτικού Ελέγχου Συστημάτων Μεγάλης Κλίμακας (ΑΕΣΜΚ) μη εφαρμόσιμα σε ένα μεγάλο κομμάτι εφαρμογών. Δυνητικά, ωστόσο, θα μπορούσαν να έχουν τεράστια επίδραση στην βελτίωση της απόδοσης και της ποιότητας των παρεχόμενων υπηρεσιών του εκάστοτε συστήματος μέσω της μείωσης: της καταναλισκόμενης ενέργειας, των επιπέδων εκπομπών ρυπογόνων στοιχείων και βελτιώνοντας την ποιότητα της καθημερινής δραστηριότητας των χρηστών. Η παρούσα εργασία, βασισμένη σε σύγχρονες/πρόσφατες ερευνητικές εξελίξεις, στοχεύει στην υλοποίηση/ανάπτυξη και στην αξιολόγηση μιας ολοκληρωμένης μεθοδολογίας σχεδίασης ελέγχου που είναι συμβατή με ετερογενή και περίπλοκα συστήματα μεγάλης κλίμακας. Η μεθοδολογία αυτή είναι ικανή να: (α) παρέχει στρατηγικές ελέγχου, τόσο κοντά στην βέλτιστη απόδοση ελέγχου ΣΜΚ όση επιλέγει ο χρήστης. (β) είναι εγγενώς αυτο-προσαρμοζόμενη και να βελτιώσει με επιτυχία, με ραγδαίο ρυθμό, την απόδοση του ΣΜΚ όταν βραχυπρόθεσμες ή μακροπρόθεσμες μεταβολές επηρεάζουν το σύστημα. (γ) παρέχει αποδοτικό και ασφαλή τρόπο ανάκαμψης από ενδεχόμενα σφάλματα ή/και λειτουργικές αναπροσαρμογές του ίδιου του συστήματος. (δ) επιτύχει όλα τα παραπάνω ενώ ταυτόχρονα δεν εξαρτάται από την διάσταση του προβλήματος ενώ ταυτόχρονα είναι εύχρηστη. Τα ολοκληρωμένα εργαλεία σχεδίασης ΑΕΣΜΚ που υλοποιήθηκε στα πλαίσια της παρούσας διατριβής, έχουν δοκιμασθεί και αξιολογηθεί εκτενώς πάνω σε δύο πραγματικά συστήματα μεγάλης κλίμακας (δύο κτίρια γραφείων).Η παρούσα εργασία μπορεί να διαχωριστεί στις παρακάτω θεματικές ενότητες: (α) Εισαγωγή (Κεφάλαιο 1): στην ενότητα αυτή περιγράφονται εκτενέστερα τα προβλήματα που εμφανίζονται σε σύγχρονες εφαρμογές βέλτιστου και προσαρμοστικού ελέγχου (βλέπε Παράρτημα 2) σε ΣΜΚ αλλά και οι δημοσιεύσεις που προέκυψαν στα πλαίσια της εκπόνησης της παρούσας διατριβής (β) Εργαλεία Σχεδίασης Βέλτιστου κ Προσαρμοστικού Ελέγχου σε ΣΜΚ (Κεφάλαιο 2): στην ενότητα αυτή αναλύονται λεπτομερώς τα θεωρητικά εργαλεία σχεδίασης ελέγχου που αναπτύχθηκαν. (γ) Εφαρμογές Προσομοίωσης (Κεφάλαιο 3): στην ενότητα αυτή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα από εφαρμογές προσομοιώσεων που διεξήχθησαν στα πλαίσια της αξιολόγησης των παραπάνω εργαλείων. (δ) Εφαρμογές Πραγματικών Συνθηκών (Κεφάλαιο 4): στην ενότητα αυτή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα (πιο αναλυτική απεικόνιση των πειραμάτων σε πραγματικές συνθήκες περιλαμβάνεται στο Παράρτημα 1) που προέκυψαν από τις εφαρμογές των εργαλείων αυτών σε πραγματικά ΣΜΚ και η αντίστοιχη αξιολόγησή τους. (ε) Γενικά Συμπεράσματα (Κεφάλαιο 5): στην ενότητα αυτή αναλύονται συγκεντρωτικά όλα τα παραπάνω αποτελέσματα και αξιολογείται η απόδοση των εργαλείων ελέγχου.

show abstract

Section: Rwth Building Results Evaluationmentioning

confidence: 99%

Section: The Optimal Control Problemmentioning

confidence: 99%

Section: Simulation-software Modelsmentioning

confidence: 99%

“…Many different experiments were conducted using RBC, Model-based and Fully Adaptive PCAO. Among them there was a good match as far as it concerns the comfort conditions between 3…”

Section: Weekendmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Optimal and adaptive control in large scale sensor networks

Michailidis¹,

Μιχαηλίδης²

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

On modelling approaches for receding-horizon control design applied to large-scale sewage systems

Ocampo‐Martínez

Puig

2009

Proceedings of the 48h IEEE Conference on Decision and Control (CDC) Held Jointly With 2009 28th Chinese Control Conference

View full text Add to dashboard Cite

Abstract-In this paper, receding horizon control of largescale sewage systems is addressed considering different modelling approaches, which include several inherent continuous/discrete phenomena (overflows in sewers and tanks) and elements (weirs) in the system. This fact results in distinct behaviours depending on the dynamic state (flow/volume) of the network. These behaviours can not be neglected nor can be modelled by a pure linear representation. In order to take into account these phenomena and elements for the design of the control strategy, a modelling approach based on piece-wise linear functions (PWLF) is proposed and compared against a hybrid modelling approach previously reported by the authors. Control performance results and associated computation times considering both modelling approaches are compared by using a real case study based on the Barcelona sewer network. Results have shown an important reduction in the computation time when the PWLF-based model is used, with an acceptable suboptimality level in the closed-loop system performance.

show abstract

Receding horizon control of hybrid linear delayed systems: Application to sewer networks

Joseph-Duran

Ocampo‐Martínez

Cembraño

2013

52nd IEEE Conference on Decision and Control

View full text Add to dashboard Cite

Abstract-A control-oriented hybrid linear model for water transport in sewer networks is proposed as a suitable framework for the computation of real-time controllers for the minimization of flooding in presence of heavy-rain events. The model is based on individual network elements (sewers, gates, weirs and tanks) and does not rely on topological simplifications, thus providing a better description of the hydrological and hydraulic phenomena than in similar works. Using a generic form of a hybrid linear model, a simple matrix-based procedure for the formulation and solution of an optimal control problem is also presented. This procedure is applied to the sewer network model for the case study of a part of the Barcelona sewer network in a receding horizon control strategy, showing the effectiveness of the proposed control approach.

show abstract

Optimal Real-time Control of Sewer Networks

Cited by 15 publications

References 44 publications

Optimal and adaptive control in large scale sensor networks

Optimal and adaptive control in large scale sensor networks

On modelling approaches for receding-horizon control design applied to large-scale sewage systems

Receding horizon control of hybrid linear delayed systems: Application to sewer networks

Contact Info

Product

Resources

About