H-1134 Budapest, Váci út Postacím: 1325 Bp., Pf.: 355. Telefon: Fax:

Az előadások a következő témára: "H-1134 Budapest, Váci út Postacím: 1325 Bp., Pf.: 355. Telefon: Fax: "— Előadás másolata:

1 H-1134 Budapest, Váci út Postacím: 1325 Bp., Pf.: 355. Telefon: Fax: A Fővárosi Vízművek Zrt. fuzzy logika elvén és térinformatikán alapuló, rekonstrukciós döntéstámogató rendszere BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék 2014.április Hetényi Zsuzsa Fővárosi Vízművek Zrt. • •

2 Csőhálózat bemutatása
Tartalom Csőhálózat bemutatása Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Csőhálózat állapota Csőhálózat felújítási lehetőségei Tapasztalatok Fővárosi Vízművek Zrt. • •

3 Csőhálózat bemutatása Csőátmérő szerint megoszlás
Hálózat hossza km, amelyből 3 979 km elosztóvezeték, 936 km főnyomó- és gerincvezeték (DN ≥ 300mm) Átmérő kategória (mm) ≤100 Hossz (fm) 50% 20% 11% 15% 4% Fővárosi Vízművek Zrt. • •

4 Csőhálózat bemutatása Csőanyag szerinti megoszlás
Csővezetékek anyaga Azbeszt cement Öntöttvas Gömbgrafitos öntöttvas PVC KPE Acél Sentab Hobas Összesen Hossz (fm) 73 673 464 % 46,4% 20,6% 11,5% 2,4% 15,0% 1,5% 2,6% 0,01% Fővárosi Vízművek Zrt. • •

5 Csőhálózat bemutatása Életkor szerinti megoszlás
Építés éve Életkor (év) 110-91 90-71 70-51 50-31 30-11 10-1 Hossz (fm) 20 151 86 110 % 0,4% 1,8% 2,5% 6,9% 20,0% 31,1% 22,7% 14,6% Fővárosi Vízművek Zrt. • •

6 A hálózat kb. 9%-a elérte várható élettartamát 2012. évben.
Csőhálózat bemutatása Csőanyagok műszakilag várható élettartama szerinti megoszlása A hálózat kb. 9%-a elérte várható élettartamát évben. Csőanyag Műszakilag várható élettartam Tényleges átlagéletkor 2012. év november végi hálózathossz (km) Műszakilag várható élettartamot elérő vezetékek hossza év november vége (km) Azbesztcement 60 év 44 év 2 281,3 190,4 Öntöttvas 100 év 81 év 1 013,5 189,6 Acél 40 év 53 év 73,7 53,2 Gömbgrafitos öntöttvas 90 év 17 év 565,8 0,0 Sentab 50 év 31 év 127,3 PVC 32 év 116,0 0,3 KPE 11 év 737,8 Hobas 16 év 0,5 Összesen: 4 915,9 433,6 Fővárosi Vízművek Zrt. • •

7 Csőhálózat bemutatása Főnyomó-, gerinc- és elosztóvezeték hálózat sérüléseinek és a hálózathosszra vetített értékének alakulása ( ) Fővárosi Vízművek Zrt. • •

8 Csőhálózat bemutatása Csőátmérő és csőanyag szerinti meghibásodás
Átmérő szerinti meghibásodás alakulása (DN mm tartományban a legmagasabb) Csőanyag szerinti meghibásodás alakulása (az azbesztcement és öntöttvas anyagú vezetékeken a legmagasabb) Fővárosi Vízművek Zrt. • •

9 Korábbi tervezési gyakorlat (esemény vezérelt)
Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Előzmények Korábbi tervezési gyakorlat (esemény vezérelt) 2002. csőtörés sorozat ösztönző hatása Állapot vezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázat értékeléssel Állapot felmérési projekt elindítása, eredményei Pontozásos eljárás kifejlesztése, Predikas kipróbálás Fővárosi Vízművek Rt. • •

10 Vízvezeték hálózatok sajátosságai
Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Fuzzy logika alkalmazása Vízvezeték hálózatok sajátosságai A kor- és anyagösszetétel szempontjából heterogén hálózat. Az információk sok esetben közvetett módon állnak rendelkezésre. Az adatok halmaza nem teljes. A bemeneti paraméterek között, mennyiségi összefüggések helyett gyakran csak minőségi megállapítások tehetők. A törvényszerűségek megfogalmazása szakmai tapasztalatokon alapul. A bemenő adatok jellemzői: számosságuk és mérhetőségük hiánya. Fuzzy logika alapján működő kockázatértékelés kidolgozása. Fővárosi Vízművek Zrt. • •

11 Térinformatikai alkalmazás (MIR)
Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Kockázatértékelés + térinformatikai beágyazás Fuzzy értékelő motor Interfészek Állapot, környezeti és leíró adatok Térinformatikai alkalmazás (MIR) Értékelési eredmények Kimenetek Fővárosi Vízművek Zrt. • •

12 Csőanyag vizsgálatok (roncsolásos, roncsolás mentes)
Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Állapotfelmérési program elindítása Állapotfelmérési projekt elindítása, feladatai, eredmények beépítése a térinformatikai rendszerbe Csőanyag vizsgálatok (roncsolásos, roncsolás mentes) Talajelektromosság által veszélyeztetett helyek feltérképezése Digitalizált talaj és talajvíz térkép létrehozása Épített környezeti és forgalmi tényezők beszerzése Fővárosi Vízművek Zrt. • •

13 Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Térinformatikai beágyazás
Fővárosi Vízművek Rt. • •

14 55 000 db csőszakasz Fővezetéki modell 5 500 db körüli
Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Rehabilitációs vezetékszakasz képzés db csőszakasz Fővezetéki modell 5 500 db körüli rehabilitációs vezetékszakasz átmérő >=300mm Elosztóvezetéki modell db körüli rehabilitációs vezetékszakasz átmérő<300 mm kizárhatóság+közterület alapján elektronikusan Fővárosi Vízművek Rt. • •

15 Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Bemenő paraméterek csoportjai
MEGNEVEZÉS A Vezetékszakasz leíró jellemzők ( anyag, átmérő, kor, hossz ) B Szolgáltatás megítélése ( vízminőség, üzemkiesés, fogyasztói érték ) C Pénzügyi veszteség ( károkozás másik félnek, bevétel kiesés ) D Állapotjelzők (hibaszám, anyagszéria, élettartam, grafitosodás, tartalék,stb. ) E Üzemeltetési paraméterek ( karbantartás, üzemirányítás, stb. ) F Korróziós környezeti paraméterek (talajkorrózivítása, talaj, talajvíz szint, szulfát, klorid,stb. ) G Tervezett útépítés és közmű beruházások ( ágyazat megbontása, csőtörés utólagos megítélése ) H Közterületi besorolások ( úttípus, közlekedés jelleg, útburkolat, sávok, stb. ) I Üzemzavar lokalizálhatósága ( távműködtetés, kizárhatóság, stb. ) J Külső mechanikai hatások ( takarás, útburkolat állapota, forgalom, közműsűrűség, stb. ) K Üzemtani jellemzők ( nyomás, lengés ) L Geotechnikai hatások ( holtág, Duna hatás, ágyazat, alátámasztás, talajváltás, stb. ) M Talajelektromos jellemzők ( katódállomás, áramátalakító, szutirázs, stb. ) Rózsaszínnel azokat a paraméter csoportokat jelöltük, amelyek a vezetékek állapotát befolyásolják. Fővárosi Vízművek Zrt. • •

16 24 db csőszakaszhoz rendelt (A,B,C,D,J,K csoportok)
Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Bemenő adatok 13 db bemeneti csoport 65 db bemenő paraméterből tevődik össze 24 db csőszakaszhoz rendelt (A,B,C,D,J,K csoportok) 26 db közterülethez rendelt (C,F,H,J,L,M csoportok) 15 db rehabilitációs vezetékszakaszhoz rendelt (B,E,G,H,I,J,K,L,N csoportok) DN 500 öv (1896) DN500acél (1956) DN500 öv (1869) DN500göv(1996) Fővárosi Vízművek Rt. • •

17 A: Csőszakasz leíró jellemzők (5db) B: Szolgáltatás megítélése (2db)
Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Csőszakaszhoz rendelt adatok A: Csőszakasz leíró jellemzők (5db) B: Szolgáltatás megítélése (2db) C: Pénzügyi veszteség (1db) D: Állapotjelzők (9db) J: Külső mechanikai hatások (2db) K: Üzemtani jellemzők (1db) DN 500 öv (1896) DN500acél (1956) DN500 öv (1869) DN500göv(1996) Fővárosi Vízművek Rt. • •

18 Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Roncsolásos vizsgálat (BME)
Vizsgálat jele 908 db Fővárosi Vízművek Rt. • •

19 Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Roncsolás mentes vizsgálat (VEKOR) 315 db Vizsgálat jele Fővárosi Vízművek Rt. • •

20 F: Korróziós környezeti paraméterek (4db)
Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Közterülethez rendelt adatok C: Pénzügyi veszteség (1db) F: Korróziós környezeti paraméterek (4db) H: Közterületi besorolások (4db) J: Külső mechanikai hatások (2db) L: Geotechnikai hatások (10db) M: Talajelektromos hatások (4db) DN 500 öv (1896) DN500acél (1956) DN500 öv (1869) DN500göv(1996) Fővárosi Vízművek Rt. • •

21 Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel
Csőzóna információk térképes megjelenítéssel (PRAXIS) -Földtani képződmények -Holtágak -Felszín mozgások -barlangok, üregek Talajvíz szint maximális, átlagos Talajvíz -szulfát agresszivitás -klorid ion tartalom Fővárosi Vízművek Rt. • •

22 Áramátalakító hatása Katód állomás hatása Szutirázs hatása
Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Talaj-elektromossággal veszélyeztetett területek (VEKOR) Áramátalakító hatása Katód állomás hatása Szutirázs hatása Fővárosi Vízművek Rt. • •

23 Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Talajelektromos mérések (ARZT ENGINEERING) Fővárosi Vízművek Rt. • •

24 B: Szolgáltatás megítélése (1db) E: Üzemeltetési paraméterek (4db)
Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Rehabilitációs vezetékszakaszhoz rendelt adatok B: Szolgáltatás megítélése (1db) E: Üzemeltetési paraméterek (4db) G: Más, tervezett közmű beruházások (1db) H: Közterületi besorolások (1db) J: Külső mechanikai hatások (1db) I: Üzemzavar lokalizálhatósága (5db) DN 500 öv (1896) DN500acél (1956) DN500 öv (1869) DN500göv(1996) Fővárosi Vízművek Rt. • •

25 Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Adatfeltöltés (adatok származása, adatfeltöltés módja, minősége, lefedettsége) Fővárosi Vízművek Rt. • •

26 Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Rehabilitációs vezetékszakaszok összerendelése Fővárosi Vízművek Rt. • •

27 Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Eredmények megjelenítése
alapján Fővárosi Vízművek Rt. • •

28 Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Bemenő paraméterek csoportjai
MEGNEVEZÉS A Vezetékszakasz leíró jellemzők ( anyag, átmérő, kor, hossz ) B Szolgáltatás megítélése ( vízminőség, üzemkiesés, fogyasztói érték ) C Pénzügyi veszteség ( károkozás másik félnek, bevétel kiesés ) D Állapotjelzők (hibaszám, anyagszéria, élettartam, grafitosodás, tartalék,stb. ) E Üzemeltetési paraméterek ( karbantartás, üzemirányítás, stb. ) F Korróziós környezeti paraméterek ( talajkorrózivítása, talajvíz szint, stb. ) G Tervezett útépítés és közmű beruházások ( ágyazat megbontása, csőtörés utólagos megítélése ) H Közterületi besorolások ( úttípus, közlekedés jelleg, útburkolat, sávok, stb. ) I Üzemzavar lokalizálhatósága ( távműködtetés, kizárhatóság, stb. ) J Külső mechanikai hatások ( takarás, útburkolat állapota, forgalom, közműsűrűség, stb. ) K Üzemtani jellemzők ( nyomás, lengés ) L Geotechnikai hatások ( holtág, Duna hatás, ágyazat, alátámasztás, talajváltás, stb. ) M Talajelektromos jellemzők ( katódállomás, áramátalakító, szutirázs, stb. ) Rózsaszínnel azokat a paraméter csoportokat jelöltük, amelyek a vezetékek állapotát befolyásolják. Fővárosi Vízművek Zrt. • •

29 Értékek értelmezési tartománya Tagsági függvény szakaszai
Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Értékelési változók Jel Megnevezés Értékek értelmezési tartománya Tagsági függvény szakaszai HAT06 Városüzemeltetési kár foka 0 … 100 Alacsony – magas HAT05 Szolgáltatás megítélése Jó – elfogadhatatlan HAT04 Pénzügyi veszteségek mértéke Alacsony – jelentős HAT03 Többletráfordítások HAT02 Károkozási mérték Kicsi – nagy HAT01 Zárási idő Rövid – hosszú HAT10 HATÁS 0 … 10 KOCK KOCKÁZAT = VAL10 * HAT10 PRIOR PRIORITÁS Kicsi – nagy VAL10 CSŐTÖRÉSI VALÓSZÍNŰSÉG VAL01 Csőállapot Megfelelő – kritikus VAL01A Indirekt csőállapot Megfelelő – kritikus VAL01B Roncsolásos csőállapot VAL01C Roncsolásmentes csőállapot VAL02 Üzemeltelési kockázat VAL04 Korróziós hatás Csekély – jelentős VAL04A Talajhatás VAL04B Talajvíz hatás VAL04C Mért talajkorrozivitás Csekély – jelentős VAL04D Talaj elektromos hatás VAL04D1 Áramforrás veszély VAL05 Idegen behatás kockázata Alacsony – jelentős VAL06 Geotechnikai hatás Jelentéktelen – számottevő VAL07 Mechanikai többletterhelés Fővárosi Vízművek Zrt. • •

30 Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Kockázatértékelési modell felépítése Csőállapotot értékelő változók Csőtörések hatását értékelő változók Kockázat Fővárosi Vízművek Zrt. • •

31 Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel Tagsági függvények tartományai
Fővárosi Vízművek Rt. • •

32 VAL01C Roncsolás-mentes csőállapot
Állapotvezérelt hálózat rekonstrukció tervezés kockázatértékeléssel A szabályrendszer VAL01C Roncsolás-mentes csőállapot Bemenetek Tartalék D10 Grafitosodás D11 Vezetékanyag A01 Vezetékkor A03 Kimenet Roncsolás-mentes csőállapot VAL01C 1. If (D10 is jelentõs) and (D11 is nincs) and (A01 is öv) and (A03 is not övkor) then (VAL01C is megfelel) (1) 2. If (D10 is nincs) then (VAL01C is kritikus) (1) 3. If (D11 is kritikus) and (A01 is öv) and (A03 is övkor) then (VAL01C is kritikus) (1) 4. If (D11 is közepes) and (A01 is öv) and (A03 is övkor) then (VAL01C is kritikus) (0.8) 5. If (D10 is jelentõs) and (D11 is nincs) and (A01 is öv) and (A03 is övkor) then (VAL01C is megfelelő) (0.1) 6. If (A01 is not öv) then (VAL01C is megfelelő) (1) Fővárosi Vízművek Rt. • •

33 Csőhálózat állapota Főnyomó- és gerincvezetékek csőállapotának megoszlása
Rossz és kritikus állapotú vezetékek csőanyag szerinti megoszlása (öntöttvas 90% körüli) Csőállapot Hossz (m) jó állapot 1-40 közepes állapot 41-70 rossz állapot 71-89 63 924 kritikus állapot 90-100 5 788 Végösszeg Csőanyag Hossz (m) rossz állapot kritikus állapot öntöttvas 56 722 5 562 acél 3 479 azbesztcement 3 722 226 Összesen 63 923 5 788 Fővárosi Vízművek Zrt. • •

34 Csőhálózat állapota Elosztóvezeték hálózat csőállapotának megoszlása
Rossz és kritikus állapotú vezetékek anyag szerinti megoszlása Csőállapot Hossz (m) jó állapot 1-40 közepes állapot 41-70 rossz állapot 71-89 kritikus állapot 90-100 44 632 Végösszeg Csőanyag Hossz (m) rossz állapot kritikus állapot öntöttvas 15 954 azbesztcement 18 926 28 678 acél 1 841 Összesen 44 632 Fővárosi Vízművek Zrt. • •

35 Főnyomó- és gerincvezeték eredmény
Fővárosi Vízművek Rt. • •

36 Elosztóhálózat eredmény
Fővárosi Vízművek Rt. • •

37 Csőhálózat felújítás lehetőségei Rekonstrukciós hossz alakulása (1998-2013)
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Főnyomó- és gerincvezetékek (km) 0.6 4.0 2.3 0.3 3.4 11.3 20.0 20.5 6.0 8.4 9.1 6.2 4.5 2,2 A főnyomó és gerincvezetékek százalékos aránya a hálózat hosszához képest (%) 0.07% 0.44% 0.25% 0.03% 0.37% 0.43% 1.20% 2.10% 2.12% 0.61% 0.85% 0.91% 0.60% 0.66% 0.46% 0,23% Elosztó vezetékek (km) 29.4 25.6 33.8 19.7 41.6 33.0 64.8 35.7 41.7 7.0 13.3 23.9 29.0 16.2 5,0 Elosztó vezetékek százalékos aránya a hálózat hosszához képest (%) 0.79% 0.68% 0.89% 0.52% 1.07% 0.84% 1.64% 0.90% 1.05% 0.18% 0.33% 0.72% 0.82% 0.40% 0,13% Rekonstrukció összesen (km) 30.0 29.6 36.1 45.0 37.0 76.1 55.7 62.2 13.0 21.7 35.0 39.2 20.7 7,2 A teljes hálózat százalékos arányában (%) 0.65% 0.63% 0.77% 0.42% 0.93% 0.76% 1.56% 1.13% 1.26% 0.26% 0.71% 0,15% Fővárosi Vízművek Zrt. • •

38 Csőhálózat felújítás lehetőségei Rekonstrukciós hossz és beruházási forrás alakulása (1998-2013)
Fővárosi Vízművek Zrt. • •

39 Csőhálózat felújítás lehetőségei Technológiák (nyíltárkos, kitakarás nélküli NO-DIG)
A rekonstrukciós technológia kiválasztásakor mérlegelendő szempontok: Nyomvonal megfelelő (vízszintes és függőleges iránytörések, csomópontok száma nem jelentős) Vezeték tartós kizárhatósága Átmérő csökkentési lehetőség Üzemi nyomás Korábbi csőtörés javítások helyeinek száma Csőanyag statikai állapota Több műszakilag megfelelő technológia alkalmazása esetén a kiválasztás gazdaságossági elemzés alapján történik. Fővárosi Vízművek Zrt. • •

40 Csőhálózat felújítás lehetőségei Technológiák (nyíltárkos, kitakarás nélküli NO-DIG)
Nyíltárkos csőfektetés: KPE vagy gömbgrafitos öntöttvas csőanyaggal NO-DIG technológiák: Csőroppantás (KPE, gömbgrafitos öntöttvas) Csőbehúzás (KPE, gömbgrafitos öntöttvas) Csőbélelés (szoros illeszkedésű KPE, szövettömlő) Fővárosi Vízművek Zrt. • •

41 Tapasztalatok Az értékelés nem egy gomb nyomásra történik kívánságra, hanem komoly idő és erőforrás igénye van Maga a modell egy segédeszköz, melynek használatával a nagy mennyiségű adathalmaz értékelésével a meghatározott szabály rendszerek alapján lehetőség nyílik a vezetékhálózat egyidejű kockázat értékelésére A futtatást 2 évente érdemes elvégezni Az adatfeltöltést meghatározott bemenő paramétereknél célszerű területelven elvégezni A fémanyagú (öntöttvas, acél, gömbgrafitos öntöttvas vezetékek állapot értékelése kielégítő, azonban az azbesztcement, KPE, PVC, Sentab vezetékek állapot romlására további vizsgálatok, a környezet és a csőanyag közötti összefüggések feltérképezése szükséges, esetleg kutatás-fejlesztés keretében Az értékelést követően mérnöki tevékenység szükséges a rekonstrukciós javaslat összeállításához A nem releváns bemenő paramétereket felülvizsgáltuk és a modellben tartásuk mellett döntöttünk a kezdeti adatfeltöltés elfogadásával Fővárosi Vízművek Rt. • •

42 Tapasztalatok Bemenő paramétereket összevontunk, illetve töröltünk, újat vezetünk be a modell aktualizálásával A fővezetéki modell futtatás a történhet egybe, átfutási idő kb. 5 óra Az elosztóvezetéki modell futtatása kerületenként javasolt a nagy mértékű adathalmaz miatt kerület nagyságától függően átfutási idő 2-4 óra A bemutatott térképi megjelenítés látványos, de a haszna jelentéktelen Fővárosi Vízművek Rt. • •

43 Köszönöm a figyelmet! Fővárosi Vízművek Zrt. • •