Análise comparativa na precisão dos estados operacionais e tempo de processamento entre uma Rede Neural Artificial e um Simulador Hidráulico

Código

II-FLUHIDROS0041

Autores

Leandro Alves Evangelista, Bruno Melo Brentan, GUSTAVO MEIRELLES LIMA, Débora Salomé Móller

Tema

03 - Análise de Sistemas de Abastecimento de Água

Resumo

Simuladores hidráulicos são importantes ferramenta para o planejamento e operação de sistemas de abastecimento de água, uma vez que permitem a avaliação de diferentes cenários. Em muitos casos, são utilizados em conjunto com algoritmos de otimização de forma a obter a melhor relação custo/benefício ao sistema. Este procedimento exige esforço computacional elevado, uma vez que milhares de simulações deverão ser feitas para que se obtenha uma solução viável. Este esforço aumenta quanto maior e mais complexo for sistema. Durante a fase de planejamento este tempo de processamento elevado é irrelevante, pois as decisões visam ações de longo prazo. Entretanto, na operação as decisões devem ser imediatas, tornando inviável a aplicação de algoritmos de otimização. Para contornar este problema o uso de metamodelos é uma alternativa para substituição de simuladores hidráulicos. Apesar do esforço computacional necessário para seu treinamento, após sua criação os resultados são obtidos de forma imediata. Assim, neste trabalho foram comparados o tempo de processamento de simuladores hidráulicos e metamodelos visando sua posterior aplicação em algoritmos de otimização. Os metamodelos criados são baseados em Redes Neurais Artificiais feedfoward do tipo perceptron multicamada que deverão estimar o consumo de energia, níveis de reservatórios e pressões de uma rede de distribuição de água. Além do esforço computacional, também foram avaliados a precisão dos metamodelos. Os resultados mostram que os metamodelos apresentam resultados muito acurados em relação ao simulador hidráulico, com respostas quatro vezes mais rápidas. Evidenciando que podem ser muito úteis em aplicações que necessitam de agilidade.