Model Optimisasi Kendala Peluang (Chance-Constrained) Untuk Masalah Jaringan Distribusi Air
ABSTRAK
Jaringan Distribusi Air (Water Distribution Network, WDN) didefinisikan sebagai perencanaan pengembangan sumber daya air, pendistribusian, dan pemanfaatannya. Tujuan utama dari jaringan distribusi air
untuk menjaga sumber daya air yang terbatas dan dapat memberikan
manfaat yang efektif dari sumber daya air tersebut yang sesuai dengan
aspek lingkungan. Jaringan distribusi air akan menghubungkan sumber daya air kepada konsumen dengan menggunakan komponen hidrolik. Desain optimal suatu jaringan distribusi air terdiri dari pemilihan
diameter masing-masing pipa, rancangan jaringan pipa, dan panjang
pipa. Dalam Disertasi ini diusulkan model optimisasi stochastik nonlinier dalam mengatasi jaringan distribusi air di bawah pertimbangan
keandalan aliran air. Bentuk non-linear terjadi akibat persamaan penurunan tekanan air yang merupakan persamaan model stochastic. Untuk memecahkan model yang terjadi, model stochastic diubah menjadi
model multi-objektif deterministik chance-constrained dengan menggunakan pendekatan berbasis integer programming dan sampel ratarata. Kemudian untuk memecahkan bagian integernya digunakan pendekatan direct search.
Kata Kunci
: Masalah Jaringan Distribusi Air (WDN), optimasi stochastik non-linier, Deterministik, ChanceConstrained, Sampel rata-rata, Integer Programming,
Pendekatan direct search
iv
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Water Distribution Network can be defined as planned water resources
development, distribution, and utilization. Main objectives of water
distribution network are to preserve these limited water resources and
to provide an effective utilization of these resources in compliance with
environmental aspects. Water distribution network (WDN) connects
consumers to sources of water using hydraulic components. The optimal design of a water distribution network consists of the choice of
a diameter for each pipe, the pipe line network design, and the pipe
length. In this paper We propose a chance-constrained optimization
model for tackling a WDN under the consideration of reliability in
water flows. The nonlinearities arise through pressure drop equation.
We transform the stochastic programming model into a deterministic
multi-objective model using sampling average and integer programming
based approach. Then we solve the integer part on the result model
using a direct search approach.
Keywords
: Water distribution network problem, chance constrained programming, modeling, integer programming method, direct search.
v
Universitas Sumatera Utara
Jaringan Distribusi Air (Water Distribution Network, WDN) didefinisikan sebagai perencanaan pengembangan sumber daya air, pendistribusian, dan pemanfaatannya. Tujuan utama dari jaringan distribusi air
untuk menjaga sumber daya air yang terbatas dan dapat memberikan
manfaat yang efektif dari sumber daya air tersebut yang sesuai dengan
aspek lingkungan. Jaringan distribusi air akan menghubungkan sumber daya air kepada konsumen dengan menggunakan komponen hidrolik. Desain optimal suatu jaringan distribusi air terdiri dari pemilihan
diameter masing-masing pipa, rancangan jaringan pipa, dan panjang
pipa. Dalam Disertasi ini diusulkan model optimisasi stochastik nonlinier dalam mengatasi jaringan distribusi air di bawah pertimbangan
keandalan aliran air. Bentuk non-linear terjadi akibat persamaan penurunan tekanan air yang merupakan persamaan model stochastic. Untuk memecahkan model yang terjadi, model stochastic diubah menjadi
model multi-objektif deterministik chance-constrained dengan menggunakan pendekatan berbasis integer programming dan sampel ratarata. Kemudian untuk memecahkan bagian integernya digunakan pendekatan direct search.
Kata Kunci
: Masalah Jaringan Distribusi Air (WDN), optimasi stochastik non-linier, Deterministik, ChanceConstrained, Sampel rata-rata, Integer Programming,
Pendekatan direct search
iv
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Water Distribution Network can be defined as planned water resources
development, distribution, and utilization. Main objectives of water
distribution network are to preserve these limited water resources and
to provide an effective utilization of these resources in compliance with
environmental aspects. Water distribution network (WDN) connects
consumers to sources of water using hydraulic components. The optimal design of a water distribution network consists of the choice of
a diameter for each pipe, the pipe line network design, and the pipe
length. In this paper We propose a chance-constrained optimization
model for tackling a WDN under the consideration of reliability in
water flows. The nonlinearities arise through pressure drop equation.
We transform the stochastic programming model into a deterministic
multi-objective model using sampling average and integer programming
based approach. Then we solve the integer part on the result model
using a direct search approach.
Keywords
: Water distribution network problem, chance constrained programming, modeling, integer programming method, direct search.
v
Universitas Sumatera Utara