Modellering 'State of the future'

Relaterede dokumenter
EVA MØDE 4.feb Anders Breinholt

Hvad er SWI? Peter Steen Mikkelsen DTU Miljø Lektor, overordnet ansvarlig for SWI-projektet

OMOVAST - Udvikling af ny teknologi Margit Lund Christensen, HOFOR

Brug af data ved Energibesparelser, Energimærkning, samt Intelligente (Flexible) Bygninger. Henrik Madsen (DTU Compute)

Statistik i basketball

Miljøeffektiv teknologi

Brug af meteorologiske prognoser til beregning af varmeforbrugsprognoser

URBANWATER / BYENSVAND Research Group for Urban Drainage

Statistik Lektion 1. Introduktion Grundlæggende statistiske begreber Deskriptiv statistik Sandsynlighedsregning

brug af in-situ sensorer i afløbssystemet

Økonomisk analyse af forskellige strategier for drægtighedsundersøgelser

Monitorering og minimering af lattergasemission fra renseanlæg ID nr

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Perspektiver i anvendelse af hydrologisk data assimilation (HydroCast)

Monitorering og minimering af lattergasemission fra renseanlæg. Per Henrik Nielsen VandCenter Syd

Håndtering af regnvand i Nye

Integreret modellering, forecasting og styring af afløbssystemer og renseanlæg. Drainage from private property and streets. Rainfall-runoff process

DTU Miljø, 2 Aalborg University, 3 DHI 4. Krüger, 5 Udviklingssamarbejdet, 6. Københavns Energi, 7 DTU Informatics

Investerings- og finansieringsteori

DREAM simuleringer. 15/ Henrik Hansen - Civilingeniør, stærkstrøm

FØLSOMHEDSANALYSE STOKASTISKE OPLANDE HJØRRING MODELLEN FØLSOMHEDSANALYSE

Kapitlet indledes med en beskrivelse af - og opgaver med - de tre former for sandsynlighed, som er omtalt i læseplanen for

Undervisningsbeskrivelse

Beregning af model sikkerhedsfaktorer i afløbsmodellering ved hjælp af usikkerhedskalibrering

Uddybende beregninger til Produktivitetskommissionen

Højere Handelseksamen Handelsskolernes enkeltfagsprøve Maj Matematik Niveau A

Note om Monte Carlo eksperimenter

Estimation og usikkerhed

AFSTRØMNING AF VAND GENNEM DRÆN

Intelligente kloakker: Prognose- og model-baseret styring af renseanlæg, overløb, mv.

Varsling af oversvømmelser. Morten Rungø

Vedtægter(for(Dansk(Murray(Grey(

Center for Statistik. Multipel regression med laggede responser som forklarende variable

KLIMATILPASNING PÅ SILKEBORGMOTORVEJEN

Analysestrategi. Lektion 7 slides kompileret 27. oktober :24 p.1/17

Kursus Introduktion til Statistik. Forelæsning 7: Kapitel 7 og 8: Statistik for to gennemsnit, ( , ) Per Bruun Brockhoff

Matematik B. Højere handelseksamen

Kursusindhold: Produkt og marked - matematiske og statistiske metoder. Monte Carlo

Praktiske erfaringer fra estimering med usikkerhed i IT projekter

PhD-kursus i Basal Biostatistik, efterår 2006 Dag 2, onsdag den 13. september 2006

Brug og misbrug af CDS-regn til analyse og dimensionering. Karsten Arnbjerg-Nielsen Professor, Urban Water Systems

Hydrologisk modellering af landovervågningsoplandet Lillebæk

Miljøfremmede stoffer i regnvand monitering og modellering

Kursusindhold: X i : tilfældig værdi af ite eksperiment. Antag X i kun antager værdierne 1, 2,..., M.

Bayesiansk statistik. Tom Engsted. DSS Aarhus, 28 november 2017

Profitten i det første år kan da beregnes som (i kr.)

Jan B. Larsen HTX Næstved Computational Thinking Albena Nielsen N. Zahles Gymnasium 2018/2019

Konsekvenser af usikkerhed på geologiske modeller i forhold til grundvandsmodellering

Produkt og marked - matematiske og statistiske metoder

Kursusindhold: Produkt og marked - matematiske og statistiske metoder. Monte Carlo

Matematik A, vejledende opgave 2, ny ordning. Vejledende løsninger, Peter B. Delprøven uden hjælpemidler. Opgave 1. a) A= 6x 2 +12xdx = 2x 3 + 6x 2 2

Stikprøver og stikprøve fordelinger. Stikprøver Estimatorer og estimater Stikprøve fordelinger Egenskaber ved estimatorer Frihedsgrader

4. september π B = Lungefunktions data fra tirsdags Gennemsnit l/min

HYDROLOGISKE MODELLER OG KLIMAÆNDRINGER NYE UDFORDRINGER

MODELLERING AF HARRESTRUP Å Grønne løsninger i København. Jørn Torp Pedersen MODELLER AF VAND I BYER IDA seminar 28.

Dynamisk statistisk modellering af vedligeholdelsesbehandling af børn med akut lymfoblastær leukæmi

Tema. Model og modelkontrol ( Fx. en normalfordelt obs. række m. kendt varians) Estimation af parametre. Fordeling. Hypotese og test. Teststørrelse.

Normalfordelingen og Stikprøvefordelinger

Flowmålingsmæssige udfordringer i regn- og spildevandssystemer Temadag om Flowmåling i udvikling Teknologisk Institut den 19.

MÅLING AF OVERLØBSMÆNGDE I ET HYDRAULISK KOMPLICERET OVERLØBSBYGVÆRK VED BRUG AF SIMPLE NIVEAUMÅLINGER

To samhørende variable

Note til styrkefunktionen

Undervisningsbeskrivelse

VTUF-pulje 2012 Måling af indhold i overløbsvand. EVA-temadag den v. Anitha Kumari Sharma, DTU Miljø og Lene Bassø, Aarhus Vand

Økonometri 1. Den simple regressionsmodel 11. september Økonometri 1: F2

Test for strukturelle ændringer i investeringsadfærden

Metoder til at udnytte energifleksibilitet i spildevandssystemer

Prognose og karakterisering af bygningers energiforbrug

Tema. Dagens tema: Indfør centrale statistiske begreber.

VIGTIGT! Kurset består af: 1. Forelæsninger. 2. Øvelser. 3. Litteraturlæsning

Besvarelser til øvelsesopgaver i uge 6

Tidsværdi for gods i Sverige

3D MODELLERING AF OVERLØBSBYGVÆRKER M A L T E A H M, A A L B O R G U N I V E R S I T E T

Anvendelse af vejrradar -Plan A. Lektor Michael R. Rasmussen Institut for Byggeri og Anlæg

Undervisningsbeskrivelse

Sensorteknologi i vandsektoren

Uge 48 II Teoretisk Statistik 27. november Numerisk modelkontrol af diskrete fordelinger: intro

Bestemmelse af dybden til redoxgrænsen med høj opløsning på oplandsskala. Anne Lausten Hansen (GEUS) NiCA seminar, 9.

Valgkampens og valgets matematik

Mål, undervisningsdifferentiering og evaluering

Dynamisk modellering af det urbane vandkredsløb

WILLIS Konference. Klimaændringer, skybrud og oversvømmelser. Sektionsleder Jeppe Sikker Jensen Spildevand og klimatilpasning, COWI WILLIS KONFERENCE

IPW eformular Pro. brugervenligt værktøj til udvikling af elektroniske registreringer

Generering af kunstige regnserier

Forelæsning 6: Kapitel 7: Hypotesetest for gennemsnit (one-sample setup)

National kvælstofmodel Oplandsmodel til belastning og virkemidler

Løsninger til kapitel 6

REGNINPUT HVAD KAN VI REGNE MED?

Undervisningsbeskrivelse

Model-baseret Realkreditrådgivning

Anvendt Statistik Lektion 6. Kontingenstabeller χ 2 -test [ki-i-anden-test]

Kvadratisk regression

Variation i rejsetid

EVA. Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken. Nr årgang August 2013 SPILDEVANDSKOMITEEN

Movia Rejsekort Analyse System. Opbygning af et driftssystem

Nyt i faget Matematik

Forbedring af efterføderteknologier til energibesparelse i jernstøberier

Kvantitative metoder 1

I dag. Statistisk analyse af en enkelt stikprøve med kendt varians Sandsynlighedsregning og Statistik (SaSt) Eksempel: kobbertråd

Transkript:

Modellering 'State of the future' Henrik Madsen DTU Informatics 26. maj, 2011

Baggrund Stigende fokus på sikker drift af afløbssystemer dvs maximal sikkerhed for overløb, slamflugt mv. Målingerne (eksempelvis regnmålinger) er behæftet med stor usikkerhed Modeller skal optimeres til at beskrive usikkerheder Moderne prædiktionsbaseret styring kræver specifikation af usikkerheder Modeller til simulation er ofte ikke velegnede til prædiktion og styring EVA Tema 26/5 2011

Eksempler på formål med prædiktion og styring.. At minimere sandsynligheden for overløb At minimere sandsynligheden for slamflugt At minimere de forventede omkostninger ved eksempelvis at øge rensningen når strømmen er billig EVA Tema 26/5 2011

Modeller og forudsigelser EVA Tema 26/5 2011

Traditionel dynamisk model Alm. differentialligning: EVA Tema 26/5 2011

Stokastisk dynamisk model - dvs model med usikkerhedsbeskr. Stokastisk differentialligning EVA Tema 26/5 2011

Drifts led Grey box model Diffusions led System ligning Observations ligning Notation: Observations usikkerhed

Grey Box Modeller Brug af grey box modeller giver mulighed for.. Beskrivelse af usikkerheden gennem Måleusikkerhed Model usikkerhed grundet modelapproximation, dårlige input målinger, mv. Anvendelse af en række modelværktøjer til Identifikation af manglende beskrivelser i modellen Identifikation af modelorden Validering af modellen EVA Tema 26/5 2011

Grey box modeller Grey Box modeller er velegnede til... Ettrins forudsigelser K-trins forudsigelser Simulation Modelprædiktiv kontrol Giver også værktøjer til at: Beskrive tidsvariation af parametre (t.ex. Fordampningskoefficient, vandindhold i jorden,..) Estimation af optimal overflademodel Estimere forholdet mellem arealer med hurtig og langsom afstrømning EVA Tema 26/5 2011

Grey Box Modellering Bygger bro mellem fysisk og statistisk modellering Indeholder metoder til modelvalidering valg af bedste model Giver metoder til en beskrivelse af usikkerheder, som betyder at den samme model kan bruges til k-trins forudsigelser og styring. Vi vil fokusere på specifikationen af usikkerheden (og primært vise ret simple modeller)

Ballerup opland

En simpel model med additiv usikkerhed σ 1 σ 2

Grey box model formulering; additiv usikkerhedsbeskrivelse Additiv diffusions usikkerhed Additiv observations usikkerhed

S 1 σ 1 System usikkerhed fra regnvejr vil også være gældende I tørvejr S 2 σ 2 Tørvejr S 1 σ 1 S 2 σ 2 Risiko for negative tilstande! Ikke korrekt!

Forslag til bedre usikkerhedsbeskrivelse P 2 P 1 Catchment area, A 1 a 0 S 1 σ 1 S 1 S 2 σ 2 S 2 D Flow gauge

Grey box model formulation, multiplicative uncertainty description Wastewater sent to the basins Multiplikativ diffusions usikkerhed Multiplikativ observations usikkerhed opnået ved logtransformation

Sammenligning af 95% flow prædiktions- Intervaller ved forskellige modeller for usikkerheden

Forecasts for a longer period...

Model udvidelse med overløb

Statistiske test viser at model 4 er den bedste

Konklusion Simulationsmodeller er ikke velegnede til prædiktion og styring Vigtigt at beskrive usikkerhede og at gøre det korrekt eksempelvis gennem SDE'er Grey Box metoder til modelbygning er illustreret Giver parametre som umiddelbart har fysisk betydning Vi kan eksempelvis let estimere det forholdet mellem arealer med langsom og hurtig afstrømning Mulighed for kombination af MET input, input fra klassiske målere og radar målinger

SWI sommerskole på DTU om Grey Box Modelling 8 13 august på DTU Informatics 5 ECTS (Forudsat der laves en lille artikel) Roland Löwe, Henrik Madsen (DTU); Torben Knudsen (AUC) Indhold Tidsrækkeanalyse Kombineret fysisk og statistisk modellering Specifikation af usikkerhed Brug af meteorologiske forudsigelser i afløbssystemer Brug af vejrradarsystemer i afløbssystemer Modelbygning incl. software Model evaluering Forudsigelser, simulation og styring EVA Tema 26/5 2011

2008 2010 Bøger der anvendes ved sommerskolen EVA Tema 26/5 2011

Tak til Anders Breinholt Roland Löwe Morten Grum Peter Steen Mikkelsen EVA Tema 26/5 2011