Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Citlivostní analýza vybraných vstupů modelu AEOLIUS Řešitel: Jan Nieslanik Vedoucí projektu: Ing. Kateřina Růžičková.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Citlivostní analýza vybraných vstupů modelu AEOLIUS Řešitel: Jan Nieslanik Vedoucí projektu: Ing. Kateřina Růžičková."— Transkript prezentace:

1 Citlivostní analýza vybraných vstupů modelu AEOLIUS Řešitel: Jan Nieslanik Vedoucí projektu: Ing. Kateřina Růžičková

2 Cíl práce Vyhodnocení míry vlivu nastavení vybraných vstupních parametrů modelu AEOLIUS na výsledné hodnoty.

3 Úkoly Navržení způsobu hodnocení citlivosti vybraných vstupů modelu AEOLIUS a jeho realizace. Mezi vybrané vstupy jsou zařazeny parametry: šířka a výška tzv. silničního kaňonu a orientace silničního kaňonu vůči severu.

4 AEOLIUS Assesing the Environment Of Locations In the Urban Streets

5 Model AEOLIUS Program sloužící k výpočtu koncentrací znečišťujících látek v prostředí silničních kaňonů.

6 Silniční kaňon Relativně úzká ulice s řadovou zástavbou na obou stranách Blízkost budov způsobuje recirkulaci proudu vzduchu. Koncentrace znečištění jsou vyšší na závětrné straně ulice.

7 Pokus v aerodynamickém tunelu Zdroj: von Karman Institute for Fluid Dynamics, Frank Gerdes

8 Model AEOLIUS Uveden v příloze č.8 nařízení vlády č.350/2002 Sb. jako model referenční, tzn. orgány státní správy by jej měly používat, aby bylo možné porovnávat výsledky modelování z různých území.

9 Model AEOLIUS Vytvořen v roce 1997 A.J. Manning a D.R. Middleton pro společnost Met Office v Londýně. Volně přístupný na stránkách této společnosti. Přímo určen pro použití místními samosprávami 3 odstupňované verze pro operační systém MS DOS

10 Verze AEOLIUS AEOLIUS Full AEOLIUS Screen AEOLIUSQ Emission

11 AEOLIUS Full -Pro vstup i výstup používá datové soubory -Vypočítává série hodinových koncentrací znečištění. -vyžaduje hodinová meteorologická data měřená postupně za sebou -najednou může být modelem zpracován max. jeden měsíc

12 AEOLIUS Screen - zpracuje pouze jednu situaci -zadávání i zobrazování údajů přímo na obrazovku AEOLIUSQ Emission -zpracuje pouze jednu situaci -zadávání na obrazovku, výpis do souboru nebo na obrazovku

13 Vyhodnocované znečištění Oxidy dusíku – NO x, NO, NO 2 Oxid uhelnatý – CO Benzen – C 6 H 6 Oxid siřičitý – SO 2 Ozón – O 3 Prachové částice – PM 10

14 Vstupní data Geometrie ulice – orientace, šířka, výška Intenzita dopravy Stav počasí Charakteristiky okolí ulice

15 Problém: vstupní data Kvalita vstupních dat Cena vstupních dat Přesnost výsledků modelování

16 Citlivostní analýza Citlivostní analýza kvantifikuje vliv změn hodnot vstupních parametrů modelů na jejich výsledky a katalogizuje tyto parametry podle jejich význačnosti.

17 Deterministické metody Statistické metody Metody citlivostních analýz 1/2

18 Metody citlivostních analýz 2/2 metody analýzy neurčitostí: –metoda Monte Carlo –metoda regresních modelů regresní a korelační analýza metoda variace parametrů metoda rozptýlených grafů

19 Problém volby metody řešení Nedostatek informací o samotném modelu –není k dispozici matematické vyjádření funkce, kterou program používá pro modelování

20 Volba metody řešení  Deterministické metody  Statistické metody Metody analýzy neurčitostí -Regresní analýza

21 Regresní analýza Využití technik pro vyhodnocování a posuzování vhodnosti lineárních regresních modelů. Opravený koeficient determinace R 2 opr Mallowsovo C p

22 Princip zvolené metody 1/2 Ke vstupním i vypočteným datům v AEOLIUS přistupováno jako k datům naměřeným. Tvorba lineárních regresních modelů Výběr nejlepšího regresního modelu

23 Princip zvolené metody 2/2 Nejlepší regresní model obsahuje nejvhodnější kombinaci vstupních parametrů. Parametry nejlepšího regresního modelu budou nejvíce ovlivňovat vypočítávané hodnoty modelu AEOLIUS

24 Typy proměnných v regresní analýze Závisle proměnná  proměnná v regresním modelu, jejíž chování se snažíme vysvětlit  výstupy z AOELIUS Nezávisle proměnná  její chování vysvětluje chování závisle proměnné  vstupy do AEOLIUS

25 Opravený koeficient determinace Statistická míra poměru variability v nezávisle proměnné pro vysvětlovaný model. Lepší model – větší R 2 opr

26 Mallowsovo C p Vyjadřuje míru ovlivnění modelu nezávislými proměnnými. Lepší model – C p = počet použitých parametrů v regresním modelu

27 Postup řešení analýzy Vytvoření reprezentativní sady vstupních dat pro AOELIUS Modelování v AOELIUS Vytvoření lineárních regresních modelů Porovnání lineárních regresních regresních modelů

28 Modelování v AOELIUS AEOLIUS Full NO 2 – Oxid dusičitý

29 Použité programové vybavení MS Excel STATGRAPHICS Plus 5.0

30 Příprava dat Příprava dat pro AEOLIUS -Eliminace vlivu nevyhodnocovaných vstupních parametrů AOELIUS -Generátor pseudonáhodných čísel -Rovnoměrné rozložení generovaných dat Modelování v AEOLIUS Full Zaznamenání vstupních i výstupních dat do tabulky

31 Pojmenování parametrů ve zpracování Původní parametrVe zpracování Výška silničního kaňonuVyska Šířka silničního kaňonuSirka Orientace silničního kaňonu vůči severu Orientace

32 Aplikace regresní analýzy STATGRAPHICS Plus 5.0 -Regression Model Selection Analysis -Vyska, sirka, orientace, -NO 2 -Opravený koeficient determinace R 2 opr -Mallowsovo C p

33 Závisle proměnná: NO2ppb Nezávisle proměnné: A=vyska B=sirka C=orientace R 2 opr Nez. prom. 7,38641AB 7,3188ABC 7,17765B 7,11707BC 0,23004A 0,144482AC 0,0C Opravený koeficient determinace

34 Mallowsovo C p Závisle proměnná: NO2ppb Nezávisle proměnné: A=vyska B=sirka C=orientace CpNez. prom. 2,27271AB 3,51992B 4,0ABC 5,17008BC 78,3325A 79, ,1764AC 81,6701C

35 Vyhodnocení regresní analýzy Významný vliv parametrů výška a šířka silničního kaňonu -doporučeno blíže prozkoumat Málo významný vliv orientace silničního kaňonu

36 Analýza vlivu výšky a šířky Vliv poměru vstupních parametrů výška k šířce kaňonu na výstup modelu AOELIUS V literatuře jako H/W (ang. Height/Width)

37 Příprava dat Příprava dat pro AEOLIUS -Nastavení konstantních hodnot -Změna pouze poměru H/W Modelování v AEOLIUS Full Zaznamenání vstupních i výstupních dat do tabulky

38 Vstupní datové sady Datová sadaŠířka kaňonu Vývoj výšky kaňonu Sada I20 m1 – 50 m Sada II40 m2 – 100 m Sada III60 m3 – 150 m Sada IV = Sada I pouze zvýšena intenzita dopravy

39 Analýza poměru H/W

40 Shrnutí citlivostní analýzy 1/2 Významnost vlivu vstupních parametrů výška a šířka silničního kaňonu vyhodnocena jako významná. Významnost vlivu poměru vstupních parametrů výška k šířce silničního kaňonu: -do H/W = 1 – významný -nad H/W = 1 – významnost podstatně nižší

41 Shrnutí citlivostní analýzy 2/2 Významnost vlivu vstupního parametru orientace silničního kaňonu byla vyhodnocena jako velmi nízká

42 Analýza poměru H/W

43 Literatura BEI, N., SHAO, Y.: Computational Simulation of Turbulent Flows and Pollution Dispersion in Complex Urban Canyons. Dostupné na World Wide Web:, GERDES, F., OLIVARI, D.: Analysis of pollutant dispersion in an urban street canyon. Dostupné na World Wide Web:, MANNING, A.J., et al.: Field study of wind and traffic to test a street canyon pollution model. Environmental Monitoring and Assessment, Kluwer Academic Publishers, 2000, vol.60, no.3, p

44 Literatura OTYEPKA, M.: Vybrané statistické metody. Dostupné na World Wide Web:, RŮŽIČKOVÁ, K.: Modelování rozptylu znečišťujících látek v urbanizovaných oblastech, s podporou nástrojů GIS, pro posuzování kvality ovzduší. Disertační práce. VŠB-TU Ostrava, 2002, 76 stran. ZVÁRA, K.: Regresní analýza. 1. vyd. Praha: Academia, 1989, 248 stran, ISBN ____: Analýza neurčitostí a citlivostní analýza. Dostupné na World Wide Web:,

45 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "Citlivostní analýza vybraných vstupů modelu AEOLIUS Řešitel: Jan Nieslanik Vedoucí projektu: Ing. Kateřina Růžičková."

Podobné prezentace


Reklamy Google