Decision support tool for sustainable sewage pipe rehabilitation

Abstract

Denne avhandlingen har som mål å utvikle et støtteverktøy for å velge den mest gunstige metoden for å rehabilitere avløpsrør basert på bærekraftige kriterier. Verktøyet bruker flerkriteriebeslutningsteknikken Fuzzy Analytic Hierchy Process (FAHP) for å evaluere rehabiliteringsmetodene basert på tre kriterier: økonomiske kostnader, sosiale kostnader og miljøkostnader. Metodene som evalueres er den konvensjonelle Open Cut-metoden (OC) og de gravefrie løsningene Cured-In-Place-Pipe (CIPP), Spray-In-Place Pipe (SIPP), Sliplining (SL) og Pipe Bursting (PB). Verktøyet bruker en elimineringsfunksjon for å fjerne ugjennomførbare metoder basert på prosjektspesifikke data. Verktøyet ble laget ved hjelp av Excel-programvaren. Hver rehabiliteringsmetode ble evaluert basert på resultatene for hvert underkriterium. En Monte Carlo-simulering ble brukt til å tildele tilfeldige vektinger til de globale og de lokale parvise sammenligningsmatrisene. Resultatene viser at SIPP-metoden var den metoden som fikk best resultater for de fleste kombinasjoner av vekter.

Resultatene viser at FAHP-metoden tar hensyn til beslutningstakernes preferanser på en god måte, med høy stabilitet og nøyaktighet. På grunn av usikkerheten i dataene og det faktum at verktøyet sannsynligvis ikke tar god nok hensyn til lokale forhold, er verktøyet ikke klart til å gi pålitelige resultater i byggeprosjekter ennå. Det kan imidlertid fungere som et rammeverk for fremtidig utvikling av støtteverktøy for bærekraftig rehabilitering av avløpsrør.

This thesis aims to develop a generalized decision support tool for selecting the optimal sewage pipe rehabilitation method based on sustainable criteria. The decision support tool utilizes the Multi-Criteria Decision Making (MCDM) technique Fuzzy Analytic Hierchy Process (FAHP) to evaluate the performance of each rehabilitation method based on three criteria: economic cost, social cost, and environmental cost. The methods evaluated are the conventional Open Cut (OC) method and the trenchless methods Cured-In-Place-Pipe (CIPP), Spray-In-Place Pipe (SIPP), Sliplining (SL), and Pipe Bursting (PB). The decision support tool uses an elimination feature to eliminate unfeasable methods based on project-specific data. The decision support tool was created using the Excel software. Each rehabilitation method was ranked based on its performance in each sub-criterion. A Monte Carlo simulation was used to assign random weights to the global and local pairwise comparison matrices. The results show that the SIPP method was the best performing pipe rehabilitation method for most combinations of weights.

The results show that the FAHP methodology cosideres the preferences of the decision makers well, with high stability and accuracy. However, due to the uncertainty of the data and the likely failure of the tool to take into account local considerations, the tool is not yet ready to provide reliable results in a real-world application. However, it can serve as a framework for the future development of a decision support tool for sustainable sewage pipe rehabilitation.