Structural resilience describes urban drainage systems’ (UDSs) ability to minimize the frequency and magnitude of failure due to common structural issues such as pipe clogging and cracking or pump failure. Structural resilience is often neglected in the design of UDSs. The current literature supports structural decentralization as a way to introduce structural resilience into UDSs. Although there are promising methods in the literature for generating and optimizing decentralized separate stormwater collection systems, incorporating hydraulic simulations in unsteady flow, these approaches sometimes require high computational effort, especially for flat areas. This may hamper their integration into ordinary commercially designed UDS software due to their predominantly scientific purposes. As a response, this paper introduces simplified cost and structural resilience indices that can be used as heuristic parameters for optimizing the UDS layout. These indices only use graph connectivity information, which is computationally much less expensive than hydraulic simulation. The use of simplified objective functions significantly simplifies the feasible search space and reduces blind searches by optimization. To demonstrate the application and advantages of the proposed model, a real case study in the southwest city of Ahvaz, Iran was explored. The proposed framework was proven to be promising for reducing the computational effort and for delivering realistic cost-wise and resilient UDSs.

中文翻译：

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使用简化的多目标优化框架，在结构平坦的城市排水管网设计中整合结构弹性

结构弹性描述了城市排水系统（UDS）的能力，可将由于常见结构问题（例如管道堵塞和开裂或泵故障）而导致的故障频率和严重程度降至最低。在UDS设计中，结构弹性通常被忽略。当前文献支持将结构分散化作为将结构弹性引入UDS的一种方式。尽管文献中存在用于生成和优化分散的单独雨水收集系统的有前途的方法，并在非恒定流中合并了水力模拟，但是这些方法有时需要大量的计算工作，尤其是在平坦区域。由于其主要的科学目的，这可能会妨碍它们集成到普通的商业设计的UDS软件中。作为回应，本文介绍了简化的成本和结构弹性指标，可用作优化UDS布局的启发式参数。这些索引仅使用图形连接信息，在计算上比水力仿真便宜得多。简化的目标函数的使用大大简化了可行的搜索空间，并通过优化减少了盲目搜索。为了证明该模型的应用和优势，在伊朗西南部城市阿瓦士进行了实际案例研究。事实证明，所提出的框架对于减少计算工作量和交付现实的，具有成本效益和弹性的UDS具有很大的前景。在计算上比水力仿真便宜得多。简化的目标函数的使用大大简化了可行的搜索空间，并通过优化减少了盲目搜索。为了证明该模型的应用和优势，在伊朗西南部城市阿瓦士进行了实际案例研究。事实证明，所提出的框架对于减少计算工作量和交付现实的，具有成本效益和弹性的UDS具有很大的前景。在计算上比水力仿真便宜得多。简化的目标函数的使用大大简化了可行的搜索空间，并通过优化减少了盲目搜索。为了证明该模型的应用和优势，在伊朗西南部城市阿瓦士进行了实际案例研究。事实证明，所提出的框架对于减少计算工作量和交付现实的，具有成本效益和弹性的UDS具有很大的前景。