Optimering av kortaste vägen vid hantering och avledning av skadligt dagvatten : Lösning med A-stjärna algoritm samt en guide med ekonomiska styrmedel för beslutsfattande aktörer

Jordens befolkning växer och allt fler flyttar in till urbana områden. Detta medför att städer växer, nya byggnader tillkommer och infrastrukturer expanderar. Denna snabba tillväxtfas står i direkt anslutning till ökade översvämningar till följd av de förändringar som görs i naturen. De redan överbelastade dagvattensystemen har i många fall svårt att hantera de befintliga kraven. Till följd av detta uppstår översvämningar vid större regnintensitet och utgör stora omkostnader för samhället. Dagvattenhanteringen brister då det inom kommunens organisationer är otydliga ansvarsfördelningar. För att kunna planera för hållbara städer även i framtiden är det viktigt att hitta en genomförbar lösning gällande både ansvarsfördelningen samt hur dagvattnet ska hanteras på bästa sätt för att uppnå kostnadsfördelar. I denna studie tas det fram en guide för kommunen över hur ansvaret bör fördelas mellan kommun och exploatör i dagvattenfrågan. Guiden bygger på simuleringar och teorier inom optimeringslära för att kunna föreslå rimliga lösningar. Genom dessa simuleringar av dagvattensystemet har mängden vatten som inte ryms i dagvattensystemet kvantifierats. Vidare för att hitta en rimlig alternativ avrinningsväg för det överflödiga dagvattnet har olika algoritmer för kortaste vägen problemet undersökts. Resultaten visar att en klassisk algoritm med en heuristisk funktion som appliceras på kortaste vägen problemet inte kan identifiera den mest lämpliga avrinningsvägen. Detta då den heuristiska funktionen i algoritmen förhindrar att en naturligare avrinningsväg uppströms väljs även om denna skulle ge en mer optimal lösning. The earth's population is growing and increasingly more people move into urban areas. This means that as cities grow, new buildings are being built and infrastructures are expanding. This rapid growth is directly related to increased floods as a result of man-made changes in nature. The already overloaded storm water systems for rain-, melt-, rinsing and other surplus water cannot often handle the existing demand. Therefore, floods arise at greater rain intensity and pose significant costs to society. Due to an unclear division of responsibility within the municipality's organizations there is a failure to handle the existing storm water problem. In order to be able to plan for sustainable cities in the future, it is important to find a viable solution regarding the responsibility issue and how to best handle the storm water to achieve cost advantage. This study presents a guide for municipalities on how to allocate the responsibility between the municipality and the exploiter. The guide is based on simulations and theories in optimization to propose effective solutions for harmful surplus storm water. Through simulations of the storm water system, the amount of surplus water that does not fit the storm water system capacity has been quantified. In addition, to find a reasonable alternative run-off path for the surplus water, different methods of the shortest path problem have been investigated. The results show that a classical shortest path algorithm with a heuristic function is not the most appropriate alternative. This because the heuristic function in the algorithm prevents the selection of a more natural pathway upstream even though it could be a more optimal solution