یک الگوریتم ژنتیک تطبیقی بهبودیافته برای مدیریت مسائل مهندسی منابع آب

رهاسازی منابع آبی سدها به صورت هدفمند و متناسب با تامین تقاضای بخشهای مختلف، یک چالش مهم در مدیریت مسائل مهندسی منابع آب است. ازاینرو، الگوریتمهای تکاملی توانسته اند موفقیتهای ارزنده ای در حداقل سازی کمبودهای منابع آبی و ایجاد الگوی قوی در رهاسازی آب متناسب با تقاضا، با هدف کنترل متعادل ذخیره منابع آبی ارائه دهند. این مطالعه، یک الگوریتم ژنتیک با جهش تطبیقی و برش دونقطه ای بهبودیافته (SGA) را برای مدیریت بهینه آب در یک سیستم تک منبع بر روی سد خیرآباد شهرستان نیکشهر در استان سیستان و بلوچستان پیشنهاد داد. مسئله مورد بررسی یک بهینه سازی مقید بود که با هدف کمینه رهاسازی از سد در یک بازه زمانی پنج ساله (۱۳۹۱-۱۳۹۵) به تفکیک دوره های یکماهه مدلسازی شد. ارزیابی کارآمدی SGA از منظر تحلیلهای آماری، آزمونهای جامع و نتایج عددی با پنج الگوریتم پرکاربرد دیگر شامل بهینه سازی مبتنی بر جغرافیای زیستی، کرم شبتاب، ژنتیک پایه، رقابت استعماری و بهینه سازی علفهای هرز مهاجم مقایسه گردید. در تحلیل بهترین و میانگین نتایج عددی به دست آمده، SGA به ترتیب با مقادیر ۰/۰۲۷و ۰/۰۴۵ بهترین ارزیابی را نسبت به سایر رقبا کسب کرد. بر اساس آزمونهای شاخصهای قابلیت اطمینان و آسیب پذیری رتبه های اول و دوم به ترتیب به رویکرد پیشنهادی اختصاص یافت. همچنین، مطابق با آزمون میانگین مقادیر رهاسازی نسبت به تقاضا کل در یک متوسط سالانه، SGA کمترین اختلاف را ثبت و بهترین الگو را در آزمون متوسط مقادیر رهاسازی نسبت به تقاضا کل نشان داد که کارآمدی، قدرتمندی و سازگاری رویکردی پیشنهادی را در حل مسائل بزرگ مهندسی منابع آب اثبات کرد.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی مهندسی آب تک منبع ، الگوریتم ژنتیک ، جهش تطبیقی مبتنی بر توزیع گاوسی و کوشی ، برش دونقطه ای بهبودیافته