بهینه سازی چند هدفه شبکه های توزیع آب شهری با استفاده از الگوریتم های فراکاوشی PESA-II و SPEA-II
عنوان مقاله: بهینه سازی چند هدفه شبکه های توزیع آب شهری با استفاده از الگوریتم های فراکاوشی PESA-II و SPEA-II
شناسه ملی مقاله: JR_WATER-12-4_004
منتشر شده در در سال 1401
شناسه ملی مقاله: JR_WATER-12-4_004
منتشر شده در در سال 1401
مشخصات نویسندگان مقاله:
نگین زارعی - گروه مهندسی آب، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
آرش آذری - گروه مهندسی آب، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
محمد مهدی حیدری - گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
خلاصه مقاله:
نگین زارعی - گروه مهندسی آب، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
آرش آذری - گروه مهندسی آب، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
محمد مهدی حیدری - گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
با توجه به محدودیت شدید منابع آب، هزینهبر بودن ساخت و بهرهبرداری سامانههای آبرسانی و افزایش سریع جمعیت، طراحی بهینه این شبکهها، از ضروریات میباشد. مسئله کمینه کردن هزینه از طریق کمینهسازی قطر لولههای شبکه انجام میشود که موجب کاهش فشار در شبکه میشود. از آنجایی که تامین فشار مناسب در گرهها از اصول مهم طراحی است، بنابراین در این تحقیق، مسئله بهینهسازی در چند شبکه نمونه با اهداف کمینهسازی هزینه و کمبود فشار در کل شبکه تعریف شد. از نرمافزار EPANET برای تحلیل هیدرولیکی شبکههای نمونه استفاده شد و فرآیند بهینهسازی چندهدفه از طریق کدنویسی الگوریتمهای فراکاوشی PESA-II وSPEA-II در نرمافزار متلب و اتصال آنها به EPANET صورت گرفت. تابع هزینه ابتدا فقط با در نظر گرفتن رابطه بین هزینه، قطر و طول لولهها تعریف شد. سپس در تعریف بعدی، هزینه ناشی از تعدی از محدوده مجاز فشار که حداقل و حداکثر فشار مجاز به ترتیب ۳۰ و ۶۰ متر در نظر گرفته شدهاند، نیز به این تابع افزوده شد و برنامه مجددا با تعداد تکرارهایی که به بهترین جواب ختم شود، اجرا گردید. نتایج نشان داد این الگوریتمها توانایی بالایی در یافتن جوابهای بهینه دارند. در این الگوریتمها، در نظر گرفتن هزینه تعدی از حدود مجاز فشار سبب میشود، بهترین جوابی که تا به حال سایر محققین برای شبکههای نمونه بهدست آوردهاند، که برای شبکه دو حلقهای و لانسی به ترتیب، هزینه ۴۱۹۰۰۰ و ۱۰۶۹۳۹۳ دلار و کمبود فشار صفر بود، حاصل شود و با تعداد تکرار پایین، در شبکه دو حلقهای برای هر دو الگوریتم با ۲۰ تکرار و در شبکه لانسی برای الگوریتمهای PESA-II و SPEA-II به ترتیب با ۲۰۰ و ۱۴۰ تکرار، به تعداد جواب بهینه بیشتری دست پیدا کنیم و زمان رسیدن به همگرایی به طور قابل توجهی کاهش یابد، بهطوریکه در شبکه دو حلقهای، زمان اجرای الگوریتمهای PESA-II و SPEA-II به ترتیب ۵۵/۰ و ۵۹/۰ دقیقه و در شبکه لانسی به ترتیب ۱/۸ و ۴/۷ دقیقه بود.
کلمات کلیدی: بهینه سازی چند هدفه, شبکه توزیع آب شهری, PESA-II, SPEA-II
صفحه اختصاصی مقاله و دریافت فایل کامل: https://civilica.com/doc/1474222/