طراحی چندهدفه شبکه‌های توزیع آب با استفاده از شاخص تاب‌آوری تودینی و نسخه تکامل یافته الگوریتم فراکاوشی مبتنی بر قوت پارتو

Authors

علیرضا فریدحسینی دانشیار، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران

کامران داوری استاد، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران

یونس مظاهری زاده دانشجوی دکترای آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران

Abstract:

شبکه‌های توزیع آب یکی از مهم‌ترین و حساس‌ترین زیرساخت‌های شهری می‌باشند که اخیراً با توجه به رشد جمعیت و افزایش نیاز مصرف‌کنندگان، با چالش‌هایی از قبیل کاهش فشار و شکست لوله‌ها روبرو هستند که همگی به‌علت طراحی‌های نامناسب و مبتنی بر اهداف اقتصادی است. برای رفع این مشکلات در هنگام طراحی یک سامانه توزیع آب شهری همواره باید اطمینان‌پذیری شبکه نیز در نظر گرفته شود. در این پژوهش به‌منظور بهینه‌سازی شبکه‌های توزیع آب، دو هدف اصلی کمینه‌سازی هزینه و بیشینه‌سازی اطمینان‌پذیری شبکه در نظر گرفته شد. برای محاسبه اطمینان‌پذیری شبکه از شاخص تاب‌آوری تودینی و برای شبیه‌سازی هیدرولیکی آن از مدل EPANET 2.0 استفاده شد. سپس با استفاده از نسخه دوم الگوریتم تکاملی مبتنی بر قوت پارتو (SPEA2) و ایجاد ارتباط پویا با مدل هیدرولیکی EPANET 2.0 در محیط نرم‌افزار MATLAB، بهینه‌سازی چند هدفه چهار شبکه توزیع آب شامل شبکه‌های دوحلقه‌ای، کادو، هانوی و پهنه D شهر مشهد انجام گرفت. بهینه‌سازی توأمان دو هدف اصلی شامل کمینه‌سازی هزینه و بیشینه‌سازی شاخص تاب‌آوری تودینی منجر به تولید پاسخ‌های بهینه در قالب جبهه پارتو شد. یک پاسخ بهینه تحت عنوان نقطه C با استفاده از روش چانه‌زنی Young از جبهه پارتوی نهایی تولید شده در هریک از شبکه‌ها معرفی شد. پاسخ منتخب C در شبکه‌های دوحلقه‌ای، هانوی و کادو به‌ترتیب 91/22، 13/17 و 41/7 درصد فشار متوسط شبکه را نسبت به کمترین هزینه آن در این پژوهش (نقطه A)، افزایش داد. همچنین پاسخ منتخب C در شبکه پهنه D شهر مشهد با افزایش 23/4 درصدی فشار متوسط شبکه نسبت به طراحی اولیه شرکت مشاور (نقطه D) نشان داد گزینه طراحی شده توسط شرکت مشاور به‌عنوان پاسخی مغلوب در زیر جبهه پارتوی نهایی این پژوهش قرار می‌گیرد. در این پژوهش شاخص تاب‌آوری تودینی با تکیه بر افزایش فشار گرهی توانایی خود را در جهت بالا بردن اطمینان‌پذیری شبکه نشان داد که این امر موجب می‌شود شبکه در شرایط بحرانی و یا شکست لوله‌ها، با ضریب اطمینان بالایی قادر به تأمین فشار و دبی مناسب در سایر نقاط باشد. همچنین عملکرد رضایت بخش الگوریتم چند هدفه SPEA2 در ارائه جبهه پارتوی بهینه برای مسائل مورد نظر نشان داد که از الگوی طراحی توسعه داده شده در این پژوهش می‌توان به‌منظور ارائه یک مجموعه جواب بهینه به کارفرما، برای انتخاب نقاطی که در آن‌ها هر دو عامل هزینه و اطمینان‌پذیری توأمان در شرایط مطلوبی هستند، استفاده نمود.

Upgrade to premium to download articles

Already have an account?login

similar resources

طراحی بهینه شبکه‌های آبیاری با استفاده از الگوریتم فراکاوشی DMPSO

چکیده شبکههای آبرسانی زیر ساختهایی هستند که با توجه به هزینههای زیاد ساخت و نگهداری، مورد توجه محققین قرار گرفتهاند. از این رو کمینهسازی هزینه شبکههای آبرسانی هدف بسیاری از پژوهشگران میباشد؛ بطوریکه شرایط حداقل فشار و حداکثر سرعت برآورده شود. در این پژوهش الگوریتم DMPSO بر پایه اصلاح و جهش در الگوریتم PSO پیشنهاد شد. حل بهینه برای شبکه آبرسانی اسماعیلآباد که شامل 16 لوله و 17 گره...

full text

توزیع بهینه توان راکتیو در سیستم قدرت با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی بویایی کوسه مبتنی بر معیار پارتو

در سال‌های اخیر صنعت برق در برخی از کشورهای دنیا به روش‌های مختلفی به یک بازار رقابتی انرژی تبدیل شده است که در اصطلاح به آن صنعت برق تجدید ساختار شده اطلاق می‌شود. برای حفظ پایداری شبکه‌های قدرت و انتقال توان مطمئن، افزون بر تامین توان اکتیو نیاز به تامین توان راکتیو نیز می‌باشد که برای بهبود ایمنی سیستم بایستی توسط بهره‌بردار سیستم قدرت بصورت بهینه تأمین گردد. در این مقاله رویکردی برای تنظیم ...

full text

مقایسه تأثیر وضعیت طاق باز و دمر بر وضعیت تنفسی نوزادان نارس مبتلا به سندرم دیسترس تنفسی حاد تحت درمان با پروتکل Insure

کچ ی هد پ ی ش مز ی هن ه و فد : ساسا د مردنس رد نامرد ي سفنت سرتس ي ظنت نادازون داح ي سکا لدابت م ي و نژ د ي سکا ي د هدوب نبرک تسا طسوت هک کبس اـه ي ناـمرد ي فلتخم ي هلمجزا لکتورپ INSURE ماجنا م ي دوش ا اذل . ي هعلاطم ن فدهاب اقم ي هس عضو ي ت اه ي ندب ي عضو رب رمد و زاب قاط ي سفنت ت ي هـب لاتـبم سراـن نادازون ردنس د م ي سفنت سرتس ي لکتورپ اب نامرد تحت داح INSURE ماجنا درگ ...

full text

طراحی شبکه خرید-تولید-توزیع چندهدفه در زنجیره تأمین سبز با الگوریتم جستجوی گرانشی چندهدفه

full text

ارائه مدل ترکیبی چند هدفه دوسطحی برای مساله مدیریت موجودی یک فروشنده و چند خرده فروش با استفاده از دو الگوریتم فرا ابتکاری چندهدفه مبتنی بر پارتو

در این پژوهش یک مدل ریاضیVMI ارائه خواهد شد. یک هدف مبنی بر کاهش هزینههای موجودی کالاها در زنجیره تامین دوسطحی است و هدف‌های دیگر به دنبال توانمندسازی سیستم و کمک به تصمیمگیری در شرایط تقاضای احتمالی و زمانهای تحویل احتمالی و همچنین افزایش سطح خدمت و کیفیت و نیز کاهش هزینههای افزایش سطح خدمت خواهد بود. همچنین، برای کارایی بیشتر در مسائل دنیای واقعی محدودیتهایی مانند وجود کمبود و سطح خدمت،...

full text

توزیع بهینه توان راکتیو در سیستم قدرت با استفاده از الگوریتم بهینه سازی بویایی کوسه مبتنی بر معیار پارتو

در سال های اخیر صنعت برق در برخی از کشورهای دنیا به روش های مختلفی به یک بازار رقابتی انرژی تبدیل شده است که در اصطلاح به آن صنعت برق تجدید ساختار شده اطلاق می شود. برای حفظ پایداری شبکه های قدرت و انتقال توان مطمئن، افزون بر تامین توان اکتیو نیاز به تامین توان راکتیو نیز می باشد که برای بهبود ایمنی سیستم بایستی توسط بهره بردار سیستم قدرت بصورت بهینه تأمین گردد. در این مقاله رویکردی برای تنظیم ...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}

Journal title

آب و فاضلاب

volume 30 issue 6

pages 18- 34

publication date 2020-01-21

unfollow

{@ msg @}

By following a journal you will be notified via email when a new issue of this journal is published.

Keywords

اطمینان‌پذیری شبکه جبهه پارتو شبکه توزیع آب بهینه‌سازی چند هدفه

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com