بهینه سازی مقطع سدهای خاکی با الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچه ها

سدهای خاکی یکی از مهم ترین و در عین حال پرهزینه ترین سازه های عمرانی هستند که بخش قابل توجهی از بودجه کشور را به خود اختصاص می دهند. هزینه احداث سدهای خاکی تناسب مستقیمی با حجم عملیات خاکی مورد نیاز برای احداث آنها دارد؛ زیرا هر چه حجم سدهای خاکی کاهش یابد، به همان نسبت از هزینه احداث آنها کاسته می شود. از این رو جهت کمینه کردن هزینه احداث سدهای خاکی، باید در پی مقطعی برای آنها بود که علاوه بر تامین پایداری و رعایت جنبه های اجرایی، کمترین میزان خاکریز را نیز نیاز داشته باشد. این کار می تواند با احداث سکو یا سکوهایی با عرض های متفاوت و در ترازهای گوناگون از بدنه سدهای خاکی صورت پذیرد. از طرفی انتخاب ابعاد و آرایش این سکوها در بالادست و پایین دست بدنه سد، به نحوی که بهینه ترین مقطع ممکن برای سد خاکی را بدست دهد، کاری بسیار وقت گیر و پر زحمت است و نیاز به آزمون و خطاهای فراوان دارد. از این رو برای حل این مسئله و دست یافتن به مقاطع بهینه تر نیاز به استفاده از روش های بهینه سازی می باشد. از طرفی با توجه به تعداد زیاد متغیرهای موجود در این مسئله، امکان استفاده از روش های کلاسیک بهینه سازی فراهم نیست و باید از روش های کاوشی که گرچه شاید جواب بهینه مطلق را بدست ندهند، ولی جواب نزدیک به بهینه مطلق را ارائه می کنند، استفاده نمود. در این پژوهش از الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچه ها (aco)، به عنوان یکی از جدیدترین و قدرتمندترین روش های فراکاوشی که امروزه کاربرد وسیعی در حل مسائل پیچیده بهینه سازی دارد، جهت حل مسئله تعیین مقطع بهینه سدهای خاکی استفاده گردید. نتایج بدست آمده از این پژوهش نشان داد به جز الگوریتم as که چنانچه متون فنی دلالت می کرد از قابلیت پایینی در حل این مسئله بهینه سازی برخوردار است مابقی الگوریتم های نوین جامعه مورچه ها از توانایی بالایی در حل این مسئله برخوردار هستند.در این پژوهش برای نخستین بار نرم افزاری ارائه گردیده که با استفاده از آن می توان با ابزار الگوریتم فراکاوشی جامعه مورچه ها اقدام به یافتن مقطع بهینه برای سدهای خاکی نمود. ضمنا این برنامه قادر به اعمال خودکار تمامی حالات بارگذاری متعارف سدهای خاکی بوده، بدینسان علاوه بر یافتن مقطع بهینه سدهای خاکی، می تواند طراح را از آزمون و خطاهای دشوار طراحی مقطع سدهای خاکی برهاند.