بهینه سازی فازی عملکرد مخازن سدها در شرایط عدم قطعیت مطالعه موردی: مخزن سد زاینده رود

یکی از مهم ترین مسائل در بهره برداری از منابع آب، مدیریت هدفمند در مخازن سدها است. در بحث بهینه سازی عملکرد مخازن، وجود عدم قطعیت و عدم صراحت، بر پیچیدگی این موضوع می افزاید. در این تحقیق با استفاده از رویکرد فازی در بهینه سازی خروجی مخزن سد زاینده رود، مدلی برای بهره برداری به هنگام از مخزن سد ارائه شده است. برای تحقق این مهم، از الگوریتم فراکاوشی بهینه سازی جستجوی هارمونی (hs) با رویکرد فازی و روش داده محور ماشین های بردار پشتیبان (svm) استفاده شده است. الگوریتم جستجوی هارمونی از روش های بهینه سازی فراکاوشی است که به علت عملکرد موفق، مورد توجه قرار گرفته و روش svm نیز از روش های قدرتمند در یادگیری معرفی شده است. برای دست یابی به اهداف پایان نامه، در یک فرایند دو مرحله ای شامل بهینه سازی و پیش بینی رگرسیونی، شیوه بهره برداری از مخزن تعیین می گردد. در مرحله اول مقادیر خروجی بهینه با استفاده از الگوریتم هارمونی فازی در دوره آماری 55 ساله به دست می آید. برای فازی سازی پارامترها و تابع هدف، از توابع عضویت مطابق با شرایط حاکم بر مسئله استفاده شده است. نتایج نشان از این موضوع دارند که مدل در سال های پرآب علاوه بر بالا بردن درصد تامین نیاز، پتانسیلی برای ذخیره سازی و بالا بردن میزان حجم ذخیره ایجاد می کند. در سال های کم آب استفاده از این پتانسیل برای جبران کمبود آب و تعدیل درصد تامین نیاز توسط مدل در دستور کار قرار گرفته است. در این دوره آماری 55 ساله، میانگین درصد تامین آب نسبت به نیاز ماهانه 4/74 درصد است. مدل فازی الگوریتم هارمونی در مقایسه با الگوریتم هارمونی غیرفازی، 6 درصد تابع هدف را بهبود داده است.در مرحله دوم مدل یادگیری توسعه داده شده با روش svm با استفاده از مقادیر خروجی بهینه به دست آمده از مرحله اول، به نحوی آموزش داده می شود که با استفاده از داده های معلوم گذشته، مقادیر بهینه خروجی در آینده را مشخص کند. پارامترهای موثر در آموزش مدل پیشنهادی، شامل پارامترهای رواناب ورودی، نیاز ماهانه و حجم اولیه مخزن است. قرابت مقادیر خطاهای محاسبه شده مدل در مراحل آموزش و آزمون، نشان دهنده عمومیت پذیری مدل است. نهایتا برای ارزیابی کارایی مدل، عملکرد آن در بهره برداری از سیستم، شبیه سازی شده است. نتایج به دست آمده برای تعمیم پذیرترین پاسخ، شامل r2 برابر با 987/0 و rmse برابر با 3/17 میلیون مترمکعب در مرحله آموزش و r2 برابر با 972/0 و rmse برابر با 98/17 میلیون مترمکعب در مرحله آزمون بود.