بهینه سازی هم زمان آرایش و قطر در شبکه های آبیاری تحت فشار با استفاده از روش های بهینه سازی فراکاوشی

در این تحقیق در مجموع چهار روش جدید که عبارتند از روش pso استاندارد با رویکرد حذفی، روش تلفیقی aco/lidm، روش تلفیقی jpso/lidm مبتنی بر مدل حلقه و روش تلفیقی tg-jpso/lidm، برای بهینه سازی هم زمان آرایش و قطر شبکه های آبیاری تحت فشار ارانه گردیده و مدل کامپیوتری آن ها در محیط matlab تهیه شده است. در روش pso استاندارد با رویکرد حذفی بخش هیدرولیکی مدل epanet در محیط matlab وارد شده و با فراخوانی دستورات لازم شبکه مورد نظر تحلیل هیدرولیکی می گردد. مدل بهینه سازیpso استاندارد در محیط matlab با تحلیل گر هیدرولیکی شبکه تلفیق می گردد. در روش مورد استفاده در این مدل ابتدا یک آرایش حداکثر، شامل همه مسیرهای ممکن تعیین می گردد. سپس طی فرایند جستجو، مدل بهینه سازی با صفر قرار دادن قطر لوله ها در لوله های اضافی در نهایت شبکه شاخه ای بهینه را می یابد. در این تحقیق رویکردی جدیدی (رویکرد تلفیقی) مبتنی بر تلفیق روش خطی lidm برای بهینه سازی قطر با یک الگوریتم بهینه سازی آرایش، توسعه داده شده است. در این رویکرد در هر مرحله، روش بهینه سازی قطر (lidm) به عنوان حلقه داخلی، قطرهای گزینه ها (هر گزینه یک آرایش شاخه ای قابل قبول است) را بهینه می نماید. پس از مشخص شدن قطرها، هزینه هر گزینه محاسبه می شود. سپس بهینه ساز آرایش به عنوان حلقه خارجی با توجه به مقادیر تابع هدف محاسبه شده، طی یک عملیات چیدمان مجدد، موقعیت آنها را تغییر می دهد و آرایش های شاخه ایی جدیدی تولید می نماید. سپس هزینه آرایش های جدید مجدداً محاسبه شده و فرایند ادامه می یابد. در روش های تلفیقی aco/lidm، jpso/lidm مبتنی بر مدل حلقه و tg-jpso/lidm ، به ترتیب aco، jpso وtg-jpso به عنوان بهینه ساز آرایش مورد استفاده قرار گرفته اند. برای آزمون مدل های توسعه یافته سه مثال موردی در نظر گرفته شده است. مثال اول شبکه ساده ای است که با حل آن ضمن مقایسه قابلیت های روش های مختلف، برتری روش های تلفیقی aco/lidm و tg-jpso/lidm نسبت به سایر روش ها، نشان داده شده است. یکی از دلایل عملکرد مطلوب روش های تلفیقی، فضای جستجو بسیار کوچک بهینه ساز آرایش است و دلیل دیگر آن توانایی بهینه ساز قطر lidm در تخصیص دو قطر به هر خط لوله شبکه می باشد. با حل مثال های دوم (قسمتی از شبکه توزیع آب شهری وینیپگ کانادا) و سوم (یک شبکه آبیاری تحت فشار در والنسیا) توسط این دو روش برتر، قابلیت این دو روش در حل مسائلی با ابعاد واقعی نشان داده شده است.