ارزیابی روش‌های فرا ابتکاری به‌منظور بهینه‌سازی خط پروژه مسیر‌های راه

Abstract

<strong>در طراحی مسیر، بخش روسازی راه دارای جزئیات مشخص بوده و هزینه­ی آن اجتناب‌ناپذیر است. اما در بخش زیرسازی، می­توان با بهینه نمودن محل خط پروژه، هزینه­ها را کاهش داد. یکی از هزینه­های سنگین زیرسازی، هزینه عملیات خاکی است که به ‌شدت به خط پروژه طراحی شده وابسته است. بنابراین، هدف این پژوهش، ارزیابی روش‌های مختلف فراابتکاری برای پیشنهاد توسعه روشی به ‌منظور بهینه‌سازی خط پروژه، برای داشتن کمترین هزینه عملیات خاکی، است. بدین منظور، ابتدا تابع هدف و محدودیت‌های مسئله فرمول‌بندی و سپس کیلومتر، ارتفاع و طول قوس قائم در هر سومه به‌عنوان متغیرهای ­تصمیم در نظر گرفته ­شده­اند. خط پروژه اولیه و موقعیت سومه‌ها طبق ضوابط و نیازها تعیین گردیدند. تابع هدف به ‌صورت مجموع قدر مطلق اختلاف ارتفاع خط پروژه و خط زمین و محدودیت‌ها به‌صورت حداقل و حداکثر شیب طولی، حداقل ارتفاع پل‌ها، عدم ­تداخل قوس‌ها و حداقل طول قوس قائم تعریف شده­اند. برای بهینه‌سازی مسئله از الگوریتم­های ژنتیک، ازدحام­ پرندگان شتاب‏دار و کرم شب‌تاب در محیط </strong><strong>MATLAB</strong><strong>استفاده شده است</strong><strong>.</strong><strong> برای ارزیابی بهتر روش، سه مسیر مختلف در سه توپوگرافی دشت، تپه‌ماهور و کوهستانی طراحی و خط پروژه اولیه توسط هر یک از این الگوریتم‌ها، بهینه‌سازی شد. علاوه بر مجموع قدر مطلق اختلاف ارتفاع خط پروژه و خط زمین، سنجش این بهینه‌سازی با نسبت حجم خاکریزی به حجم خاکبرداری و هزینه عملیات خاکی صورت گرفت. نتایج، نشان‌­دهنده درصد بالای بهینگی توسط الگوریتم کرم شب‌تاب و سپس ازدحام پرندگان و ژنتیک، برای هر سه توپوگرافی‌ است. بنابراین، می­توان با به‌کارگیری الگوریتم کرم شب‌تاب، هزینه­های زیرسازی مسیر را به مقدار قابل توجهی کاهش داد. همچنین، تکرار و زمان صرف شده جهت حل مسئله نشان می­دهد که زمان لازم برای بهینه‌سازی و دست یافتن به جواب بهینه، در مقابل کاهش هزینه­ها بسیار ناچیز است.</strong>