کاربرد روش بهینه‌سازی نیروی مرکزی در طراحی سامانه‌های توزیع آب

Abstract

<strong>شبکه‌های آبرسانی از جمله تأسیسات زیربنایی شهر‌ها و با هزینه‌های اجرا و بهره‌برداری زیاد است، لذا بسیاری از پژوهشگران بر روی حل مسئله بهینه‌سازی شبکه‌های توزیع آب متمرکز شده‌اند. در اغلب پژوهش‌های اخیر در این زمینه، الگوریتم‌های بهینه‌سازی فرا ابتکاری تصادفی برای حل این مسئله استفاده شده است. در پژوهش حاضر، به‌منظور رهایی از نقاط ضعف الگوریتم‌های تصادفی، کاربرد یک الگوریتم جدید غیرتصادفی و قطعی به‌منظور کمینه‌سازی هزینه لوله‌های سامانه‌های آبرسانی بررسی ‌شد. الگوریتم به‌کار برده شده در این پژوهش، در واقع روش بهینه‌سازی نیروی مرکزی (</strong><strong>CFO</strong><strong>) اصلاح شده به‌منظور حل شبکه‌های توزیع آب است که </strong><strong>CFOnet</strong><strong> نامیده شده است. عملکرد روش پیشنهادی از طریق بهینه‌سازی قطر لوله‌ها در دو شبکه مرجع آبرسانی (شبکه دو حلقه‌ای و شبکه کادو) بررسی شد. به این منظور هر دو روش </strong><strong>CFO</strong><strong> و </strong><strong>CFOnet</strong><strong> در برنامه متلب برنامه‌نویسی و با نرم‌افزار هیدرولیکی ایپانت ارتباط داده شد. با اجرای این دو روش به‌منظور حل دو شبکه مورد نظر، بهبود عملکرد روش پیشنهادی </strong><strong>CFOnet</strong><strong> نسبت به </strong><strong>CFO</strong><strong> نشان داده ‌شد. به این وسیله، با اجرای </strong><strong>CFOnet</strong><strong> پاسخ بهینه برای طرح شبکه دو حلقه‌ای معادل 419،000 دلار پس از 12،432 مرتبه ارزیابی تابع هدف حاصل شد. همچنین طرح بهینه شبکه کادو با هزینه‌ای معادل 126،535،915 روپیه پس از 259،476 مرتبه ارزیابی تابع هدف، به‌دست آمد. مقایسه پاسخ‌های به‌دست آمده با نتایج الگوریتم‌های بهینه‌سازی تصادفی در ادبیات این موضوع، نشان داد که روش پیشنهادی نتایج خوبی برای حل مسئله شبکه‌های آبرسانی یافته است و در عین حال مزایای قطعی بودن یک روش بهینه‌سازی را نیز دارد.</strong>