
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,502 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,651,543 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,257,118 |
ارزیابی الگوریتمهای ژنتیک و ازدحام ذرات با تکیه بر رویکرد مرتبسازی نامغلوب برای بهینهسازی چندهدفه بهرهبرداری از مخازن | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 10، دوره 26، شماره 5، آذر و دی 1398، صفحه 165-179 اصل مقاله (931.7 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2020.16276.3162 | ||
نویسندگان | ||
ایدا شبانی بهلولی1؛ مهدی دستورانی* 2 | ||
1دانشجوی کارشناسی ارشد علوم ومهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. | ||
2استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه بیرجند | ||
چکیده | ||
مسائل بهینهسازی بهرهبرداری از مخازن سدها از جمله مسائل مهم در علوم آب می باشد که تا کنون با انواع روش های بهینهسازی مورد بررسی قرار گرفته است. در سالهای اخیر تعداد زیادی از الگوریتمهای تکاملی چندهدفه معرفی شده است. از جمله این الگوریتمها میتوان به نسخه دوم الگوریتم ژنتیک چندهدفه با مرتبسازی نامغلوب اشاره نمود که در سال 2002 توسط دب و همکاران معرفی شد. در این تحقیق نوآوری و هدف استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات با رویکرد مرتبسازی نامغلوب و بررسی کارایی این الگوریتم در بحث بهینهسازی بهرهبرداری از مخزن سد است. در نهایت نتایج حاصل از آن با الگوریتم NSGA-II مقایسه گردد تا در نهایت به یک سیاست مدیریتی پایدار در سیستمهای منابع آب و به ویژه بهرهبرداری از مخزن سد رسید. مواد و روشها در این تحقیق نسخه چندهدفه الگوریتم ژنتیک و ازدحام ذرات با به کارگیری مفاهیمی همچون غلبه و فاصله ازدحامی مورد بررسی قرار گرفتند و برای حل مسئله بهینهسازی بهرهبرداری از مخزن سد ملاصدرا واقع در استان فارس به کار برده شدند. مسئله بهینهسازی با دو هدف تعریف گردید. یکی از آنها کمینهسازی اختلاف نیاز کشاورزی از رهاسازی بوده است و تابع هدف دوم بیشینهسازی حجم ذخیره سیلاب تعریف گردید. دو الگوریتم با توجه معیارهایی مانند زمان اجرا، تعداد راه حلهایی که در جبهه پارتو قرار میگیرند، معیار فاصله و معیار عملکرد مقایسه شدند. یافتهها نتایج تحقیق نشان داد که هر دو الگوریتم توانایی حل این مسئله بهینهسازی را دارا میباشند. همچنین نتایج نشان داد که هر یک از الگوریتمها در برخی از معیارها، عملکرد مناسبتری نسبت به دیگر داشته است. نتایج بررسی زمان اجرای هر یک از الگوریتمها نشان داد که سرعت اجرای الگوریتم چندهدفه ازدحام ذرات (NSPSO-II) به مراتب بیشتر از الگوریتم چندهدفه ژنتیک (NSGA-II) میباشد به طوری که میانگین زمان اجرای الگوریتم NSGA-II در تعداد جمعیت 50 با مقدار 3897/21 ثانیه تقریبا سه برابر میانگین زمان اجرا در الگوریتم NSPSO-II با مقدار 3169/6 ثانیه است. با توجه به معیار عملکرد نیز الگوریتم NSPSO-II عملکرد مناسبتری نسبت به الگوریم NSGA-II داشته است. اما از سوی دیگر با توجه به معیار تعداد راه حلهای واقع در جبهه پارتو الگوریتم NSGA-II تعداد راه حلهای بسیار بیشتری را در جبهه پارتو یافته است و به همین دلیل فاصله در الگوریتم NSGA-II کمتر از NSPSO-II بوده است. نتیجهگیری الگوریتم NSGA-II تعداد راه حلهای بسیار بیشتری را در جبهه بهینه پارتو یافته است و راه حلهای واقع در جبهه بهینه پارتو به طور مناسبی جبهه پارتو را بر خلاف الگوریتم NSPSO پوشش دادند. همچنین مقایسه راه حلهای واقع در جبهه بهینه پارتو نشان داد که الگوریتم NSPSO-II در راستای بیشینهسازی تابع هدف دوم گام برداشته در حالی که الگوریتم NSGA-II در راستای کمینهسازی تابع هدف اول حرکت کرده است. | ||
کلیدواژهها | ||
سد ملاصدرا؛ سیلاب؛ غلبه؛ فاصله ازدحامی؛ معیار عملکرد | ||
مراجع | ||
1.Deb, K., Pratap, A., Agarwal, S., and Meyarivan, T. 2002. A fast and elitist multi-objective genetic algorithm: NSGA-II. IEEE Trans Evolutionary Computing, Indian. 6: 2. 182-197.
2.Farahnakian, T., Moeini, R., and Mousavi, S. 2018. Optimal operation of single-reservoir system of Dez dam using charged system search algorithm. J. Water Soil Cons. 25: 1. 107-125.(In Persion)
3.Guo, X., Hu, T., Wu, C., Zhang, T., and Lv, Y. 2013. Multi-objective optimization of the proposed multi-reservoir operating policy using improved NSPSO-II. Water resources management, 27: 7. 2137-2153.
4.Li, X. 2003. July. A non-dominated sorting particle swarm optimizer for multiobjective optimization. In Genetic and Evolutionary Computation Conference (pp. 37-48). Springer, Berlin, Heidelberg. Optimization. In Genetic and Evolutionary Computation Conference (pp. 37-48). Springer, Berlin, Heidelberg.
5.Mazandaranizadeh, H., Piadeh Koohsar, J., and Sadr, S. 2019. Evaluation of GA and PSO optimization algorithms in operation of multi-reservoir systems Case study: Gorgan-Rood basin dams. J. Water Soil Cons. 26: 2. 239-250.
6.Mazandaranizadeh, H., and Parhizkari, M. 2019. Multi-objective optimization of hydropwoer multi-objective optimization of hydropower reservoirs operation based on the pattern of PAB markets. Dam and Hydroelectric Powerplant. 5: 19. 52-61.
7.Mohammad Rezapour, O. 2016. Comparison of imperialist competitive algorithm (ICA) and Ant colony algorithm (ACO) for optimizing exploitation of doroudzan reservoir with application chain constraints approach.J. Water Soil Cons. 22: 6. 231-243.(In Persion)
8.Mohammad Rezapour, O. 2016. Optimization of water network distribution using fast messy genetic and firefly algorithms in relopt model (Case study: Havanirouz Township, Kerman).J. Water Soil Cons. 23: 4. 45-64.(In Persion)
9.Mohammadrezapour, O., and Zeynali, M.J. 2013. Comparison of meta-heuristic algorithms in the optimal operation of multi – reservoir (a case study: Golestan and Voshmgir Dams). JWSS. 22: 1. 291-303. (In Persion) 10.Nozari, H., and Vafaee, M. 2018. Determining the accuracy of the dynamic system in simulating and optimizing the rule curves of the dam reservoir (Case Study: Choghakhor dam). J. Water Soil Cons. 25: 5. 89-107. (In Persion)
11.Schott, J.R. 1995. Fault tolerant design using single and multicriteria genetic algorithm optimization (No. AFIT/CI/ CIA-95-039). AIR FORCE INST OF TECH WRIGHT-PATTERSON AFB OH.
12.Srinivasan, K., and Kumar, K. 2018. Multi-objective simulation-optimization model for long-term reservoir operation using piecewise linear hedging rule. Water Resources Management,32: 5. 1901-1911.
13.Zeynali, M., Mohammad Reza Pour, O., and Frooghi, F. 2015. Evaluation of particle swarm, genetic and continuous ant colony algorithms in optimal operation of doroodzan dam reservoir. Water and Soil Science, 25: 3. 27-38.(In Persion) | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 636 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 880 |