تخمین میزان عمق آبشستگی پایه پل با استفاده از سیستم استنتاجی عصبی-فازی تطبیقی بهینه-سازی شده با الگوریتم‌ رقابت استعماری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 گروه عمران آب، دانشکده عمران دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 گروه عمران آب دانشکده مهندسی عمران دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

4 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

چکیده

تعیین عمق آبشستگی پایه پل در هنگام وقوع سیلاب یکی از پارامترهای اصلی در طراحی شالوده پایه پل‌ها می‌باشد که از دیرباز مورد توجه پژوهشگران مختلف جهت ارایه روش‌های دقیق برای محاسبه آن بوده است. با این وجود، روابط تجربی مورد استفاده به علت پیچیدگی زیاد و پارامترهای متعدد دخیل در این پدیده از دقت و کارایی کافی برخوردار نبوده و امکان طراحی اقتصادی و فنی بر اساس نتایج آن‌ها مقدور نیست. بدین منظور در این پژوهش با استفاده از سیستم استنتاجی عصبی- فازی تطبیقی و بهینه‌سازی آن با استفاده از الگوریتم‌ رقابت استعماری یک مدل جهت تخمین عمق آبشستگی پایه پل ارایه شده است. مقایسه نتایج مدل‌ پیشنهادی حاضر با نتایج مدل مبنا بر اساس ضریب تعیین بدست آمده نشان داد که دقت و کارایی مدل مبنا با بهینه سازی‌های صورت گرفته به مقدار 51 درصد افزایش یافته است. همچنین مقایسه نتایج مدل‌ پیشنهادی با نتایج روابط تجربی با استفاده از خطای جذر میانگین مربعات نشان داد مدل‌ یشنهادی نسبت به روابط مذکور نتایج بهتری را کسب کرده است. به عنوان مثال میزان خطای جذر میانگین مربعات در مقایسه بارابطه فروهلیچ که بهترین عملکرد را در بین روابط تجربی دارد، 17درصد کمتر شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimation of Bridge Pier Scour using Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System Optimized with Imperialist competitive algorithm

نویسندگان [English]

  • Amin Jafari Bavil Olyaei 1
  • yousef hassanzadeh 2
  • MohammadTagi Alami 3
  • nazila kardan 4
1 Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Faculty of Civil Engineering, Tabriz university, Tabriz, Iran
3 Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz,Iran
4 Department of Civil Engineering, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Determining the scouring depth around bridge piers during flood has been considered as one of the main and important parameters in designing the foundations of bridge piers. Thus, it has been the subject of numerous studies to provide precise methods to calculate these elements. Due to the high complexity of this phenomenon and various involved parameters, the utilized empirical relations have not sufficient accuracy and efficiency; accordingly, economic and technical design based on their results is not feasible. In this regard, a new model is provided to estimate the scouring depth around bridge piers using Neuro-Fuzzy Comparative Inference System that optimized by Imperialist Competitive Algorithm. Comparing the results of proposed model with the results of base models showed that the accuracy and efficiency of the base models increased significantly with these optimizations. In addition, comparing the results of proposed models with the results of empirical relations from Mississippi, HEC-18, Laursen & Toch, and Froehlich showed that proposed model has significantly better accuracy in comparison with mentioned experimental relations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adaptive Neuro Fuzzy Inference System
  • bridge pier
  • Empirical equations
  • Imperialist Competitive Algorithm