کاربرد الگوریتم نیروی مرکزی (CFO) در بهینه سازی شبکه توزیع آب آبیاری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده مهندسی، واحد سیرجان، دانشگاه آزاد اسلامی

2 هیئت علمی گروه عمران، واحد سیرجان، دانشگاه آزاد اسلامی، سیرجان، ایران

چکیده

امروزه طراحی بهینه شبکه‌ها با توجه به سرسام‌آور بودن هزینه‌های اجرایی شبکه‌های توزیع آب، امری ضروری به‌نظر می‌رسد. طراحان همواره به‌دنبال یافتن روشی هستند که ضمن تامین ضوابط و معیارهای فنی طرح کم‌ترین هزینه را در برداشته باشد. در این تحقیق از الگوریتم نیروی مرکزی (CFO) برای حل بهینه هزینه طراحی شبکه روستای اسماعیل‌آباد در 7 کیلومتری شمال غرب شهر نورآباد در استان لرستان استفاده گردید؛ بهینه‌سازی این شبکه با توسعه یک مدل بهینه‌سازی مبتنی بر الگوریتم نیروی مرکزی در محیط نرم‌افزار متلب و اتصال پویای آن با نرم افزار EPANET جهت انجام محاسبات هیدرولیکی شبکه مورد ارزیابی قرار گرفته است. الگوریتم نیروی مرکزی برای شرایط تعداد کاوشگر 42 عدد، نرخ جهش 15%، تعداد تکرار 1000 مرتبه (Nt=1000) و شتاب اولیه کاوشگر‌ها برابر صفر بهترین کارایی را نشان داد. حل بهینه به‌دست آمده برای شبکه توزیع آب آبیاری اسماعیل‌آباد نشان می‌دهد هزینه بهینه الگوریتم نیروی مرکزی (737724 دلار) 55/1 درصد بیش‌تر از هزینه بهینه مطلق برآورد شده توسط روش MILP می‌باشد. ویژگی این روش در آن است که یک روش قطعی می باشد و همچنین زمان اجرای آن تقریباً نصف زمان اجرای روش MILP است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Applied of Central Force Algorithm (CFO) in Optimization of Irrigation Water Distribution Network

نویسندگان [English]

  • Ramin Mansouri 1
  • Mohsen Mohamadizadeh 2
1 civil engineering Dep., Sirjan Branch, Islamic Azad Univ.
2 1. Assistant Professor in Hydraulic Structures. Civil Engineering Department, Sirjan Branch, Islamic Azad University, Sirjan, Iran
چکیده [English]

Nowadays, the optimal design of networks is necessary due to the high operating costs of water distribution networks. Engineers are always trying to find ways that also to provide the technical criteria lowest cost plan for it. In this research, Central Force Optimization (CFO) was used to optimize Ismail Abad irrigation water distribution network. This network that is pressurized network and includes 19 pipes and nodes 18. Optimization of the network has been evaluated by developing an optimization model based on CFO algorithm in MATLAB and the dynamic connection with EPANET software for network hydraulic calculation. Central force algorithm for conditions of probes 42, 15% mutation rate, the number of iteration equal to 1,000 (Nt = 1000) and initial acceleration probe is zero showed the best performance. The optimal solution for Ismael Abad irrigation water distribution network show that CFO (737,924 $) is %1.55 more than the absolute optimum that determined by the MILP method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water networks
  • Optimization model
  • Central force optimization
  • Probe
  • mutation rate