طراحی بهینه ی شبکه های تحت فشار توزیع آب بر مبنای تقاضا با استفاده از روش های بهینه سازی فراکاوشی

معمولاً طراحی بهینه شبکه های آبیاری تحت فشار به صورت مسئله حداقل سازی هزینه مدنظر قرار می-گیرد. غالباً با توجه به میزان اهمیت تأمین آب کشاورزی این شبکه ها با اطمینان پذیری محدود و به صورت شاخه ای طراحی می شوند. متغیرهای تصمیم مهم در چنین مسئله ای قطر لوله ها و آرایش شبکه می باشند. در بخش عمده ای از روش های ارائه شده پیشین، یا آرایش شبکه ثابت در نظر گرفته شده و سپس قطر بهینه لوله ها محاسبه شده، یا در دو مرحله، ابتدا آرایش و سپس قطر لوله ها به طور مجزا بهینه شده است. در این تحقیق دو روش تلفیقی aco/lidm مبتنی بر کلمان و aco مبتنی بر کلمان، برای بهینه-سازی هم زمان آرایش و قطر شبکه های آبیاری تحت فشار، ارانه گردیده و مدل کامپیوتری آن ها در محیط matlab تهیه شده است. در روش اول، یک رویکرد تلفیقی، مبتنی بر تلفیق روش خطی lidm برای بهینه سازی قطر با یک الگوریتم بهینه سازی آرایش، توسعه داده شده است. در این رویکرد در هر مرحله، دبی طراحی هر خط لوله با استفاده از مدل clement محاسبه می شود تا بر مبنای آن، روش بهینه سازی قطر (lidm) به عنوان حلقه داخلی، قطرهای گزینه ها (هر گزینه یک آرایش شاخه ای قابل قبول است) را بهینه نماید. پس از مشخص شدن قطرها، هزینه هر گزینه محاسبه می شود. سپس بهینه ساز آرایش به عنوان حلقه خارجی با توجه به مقادیر تابع هدف محاسبه شده، طی یک عملیات چیدمان مجدد، موقعیت آنها را تغییر می دهد و آرایش های شاخه ایی جدیدی تولید می نماید. سپس هزینه آرایش های جدید مجدداً محاسبه شده و فرایند ادامه می یابد. در روش های تلفیقی aco/lidm و aco مبتنی بر کلمان، الگوریتم جامعه مورچگان (aco) به عنوان بهینه ساز آرایش مورد استفاده قرار گرفته است. در روش دوم بهینه ساز آرایش با استفاده از مدل clement و قیدهای هیدرولیکی که در مدل epanet هم استفاده شده است، فرایند بهینه سازی را انجام می دهد. برای آزمون مدل های توسعه یافته دو مثال موردی در نظر گرفته شده است. مثال اول شبکه ساده ای است که پیشینه ای دیرینه در تحقیقات پیشین دارد و تعداد زیادی از محققین برآن برآمدند تا با حل آن، کارآمد بودن روش خود را اثبات کنند. در این تحقیق، با حل این شبکه ها، ضمن مقایسه قابلیت های دو روش، برتری روش های تلفیقی aco/lidm مبتنی بر کلمان و aco مبتنی بر کلمان نسبت به سایر تحقیقات پیشین، نشان داده شد. یکی از دلایل عملکرد مطلوب روش های تلفیقی، فضای جستجوی بسیار کوچک بهینه ساز آرایش است با حل مثال دوم (یک شبکه آبیاری تحت فشار در والنسیا) توسط این دو روش برتر، قابلیت این دو روش در حل مسائلی با ابعاد واقعی نشان داده شده است. در ضمن مقایسه ی جامعی بین این دو روش انجام شده است.