بهینه سازی شبکه های توزیع آب با استفاده از الگوریتم ژنتیک با پارامترهای فازی

پارامترهای ورودی در طراحی و ارزیابی عملکرد هیدرولیکی شبکه های توزیع آب دقیق نیستند و در معرض عدم قطعیت فراوان قرار دارند. از این رو باید عدم قطعیت در زمان طراحی یک شبکه جدید، توسعه و بهبود آن در نظر گرفته شود. در این تحقیق، 4 مدل بر مبنای رویکرد شبیه سازی-بهینه سازی شبکه های توزیع آب از تلفیق الگوریتم ژنتیک با نرم افزار epanet، با استفاده از کدنویسی در محیط matlab توسعه داده شده است و بر این اساس به1- بهینه سازی شبکه های توزیع آب، 2- تحلیل عدم قطعیت شبکه های توزیع آب به کمک منطق فازی، 3- بهینه سازی شبکه های توزیع آب در یک سطح (لوله) حذف شده با تقاضای فازی و 4- بهینه سازی شبکه های توزیع آب با تقاضای فازی پرداخته شده است. در مدل اول با فرض قطعی بودن پارامترهای طراحی به بهینه سازی شبکه های توزیع آب دو حلقه ای، هانوی و نیویورک (برای صحت سنجی این مدل) و شبکه منوجان (به عنوان مطالعه موردی) پرداخته شده است. در مدل دوم تحلیل عدم قطعیت یک شبکه دوحلقه ای به واسطه فازی بودن ضرایب زبری لوله هایش (که قبلاً مورد مطالعه قرار گرفته است) برای صحت سنجی این مدل و به واسطه فازی در نظر گرفتن تقاضای گره هایش به عنوان مطالعه موردی، انجام شده است. با استفاده از مدل سوم به بهینه سازی شبکه تک مخزنی (برای بررسی صحت مدل) و بهینه سازی شبکه توزیع آب gravity (به عنوان مطالعه موردی) در یک سطح (لوله) حذف شده با تقاضای فازی پرداخته شده است و در مدل چهارم بهینه سازی شبکه توزیع آب شهر جنگل با تقاضای فازی انجام شده است که در این دو مدل (اخیر) با فازی نشان دادن هد قابل قبول گره ها، تقاضای گره ها (با تابع عضویت مثلثی) و هدهای در دسترس گره ها (با تابع عضویت تقریباً مثلثی) و با استفاده از ارتباط بین هدهای در دسترس و هد قابل قبول محدودیت های فازی به محدودیت های قطعی تبدیل شده اند. در مدل اول هزینه بهینه بدست آمده برای شبکه های توزیع آب دو حلقه ای، هانوی و نیویورک برابر با کمترین مقدار بدست آمده توسط محققان پیشین است، همچنین نتایج این مدل کاهش 31% هزینه شبکه منوجان را نسبت به طرح اولیه اجرا شده نشان می دهد. نتایج مدل دوم بیانگر موثر بودن روش مطرح شده در برخورد با عدم قطعیت پارامترهای ورودی شبکه توزیع آب است. نتایج حاصل از مدل سوم و چهارم نیز نشان دهنده کاهش هزینه بهینه با کاهش عدم قطعیت در میزان تقاضا و افزایش هزینه بهینه مدل سوم (به خاطر جبران شرایط حذف هر یک از لوله ها از شبکه) نسبت به مدل چهارم است.