بهینه سازی شبکه های آبرسانی با الگوریتم های تکاملی مبتنی بر کاهش در فضای جستجو

شبکه های آبرسانی تاسیسات مهم شهری هستند که برنامه ریزی و طراحی آنها نیازمند سرمایه گذاری های کلان می باشد. در این راستا بهینه سازی به عنوان ابزاری برای کمینه کردن هزینه های مرتبط با سیستم های توزیع آب مورد استفاده قرار می گیرد. در چند دهه ی اخیر استفاده از روش های تکاملی جهت بهینه سازی توجه بسیاری از محققین را به خود جلب نموده است؛ به طوریکه در شبکه های آبرسانی تکنیک های برگرفته از برنامه ریزی خطی و غیر خطی جای خود را به روش هایی همچون الگوریتم ژنتیک و مورچگان داده اند. رساله ی حاضر به بهینه سازی شبکه های آبرسانی با الگوریتم های ژنتیک و مورچگان می پردازد. در استفاده از ga جهت بهینه سازی ابتدا با استفاده از قابلیت پارامتر سرعت آب و مفهوم مسیر در لوله ها فضای جستجو کاهش می یابد. حل بهینه در ga به عوامل مختلفی همچون اندازه جمعیت، توابع جریمه و برازندگی، عملگرهای ga، تعداد نسل و از همه مهمتر فضای جستجوی محاسباتی بستگی دارد. کاهش در فضای جستجو چنانچه با معیارهای مناسبی همراه باشد، می تواند به افزایش کارکرد و کیفیت روش های بهینه سازی در شبکه های آبرسانی منجر گردد و امکان ایجاد یک راه حل بهینه در زمان کمتر را فرهم سازد. در ga برای مقایسه ی نتایج از کدگذاری binary و gray با عملگرهای انتخاب مسابقه ای و چرخ رولت و عملگرهای ترکیب تک نقطه ای، دو نقطه ای و یکنواخت استفاده شده است. در کنار استفاده از بهینه سازی با ga مبتنی بر کاهش در فضای جستجو، از الگوریتم مورچگان نیز جهت بهینه سازی شبکه های آبرسانی استفاده شده است. الگوریتم مورچگان براساس رفتار اجتماعی مورچه ها در یافتن غذا پایه ریزی شده است. در این الگوریتم از سیستم مورچه ی برگزیده در هر تکرار استفاده شده و در برنامه از عملگرهای ترکیب مضاعف و جهش نیز برای بهینه سازی سود برده می شود.