بهینه سازی شبکه های آبرسانی با استفاده از روش css

چکیده در چند دهه اخیر به علت رشد سریع جمعیت، افزایش تقاضای آب، بالا رفتن سطح زندگی، نیازهای آبی به منابع آب افزایش یافته است در نتیجه تهیه و توزیع آب شرب یکی از مهمترین برنامههای کلان مدیریتی در هرکشور میباشد. با توجه به اینکه شبکههای آبرسانی شهری به دلیل وسعت بالایی که دارند هزینه هنگفتی را به خود اختصاص می دهند و از آنجا که طراحی حساب شده و بهینه می تواند تاثیر بسزایی در کاهش هزینه های چنین طرح های عظیمی را به دنبال داشته باشد طراحان همواره به دنبال یافتن روشی که ضمن تامین ضوابط و معیارهای فنی طرح کمترین هزینه را در برداشته باشد هستند. تاکنون روش های بسیار زیادی برای طراحی شبکه آبرسانی ارائه شده که با فراهم شدن امکانات رایانه ای پیشرفته راه حل بهینه سازی ساده تر و جواب های بدست آمده به پاسخ بهینه نزدیکتر می شود. یک شبکه آبرسانی بهینه باید بتواند با صرف کمترین هزینه، دبی مورد نیاز را با فشار مناسب در سراسر نقاط شبکه تامین کند. برای رسیدن به این هدف، محققین مطالعات بسیار زیادی انجام دادهاند و در این راستا از قوانین هیدرولیک و ریاضی بهره جسته اند. اولین تلاشها برای طراحی شبکههایی که بتوانند فقط محدودیت های فنی را ارضا کنند، در اوایل دهه 1960 میلادی صورت گرفت. در ابتدا، مساله مورد نظر فقط تحلیل هیدرولیکی شبکه بود سپس مسئله بهینه سازی شبکه نیز مطرح شد، چرا که برای یک شبکه آبرسانی، گزینه های متعددی می توان یافت که بتواند محدودیت هایی نظیر فشار، سرعت و دبی مصرفی را ارضا کند. مسئله بهینه سازی در شبکه آبرسانی تعیین آن طرحی می باشد که ضمن تامین محدودیتها و ضوابط،کمترین هزینه را نیز بدنبال داشته باشد. از آنجا که انتخاب یک روش صحیح که کاربرد خوبی نیز در ارایه جواب داشته باشد می تواند تاثیر قابل ملاحظه ای در زندگی شخصی، صنعتی و اجتماعی داشته باشد، ضرورت وجود تکنیک های موفق و قوی که بتواند انسان را در تصمیم گیری کمک کند کاملا نمود می یابد و روش های بهینه سازی ابزار و تکنیک هایی جهت مینیمم یا ماکزیمم کردن توابع هدف ما می باشند با توجه به اینکه به دنبال کم کردن هزینه شبکه آبرسانی می باشیم بنابراین روش های بهینه سازی ابزار مناسبی می باشند و امروزه روش های بهینه سازی فراکاوشی یا تکاملی کاربرد بیشتری دارند. روش جدید بهینه سازی به نام الگوریتم جستجوی ذرات باردار(css) را در بهینه سازی سازه ها به کار برده شد و در این پایان نامه سعی ما بر این است تا عملیات بهینه سازی یک شبکه آبرسانی را توسط الگوریتم جستجوی ذرات باردار انجام دهیم، به همین جهت ابتدا به مدلسازی حل شبکه به روش هاردی کراس پرداخته شد و سپس به مدلسازی الگوریتم css پرداخته شد و در نهایت با ترکیب این دو مدلسازی به یک روش کلی جهت بهینه سازی شبکه آبرسانی بدست آورده شد که به جهت نشان دادن کارایی و برتری این روش، با مقایسه نتایج بهینه سازی توسط این روش بر روی شبکه های مرجع به نام های شبکه دوحلقه ای، شبکه هانوی و نیویورک پرداخته شد و همچنین به بررسی پارامترهای موجود در این روش پرداخته شد و تاثیر تغییرات بر روی این پارامترها نشان داده شد و از مهمترین نتایج این بررسی ها کارایی این روش نسبت به روش های دیگر و همگرایی زود این روش به سمت جواب بهینه می باشد.