
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 622 |
تعداد مقالات | 6,489 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,606,902 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,199,418 |
ارزیابی الگوریتمهای بهینهسازی GA و PSO در بهرهبرداری از سیستمهای چندمخزنه مطالعه موردی: سدهای حوضه گرگان رود | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 13، دوره 26، شماره 2، خرداد و تیر 1398، صفحه 239-250 اصل مقاله (556.71 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2019.14894.2997 | ||
نویسندگان | ||
حامد مازندرانی زاده* 1؛ جواد پیاده کوهسار2؛ سید محمد کاظم صدر3 | ||
1عضو هیئت علمی | ||
2دانش آموخته، گروه مهندسی آب، دانشگاه امام خمینی (ره) | ||
3گروه مهندسی آب، دانشگاه اگزتر انگلستان | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: بهرهبرداری بهینه از سیستمهای منابع آب و تدوین قوانین و سیاستهای مناسب بهرهبرداری از مخازن در سالهای اخیر موردتوجه کارشناسان منابع آب قرارگرفته و تحقیقات گستردهای برروی آنها انجامشده است. هرچند در این زمینه پیشرفتهای زیادی به لحاظ استراتژیهای حل مسئله و ابزارهای محاسباتی بهوجود آمده است، اما مسئله بهینهسازی بهرهبرداری از یک سیستم چندمخزنه به دلیل تاثیرات بهره برداری مخازن بالادست بر ورودی های مخازن پایین دست، از پیچیدگی های زیادی برخوردار است. روشهای بهینهسازی معمول بهدلیل قیدهای زیاد، فضای ناپیوسته و ماهیت غیرخطی مسائل مدیریت منابع آب، ابزار مناسبی برای حل اینگونه مسائل نیستند، به همین دلیل الگوریتمهای بهینهسازی فرا ابتکاری موردتوجه محققین قرارگرفته است. هدف از این تحقیق بررسی و مقایسه نتایج حاصل از بهکارگیری روشهای GA و PSO در بهرهبرداری بهینه از سیستم چندمخزنه سدهای گلستان و بوستان واقع در حوضه آبریز گرگان رود با استفاده از شاخص اعتمادپذیری در شرایط تغییر اقلیم است. مواد و روشها: در این تحقیق عملکرد الگوریتمهای ژنتیک و ازدحام ذرات در حل مساله بهینه سازی بهرهبرداری از سیستم چند مخزنه شامل سدهای بوستان و گلستان واقع در حوضه آبریز گرگان رود مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. بررسی آمار جریان ورودی به مخزن دو سد در سال آبی 94-93 نشان میدهد که در اثر تغییر اقلیم ورودی سالانه به سدهای بوستان و گلستان به ترتیب 17% و 60% کاهش یافته است. الگوریتم ژنتیک عبارت از یک جستجوی چندجانبه موازی و هدایتشده بر اساس نظریه تکامل است. عملگرهای الگوریتم GA شامل انتخاب، پیوند و جهش است که به ترتیب از آنها استفاده شده تا نسل بعد به وجود آید. در الگوریتم بهینهسازی PSO بر مبنای حرکت جمعی پرندگان و ماهیها، تعدادی ذره در فضای جستجو پخش شده و مقدار تابع هدف، متناسب با موقعیت هر ذره محاسبه میشود. سپس با استفاده از ترکیب اطلاعات فعلی محل ذرات و بهترین محل که قبلاً در آن بودهاند موقعیت جدید ذرات محاسبه میشود. یافته ها: بهترین جواب الگوریتم PSO در طی 10 بار اجرا 95/909 و بدترین جواب برابر 53/930 به دست آمد، درحالیکه بهترین پاسخ الگوریتم GA در طی 10 بار اجرا 17/931 و بدترین آن 32/957 بوده است. مقایسه میانگین جوابها نیز حکایت از برتری 3 درصدی جوابهای الگوریتم PSO نسبت به GA دارد. نتیجهگیری: نتایج نشان می دهدالگوریتم PSO از عملکرد بهتری در مقایسه با GA برخوردار است، به نحوی که مقایسه نتایج نشان می دهد الگوریتم بهینه سازی PSO با اعتماد پذیری 38/49 درصد از عملکرد مناسبتری در استخراج منحنی فرمان بهره برداری از سیستم چندمخزنه بوستان- گلستان ارائه نموده است. | ||
کلیدواژهها | ||
اعتمادپذیری؛ الگوریتمهای فرا ابتکاری؛ مدیریت منابع آب؛ خشکسالی | ||
مراجع | ||
1.Ahmadianfar, A., and Adib, A. 2016. Optimizing hydropower dams operation using hybrid of PSO and GA (Case study: Dez Dam). Irrigation Science & Engineering, 38: 3. 63-71. (In Persian) 2.Eberchart, R., and Kennedy, J. 1995. Particle swarm optimization. IEEE InternationalConference on Neural Networks Perth, Australia. Pp: 1942-1947. 3.Esat, V., and Hall, M.J. 1994. Water resources system optimization using genetic algorithms. Proc. 1st Int. Conf. on Hydroinformatics, Balkema, Rotterdam, Netherlands. Pp: 225-231. 4.Goldberg, D. 1989. Genetic algorithms in search optimization and machine learning. Addison-Wesley Longman Publishing Company. Boston. 403p. 5.Hosseini-Moghari, S.M., and Banihabib M.E. 2014. Optimizing operation of reservoir for agricultural water supply using firefly algorithm. J. Water Soil Resour. Cons. 3: 4. 17-31. (In Persian) 6.Iran Water Resources Management Co. 2012. Annual report on the status of dams operating in different months. (In Persian) 7.Kalbali, E., Sabuhi Sabuni M., and Ahmadpur Borazjani, M. 2016. Strategies of Voshmgir dam water allocation using two-stage stochastic programming. J. Water Soil, 30: 6. 1832-1847. (In Persian) 8.Karimi, M., Ahrar Yazdi, B.N., and Ahrar Yazdi, B.D. 2017. Examining the performance of two pso and g-algorithms in optimizing the CGAM issue. Mechanical Engineering Sharif, 33: 1. 129-136. 9.Kjeldsen, T.R., and Rosbjerg, D. 2004. Choice of reliability, resilience and vulnerability estimators for risk assessments of water resources systems. Hydrol. Sci. J. 49: 757-767. 10.Moeini, R., and Afshar, M.H. 2009. Application of an ant colony optimization algorithm for optimal operation of reservoirs: A comparative study of three proposed formulations. J. Sci. Iran. 16: 4. 273-285. 11.Moeini, R. 2016. Performance evaluation of the ant Colony optimization algorithm for the optimal operation of a multi-reservoir system: comparing four algorithms. Iran-Water Resources Research, 11: 2. 29-46. (In Persian) 12.Moghadam, A., Alizadeh A., Farid, A., Ziaei, A.N., and Fallah, D. 2013. The application of improved particle swarm optimization algorithm in design of water distribution systems. Iran. J. Irrig. Drain. 7: 3. 389-401. (In Persian) 13.Moghaddam, A., Montaseri, M., and Rezaei, H. 2016. The Application of GA, SMPSO and HGAPSO in optimal reservoirs operation. J. Water Soil. 30: 4. 1102-1113. 14.Momtahen, S., and Borhani Darian, A.R. 2006. Genetic algorithm (GA) method for optimization of multi-reservoir systems operation. J. Water Wastewater. 29: 2. 11-20. 15.Norozi, B., Barani, Gh.A., Meftah Halghi, M., and Dehghani, A. 2011. A multi-reservoir system operation optimization using multi population genetic algorithms (Case study: Golestan and Voshmgir reservoirs). J. Water Soil Cons. 18: 2. 43-61. (In Persian) 16.Zadesh Pargo, R., Mazandarani Zadeh H., and Daneshkar Araste, P. 2015. Subsurface Drainage System Design to Minimize Construction Costs with Steady-State Consideration. Water Research in Agriculture, 29: 1. 117-128. (In Persian) | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 797 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 429 |