طراحي چندهدفه شبكه هاي انتقال آب توسط الگوريتم ژنتيك و شاخص فازي

Multi Objective Design of Water Distribution System Using Genetic Algorithm and Fuzzy Reliability Index

ارائه الگوريتم¬هاي فراكاوشي چند هدفه و كارا، براي طراحي شبكه¬هاي انتقال آب، به كمك منطق فازي تفكر كاملا جديدي براي توسعه¬ي سيستم¬هاي نرم افزاري است و با استفاده از اين الگوريتم¬ها، مي¬توان دنياي بهينه¬سازي را از محدوده تحقيقاتي به دنياي مهندسي وارد كرد. اين تحقيق، با يك رويكرد شبيه¬سازي - بهينه¬سازي در نرم افزار متلب و با وارد كردن مستقيم معادلات جريان در مدل بهينه¬سازي، به طراحي بهينه قطر لوله¬هاي موجود در شبكه نمونه هانوي بوسيله الگوريتم ژنتيك دو هدفه با شاخص فازي با توابع هدف بيشينه كردن اطمينان¬پذيري و كمينه كردن هزينه پرداخته مي-شوند و قيود حاكم بر برنامه بهينه¬ساز كمينه و بيشينه فشار درگره¬ها و كمينه و بيشينه سرعت جريان در لوله¬ها است. در شاخص فازي مذكور از تابع عضويت گوسي استفاده شده است. هدف اين تحقيق رسيدن به طرح بهينه¬اي است كه علاوه بر داشتن بهترين شرايط از لحاظ سرمايه¬گذاري و هزينه، بهترين شرايط بهره¬برداري را نيز براي مصرف¬كننده تأمين كند. نتايج نشان داد كه شاخص پيشنهادي، توانايي مناسبي را در ايجاد اطمينان¬پذيري مورد نظر در شبكه دارد. از الگوي طراحي توسعه داده شده در اين تحقيق مي¬توان به منظور ارائه يك مجموعه جواب غيرمغلوب به تصميم¬گيرندگان، براي انتخاب نقاطي كه در آن¬ها هر دو عامل هزينه و اطمينان¬پذيري در شرايط مطلوبي هستند، استفاده نمود.

Providing multi-purpose heuristic and effective algorithms for designing water supply networks by the aid of fuzzy logic is quite a new idea for developing software systems, and the optimization world can be entered from the researching domains to engineering fields by using such algorithms. The aim of this study is achieving an optimum design, which in addition to having the best possible conditions for investment purposes and costs, provides the best operation conditions for the consumers. With the simulation – optimization approach in MATLAB software and by direct entering the flow equations in the optimization model, this study deals with optimizing the production costs and designing the two known networks of Hanoi. Regarding the type of selected networks, the decision variable in this study is only the pipe diameter. First, the optimum designing of the diameter of the existing pipes in the network is considered by the single-purpose genetic algorithm, and the dominating constraints in the optimizing program include the maximum and minimum of pressure in the nodes and maximum and minimum speed of flow in the pipes. The results indicate the creation of a certain loop and placement of pressure within permissible minimum and maximum pressures, which shows the satisfied performance of the fuzzy index. The developed design pattern in this research can be used for presenting a set of non-overcome responses to the decision makers for selecting the points, for which the two factors of cost and reliability are in proper conditions.