الگوريتم دسته ذرات اصلاح شده تركيبي براي تنظيم ضرايب شبكه‌هاي توزيع آب

با توجه به وسعت و پيچيدگي شبكه‌هاي توزيع آب، براي پايش عملكرد آنها در مرحله بهره‌برداري، نياز به مدل‌سازي كامپيوتري است. از موضوعات بسيار مهم در مدل‌هاي كامپيوتري، تطبيق نتايج حاصل از مدل‌ با واقعيت است كه لازم است با تنظيم دقيق ضرايب مدل انجام شود. يافتن يك روش مناسب براي تنظيم ضرايب مدل يكي از چالش‌هاي اصلي در مدل‌سازي كامپيوتري است. در اين پژوهش، با اصلاح رابطه سرعت حركت دسته ‌ذرات و تركيب آن با عملگر جهش، يك مدل دسته ذرات اصلاح شده با عملگر جهش براي تنظيم ضرايب شبكه‌هاي توزيع آب ارائه شد. با تعريف ضرايب مدل‌ها، چهار مدل شامل مدل بهينه‌سازي دسته ذرات استاندارد، مدل بهينه‌سازي دسته ذرات استاندارد اصلاح شده، مدل بهينه‌سازي دسته ذرات استاندارد با عملگر جهش و مدل بهينه‌سازي دسته ذرات استاندارد اصلاح شده با عملگر جهش ساخته شد. براي صحت‌سنجي معادله اصلاح شده از تابع محك رياضي راسترين، براي صحت‌سنجي مدل‌ها از شبكه دوحلقه‌اي و براي بررسي تفضيلي آنها از شبكه چهار حلقه‌اي و شبكه واقعي استفاده شد. بهينه‌سازي در محيط MATLAB و با تلفيق الگوريتم بهينه‌سازي دسته ذرات و نرم‌افزار EPANET انجام شد. مقايسه نتايج مدل دسته ذرات استاندارد با مدل دسته ذرات استاندارد اصلاح شده براي تابع محك رياضي راسترين نشان مي‌دهد كه اصلاح معادله سرعت حركت دسته ذرات، قابليت مدل در تعيين جواب واقعي را افزايش و هزينه محاسبات را كاهش مي‌دهد. مقايسه نتايج مدل‌ها براي شبكه دو حلقه‌اي و چهارحلقه‌اي نشان مي‌دهد كه مدل دسته ذرات اصلاح شده با عملگر جهش به‌ترتيب با 7/96 و 95 درصد احتمال پيدا كردن جواب بهينه، بهترين عملكرد را در بين مدل‌هاي موجود بر اساس اين شاخص دارد. همچنين مدل دسته ذرات اصلاح شده براي هر دو شبكه نمونه دوحلقه‌اي و چهار حلقه‌اي در كمترين زمان جواب بهينه را پيدا كرده است و بهترين مدل بر اساس اين شاخص در بين مدل‌هاي موجود است. مقايسه نتايج مدل‌ها در شبكه توزيع آب اهر نشان مي‌دهد مدل دسته ذرات استاندارد اصلاح شده با عملگر جهش با داشتن كمترين مقدار حداقل و متوسط خطاي داده‌هاي ساخت، بهترين عملكرد را در بين مدل‌هاي دسته ذرات دارد. به‌طوركلي، اصلاح معادله سرعت حركت دسته ذرات در قالب مدل دسته ذرات استاندارد اصلاح شده و همچنين اصلاح معادله دسته ذرات و تلفيق آن با عملگر جهش در قالب مدل دسته ذرات استاندارد اصلاح شده با عملگر جهش، توانمندي بيشتري را براي تنظيم ضرايب شبكه توزيع آب به‌وجود مي‌آورد.