Skip to main content
SUPERVISOR
Azadeh Ahmadi
آزاده احمدی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohsen Nafisi
محسن نفیسی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
Sewer networks as one of the most important urban infrastructures plays an important role in daily life. The lack of efficient design of a sewer network in urban areas, cause threats to public health and Environments. However, High costs associated with constructing wastewater networks is the main limitation in expanding them. Trying to find more economical solution has led researchers to use different optimization methods. Design of sewer networks mainly consist of two parts. Specify the layout of network and design elements for a specific layout. Designing an desirable network needs the simultaneous consideration of these two parts. Layout optimization is finding out the optimal tree among all trees in the base layout that its diameters and slopes are optimized. Optimal design of sewer networks aims to minimize construction and maintenance costs while ensuring good system performance under hydraulic and construction constraints. In this study, the particle swarm optimization algorithm (PSO) with Ability to “fly-back” mechanism along with harmony search is used (HPSO). Using “fly-back” mechanism prevents variables from leaving the specified scope of them. The algorithm uses a harmony search to deal with constraints.The Efficiency of this algorithm with the proper choice of convergence parameters has been shown by presenting examples of sewer networks and comparing the objective function values obtained from other optimization methods. Furthermore Hybrid of HPSO with dynamic programming has introduced an effective method for simultaneous optimization of layout and sewer network components. This method can be also used to optimize the components of large scale networks. The results of both algorithms were evaluated for Clardasht sewer network as a case study. In order to evaluate the performance of the proposed model, the network was solved by dynamic programming as a precise method. The results of the objective function for HPSO and hybrid algorithms were reported smaller than the DP method. Average and standard deviation of the objective function values with respect to the exact value obtained from the DP was determined. Average objective function value obtained from Hybrid algorithm was closer to the DP results than HPSO. Also standard deviation of objective function values in hybrid algorithm was reported less than HPSO which represents the hybrid algorithm is more stable than HPSO. Keywords : Sewer networks, optimization, PSO, Dynamic programming
شبکه‌های فاضلاب به عنوان یکی از مهمترین زیرساخت‌‌های شهری نقش مهمی در زندگی روزانه افراد ایفا می‌کند. عدم وجود یک شبکه‌ی فاضلاب موثر در مناطق شهری سبب به خطر افتادن سلامت افراد و مشکلات زیست محیطی می‌شود. از طرفی هزینه‌های بالای ساخت این شبکه‌ها، یکی از محدودیت‌های مهم در ساخت آن‌هاست. بدین جهت محققین زیادی با به‌کارگیری روش‌های مختلف بهینه‌سازی و ابتکاری سعی در کاهش هزینه‌های اجرایی شبکه‌های فاضلاب داشته‌اند. طراحی شبکه‌های فاضلاب عمدتا شامل دو بخشمشخص کردن جانمایی شبکه و طراحی اجزاء شبکه برای یک جانمایی معلوم است؛ اما این دو بخش مستقل از یکدیگر نیستند و طراحی یک شبکه بهینه مطلوب نیازمند منظور نمودن همزمان این دو بخش است. منظور از بهینه‌سازی جانمایی تعیین بهینه‌ترین درخت به دست آمده از جانمایی پایه به همراه قطر و شیب آن است. هدف بهینه‌سازی شبکه‌های فاضلاب به حداقل رساندن هزینه‌های ساخت و نگهداری با توجه به قیدهای هیدرولیکی و ساختگاهی است. در این مطالعه از الگوریتم گروه خرده‌‌ها با قابلیت پرواز بازگشتی و مجهز به حافظه ی هارمونیک [1] در بهینه‌‌سازی شبکه‌‌‌‌های فاضلاب استفاده شده است. استفاده از مفهوم پرواز بازگشتی مانع خروج متغیرها از کران درنظر گرفته شده برای آن‌‌ها می‌شود. همچنین الگوریتم در برآورده کردن قیود از جستجوی هارمونی (HS) [2] بهره می‌‌برد. استفاده از این مدل سبب می‌‌شود که هر ذره یک جواب امکان پذیر را با توجه به قیدهای ساختگاهی و هیدولیکی اتخاذ کرده و نیاز به سایر روش‌های کنترلی قیدها مانند تابع جریمه نباشد. کارامدی روش به همراه انتخاب پارامترهای همگرایی مناسب با ارائه‌ی مثال‌هایی از شبکه‌های فاضلاب و مقایسه با مقادیر تابع هدف به دست آمده از سایر روش‌های بهینه سازی? نشان داده شده است. در ادامه با هیبرید کردن این الگوریتم با برنامه‌ریزی پویا [3] روشی کارامد برای بهینه‌سازی همزمان جانمایی و اجزاء معرفی شده است. این روش را می‌توان برای بهینه‌سازی اجزاء شبکه‌هایی با ابعاد بزرگ نیز به کاربرد. قسمتی از شبکه‌ی کلاردشت به عنوان مطالعه‌ی موردی مورد ارزیابی هر دو الگوریتم قرار گرفت. به منظور صحت‌سنجی نتایج الگوریتم گروه خرده‌ها و الگوریتم هیبریدی ابتدا این شبکه با استفاده از روش برنامه‌ریزی پویا به عنوان یک روش دقیق بهینه شد. نتایج تابع هدف الگوریتم HPSOو الگوریتم هیبریدی کوچکتر از DPگزارش شد. میانگین تابع هدف نسبت به مقدار دقیق به دست آمده از DPو انحراف معیار تابع هدف در اجراهای مختلف برای هر دو الگوریتم مورد ارزیابی قرار گرفت. الگوریتم هیبریدی با میانگین نزدیک‌تر به نتایجDPو انحراف معیار کمتر نسبت به الگوریتم HPSOپایداری مطلوبتری نسبت به استفاده‌ی صرف از یک روش فرا ابتکاری در بهینه‌سازی شبکه‌های فاضلاب نشان داده است. کلمات کلیدی : شبکه‌های فاضلاب?بهینه‌سازی? الگوریتم گروه خرده‌ها? برنامه‌ریزی پویا [1] HPSO [2] harmony search [3] Dynamic programming

ارتقاء امنیت وب با وف بومی