Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Reza Safavi
حمیدرضا صفوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Vahid Ghorbani dastgerdi
وحید قربانی دستگردی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Multiobjective Optimization of Water Distribution Networks (WDNs) With Mixed Reliability Index Using Classic and Fuzzy Violation Function
Water distribution networks have been always very important as infrastructures. The duty of water distribution networks is to supply treated water to each of the users with enough quantity, good quality and standard pressure. The quality and efficiency of these networks effect on the people’s life conditions, health and sanitary and also on continuance of economic affairs. The desires that cause the engineers to design economic networks. Optimal design is considered very important from few past decades until now. The first priority that is considered in optimum designing of the networks. Nowadays, the other important goal in designing of water distribution networks is their reliability. Economic design of water distribution networks is that it costs at least as a first priority in the design of the network considered. Today, an important objective in the design of water supply networks in addition minimizes the high costs, should be considered, and is the reliability of the network. The aim of this research is two-objective optimization of water networks by introducing the reliability as a new index by using genetic algorithm (NSGA-II) for optimization and EPANET as a simulator. In this study, a new criterion is introduced to iect the mechanical y and hydraulic reliability at the same time. For the hydraulic reliability, Prasad and Park index (In) is considered and for mechanical reliability, entropy index (e) is considered. Objective function is to minimize the costs and maximize the network reliability. These two aims are included of the answers that one of them is selected based of the budget or the expert’s opinion. The violation functions have been used for pressure and velocity. In this study, the violation functions are described based on justify; LINE-HEIGHT: normal; TEXT-INDENT: 0.25in; MARGIN: 0in 0in 0pt" Keywords : Reliability, Mechanical reliability, Hydraulic reliability, Entropy, EPANET, Water distribution networks, Multi-objective optimization, Fuzzy logic, Genetic algorithms
شبکه های توزیع آب همواره از اهمیت بالایی برخوردار بوده و هستند. وظیفه ی شبکه های توزیع آب، رساندن آب تأمین شده از منابع آب و تصفیه شده در تصفیه خانه ها با کمیت کافی، کیفیت مناسب و فشار استاندارد به هر یک از مشترکین است. کیفیت و کارآیی این شبکه ها تاثیر مستقیمی بر روی شرایط زندگی مردم، سلامت و بهداشت جامعه و استمرار فعالیت های اقتصادی دارد. اما مسئولیت مهندسین طراح، تنها به رفع نیازهای مصرف کننـدگان و پاسـخگویی بـه انتظـارات شهروندان محدود نمی شود. بلکه جلب رضایت مـدیران و جوابگـویی بـه تمـایلات تصـمیم گیرنـدگان نیز جنبه دیگری از وظایف مهندسان است. تمایلاتی که عموماً مهندسان را به سمت طراحـی کم هزینه تر شبکه ها هدایت می کند. هزینه های بالای احداث این شبکه ها و همچنین استفاده بهینه از منابع، باعث شده است که بحث بهینه سازی آن از حدود چند دهه گذشته تا به امروز مورد توجه باشد. اقتصادی بودن طراحی شبکه های توزیع آب که در آن هزینه ها حداقل باشد بعنوان اولویت اول طراحی بهینه این شبکه ها در نظر گرفته می شود. امروزه یک هدف مهم دیگر که در طراحی شبکه های آبرسانی علاوه بر به حداقل رساندن هزینه های بالای آنها باید مدنظر قرار گیرد، قابلیت اطمینان این شبکه ها است. هدف از انجام این تحقیق بهینه سازی دو هدفه شبکه های آبرسانی با معرفی شاخص قابلیت اطمینان جدیدی می باشدکه این بهینه سازی توسط الگوریتم ژنتیک (NSGA-II) و شبیه ساز EPANET انجام گرفته است. در این تحقیق شاخصی معرفی گردیده که بتواند قابلیت اطمینان مکانیکی وقابلیت اطمینان هیدرولیکی را بصورت همزمان بررسی کند.برای قابلیت اطمینان هیدرولیکی شاخص قابلیت ارتجاع شبکه و برای قابلیت اطمینان مکانیکی شاخص انتروپی در نظر گرفته شده است. توابع هدف شامل کمینه کردن هزینه اجرای شبکه و بیشینه کردن شاخص قابلیت اطمینان ترکیبی می باشد. این دو هدف در مقابل همدیگر یک جبهه بهینه پارتو تشکیل می دهند که در برگیرنده ی مجموعه ای از بهترین جواب ها می باشد که با توجه به بودجه تعیین شده برای شبکه یا نظر کارشناسان یکی از این جواب ها انتخاب می گردد. برای در نظر گرفتن قیود فشار وسرعت از توابع تخطی استفاده گردیده است. توابع تخطی در این تحقیق براساس دو منطق کلاسیک وفازی تعریف گردیده وبهینه سازی برای شبکه های مرجع دوحلقه ای وهانوی در سناریوهای متفاوت با استفاده از این دو منطق صورت گرفته است. همچنین تغییر جانمایی مخزن در شبکه دوحلقه ای ایده ی جدیدی است که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است وکاهش قابل توجه هزینه شبکه را موجب شده است. کلمات کلیدی: شبکه های توزیع آب، بهینه سازی چند هدفه، قابلیت اطمینان، هزینه، تخطی، فازی، الگوریتم ژنتیکNSGA-II

ارتقاء امنیت وب با وف بومی