بهینه سازی سیستم های توزیع آب با استفاده از الگوریتم کلونی مورچگان

هدف اصلی سیستمهای توزیع آب، بعنوان یکی از زیر ساختهای مهم توسعه شهری و روستایی، انتقال آب به مصرف کنندگان به مقدار مورد نیاز و با کیفیت استاندارد است. طراحی بهینه شبکه توزیع آب شامل کمینه کردن هزینه ها با توجه به محدودیتهای هیدرولیکی مثل سرعت در لوله ها و فشار گره ها و تامین نیاز آبی مصرف کنندگان است. مطابق نتایج آخرین تحقیقات صورت گرفته، بیشترین کارهای انجام گرفته در ارتباط با بهینه سازی شبکه های توزیع آب مربوط به روشهای کلاسیک شامل برنامه ریزی خطی، برنامه ریزی پویا و برنامه ریزی غیرخطی است که در اغلب موارد برای عملی کردن مدلها، ساده سازی های تعمدی زیادی صورت می گیرد که این ساده سازیها باعث فاصله گرفتن از بهینه واقعی میشود. در این مقاله با استفاده از الگوریتم کلونی مورچگان که یکی از قدرتمندترین الگوریتمهای بهینه سازی است، روشی مناسب برای بهینه سازی شبکه آبرسانی ارائه شده است. تابع هدف، کمینه کردن هزینه اجرای شبکه آبرسانی مبتنی بر انتخاب صحیح قطر لوله ها با ارضای محدودیتهای هیدرولیکی است. بعنوان مطالعه موردی، شبکه توزیع آب دانشگاه ارومیه با توجه به قدمت زیاد شبکه آبرسانی و لزوم نوسازی آن مورد بررسی قرار گرفت. برای کاهش زمان انجام محاسبات، کد برنامه نویسی شده در محیط نرمافزار MATLAB با نرم افزار شبیه ساز پارامترهای هیدرولیکی (EPANET) ترکیب گردید. نتایج نشان داد روش ارائه شده علاوه بر کاهش قابل توجه زمان محاسباتی موجب صرفهجویی 19 درصدی هزینه اجرایی پروژه می گردد.

Keywords:

الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچگان , شبکه های توزیع آب , پارامترهای هیدرولیکی