تعیین سیاست بهره برداری بهینه چندهدفه از مخزن سد بوستان با استفاده از الگوریتم های نهنگ و NSGA-II مبتنی بر تئوری بازی ها و روش آنتروپی شانون

استفاده از روش ها و ابزارهای بهینه سازی برای بهره برداری چندهدفه از مخازن امری اجتناب ناپذیر است. در این پژوهش پس از معرفی الگوریتم بهینه سازی چندهدفه نهنگ (MOWOA)، عملکرد آن در مساله بهره برداری بهینه از مخزن سد بوستان براساس روش حل تعارض کالای و اشمورودینسکی ارزیابی شد. در مساله بهینه سازی حاضر ضمن اعمال محدودیت های معادلات پیوستگی مخزن، توابع هدف به صورت کمینه سازی کمبودهای نیاز آبی اراضی پایین دست و کمینه سازی انحراف از حجم ایده آل کنترل سیل طی دوره بهره برداری تعریف گردید. عملکرد حاصل از الگوریتم های پیشنهادی با الگوریتم NSGA-II به عنوان یکی از الگوریتم های رایج در این زمینه مقایسه شد. عملکرد مدل بر اساس شاخص های اطمینان پذیری، برگشت پذیری، آسیب پذیری و پایداری مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفتند و برای حل تعارض موجود بین اهداف، از روش های مبتنی بر نظریه بازی ها (روش کالای و اشمورودینسکی) برای یافتن جواب بهینه استفاده شد. نتایج حاصل از بهینه ساری نشان دادند که در هر دو تابع هدف تامین نیاز آبی و کنترل سیلاب، MOWOA عملکرد بهتری را نسبت به NSGA-II از خود نشان می دهد. در خصوص مدت زمان انجام عملیات بهینه سازی، MOWOA به دلیل دارابودن پارامترهای تنظیمی کمتر، سریعتر از NSGA-II به همگرایی می رسد. شاخص های ارزیابی عمکرد مدل حاکی از آن است که از دیدگاه اطمینان پذیری MOWOA از مقادیر بالاتری (?? درصد) نسبت به الگوریتم NSGA-II برخوردار است. نتایج به دست آمده از روش آنتروپی شانون برای وزن دهی شاخص ها نشان می دهد که پارامترهای ارزیابی مدل دارای وزن بیشتری نسبت به توابع هدف می باشند. نتایج حاصل از روش کالای و اشمورودینسکی نشان داد که سیاست های بهره برداری از مخزن بوستان انطباق بسیار مناسبی را با MOWOA نشان می دهد. از سوی دیگر از آنجائیکه مطلوبترین و نامطلوبترین مقادیر توابع هدف بدست آمده بوسیله MOWOA کمتر است، می توان عملکرد MOWOA را مناسب تر تشخیص داد.

Keywords:

بهینه سازی , بهره برداری چندهدفه , شاخص های ارزیابی عملکرد مدل , روش آنتروپی شانون , الگوریتم بهینه سازی NSGA , II , الگوریتم بهینه سازی چندهدفه نهنگ , تئوری بازی ها , مخزن سد بوستان