توسعه و کاربرد الگوریتم ترکیبیNLP-GA در طراحی و بهره برداری بهینه از ایستگاه های پمپاژ

پمپها از جمله اولین وسایلی هستند که بشر برای بهره گیری هر چه بهتر از منابع آب آنها را اختراع کرده است. مسئله طراحی و بهره برداری بهینه از ایستگاه های پمپاژ اغلب از نوع مدل های غیر خطی آمیخته با اعداد صحیح بوده و استفاده از روش های بهینه سازی بر مبنای مشتقات و گرادیانهای توابع موجود در حل اینگونه مسائل کارائی مطلوبی ندارد. جهت حل پیچیدگی های موجود در این گونه مسائل، الگوریتم های تکاملی از قبیل الگوریتم ژنتیک (GA) در بسیاری از مقوله های علمی و از جمله مسائل طراحی و بهره برداری از ایستگاه های پمپاژ به عنوان ابزارهای جستجو و بهینه سازی مورد استفاده قرار گرفته اند. اما این روش ها در کنار تمام قابلیت هایی که دارا می باشند، در یافتن جواب در مدل های بزرگ مقیاس زمان طولانی ای را صرف کرده و در نهایت جواب های نزدیک به بهینه سراسری را نتیجه می دهند. در این تحقیق سعی بر آنست که با ترکیب دو روش برنامه ریزی غیرخطی (NLP) و GA و ابداع یک الگوریتم ترکیبی جدید، پس از بررسی یک مسئله ریاضی ایستگاه پمپاژ به گونه ای طراحی و بهره برداری شود که مولفه های مختلف سامانه بهینه سازی و به گزینی شوند. در نهایت نتایج این الگوریتم با نتایج الگوریتمهای بهینه سازی جفت گیری زنبور عسل (HBMO)، GA و همچنین نتایج روش های NLP و روش مضارب لاگرانژ (LM) مقایسه شده است. نتایج کاربرد این الگوریتم تلفیقی نشان می دهد که الگوریتم ترکیبی به لحاظ کیفیت جوابهای حاصل و تعداد دفعات ارزیابی تابع هدف و همگرایی به پاسخ بهینه (زمان اجرا)، عملکرد بهتری نسبت به هر یک از روشهای ذکر شده داشته است.

Keywords:

الگوریتم ژنتیک , برنامه ریزی غیرخطی , بهینه سازی , طراحی و بهره برداری ایستگاه پمپاژ