ارزیابی روش های فرا ابتکاری به منظور بهینه سازی خط پروژه مسیر های راه

در طراحی مسیر، بخش روسازی راه دارای جزئیات مشخص بوده و هزینه­ی آن اجتناب ناپذیر است. اما در بخش زیرسازی، می­توان با بهینه نمودن محل خط پروژه، هزینه­ها را کاهش داد. یکی از هزینه­های سنگین زیرسازی، هزینه عملیات خاکی است که به شدت به خط پروژه طراحی شده وابسته است. بنابراین، هدف این پژوهش، ارزیابی روش های مختلف فراابتکاری برای پیشنهاد توسعه روشی به منظور بهینه سازی خط پروژه، برای داشتن کمترین هزینه عملیات خاکی، است. بدین منظور، ابتدا تابع هدف و محدودیت های مسئله فرمول بندی و سپس کیلومتر، ارتفاع و طول قوس قائم در هر سومه به عنوان متغیرهای ­تصمیم در نظر گرفته ­شده­اند. خط پروژه اولیه و موقعیت سومه ها طبق ضوابط و نیازها تعیین گردیدند. تابع هدف به صورت مجموع قدر مطلق اختلاف ارتفاع خط پروژه و خط زمین و محدودیت ها به صورت حداقل و حداکثر شیب طولی، حداقل ارتفاع پل ها، عدم ­تداخل قوس ها و حداقل طول قوس قائم تعریف شده­اند. برای بهینه سازی مسئله از الگوریتم­های ژنتیک، ازدحام­ پرندگان شتابدار و کرم شب تاب در محیط MATLABاستفاده شده است. برای ارزیابی بهتر روش، سه مسیر مختلف در سه توپوگرافی دشت، تپه ماهور و کوهستانی طراحی و خط پروژه اولیه توسط هر یک از این الگوریتم ها، بهینه سازی شد. علاوه بر مجموع قدر مطلق اختلاف ارتفاع خط پروژه و خط زمین، سنجش این بهینه سازی با نسبت حجم خاکریزی به حجم خاکبرداری و هزینه عملیات خاکی صورت گرفت. نتایج، نشان ­دهنده درصد بالای بهینگی توسط الگوریتم کرم شب تاب و سپس ازدحام پرندگان و ژنتیک، برای هر سه توپوگرافی است. بنابراین، می­توان با به کارگیری الگوریتم کرم شب تاب، هزینه­های زیرسازی مسیر را به مقدار قابل توجهی کاهش داد. همچنین، تکرار و زمان صرف شده جهت حل مسئله نشان می­دهد که زمان لازم برای بهینه سازی و دست یافتن به جواب بهینه، در مقابل کاهش هزینه­ها بسیار ناچیز است.

Keywords:

روش های فرا ابتکاری , بهینه سازی , خط پروژه , الگوریتم کرم شب تاب , الگوریتم ازدحام پرندگان شتابدار