توسعه دانش نرم‌افزاری در طراحی شبکه‌های توزیع آب شهری: تدوین پردازشگر بهینه‌سازی

شبکه های توزیع آب شهری جز پیچیده ترین زیرساخت های شهری هستند که طراحی و توسعه آنها نیازمند تحلیل های گسترده و صرف و هزینه قابل توجه می باشد. نرم افزارهای متعددی در سطوح مختلف در قالب مد لهای طراحی و شبیه سازی در ارتباط با شبکه های توزیع آب شهری به کار برده می شوند که اغلب به خطا و آزمون متکی هستند. بهینه سازی این سیستم ها می تواند موجب صرفه جویی قابل توجهی گردد اما متاسفانه به دلیل گستردگی این سیستم ها، کاربرد مدل های بهینه سازی در سیستم های شبیه سازی هیدرولیکی کمتر توسعه یافته است و اغلب در طراحی این سیستم ها به روشهای آزمون و خطا بسنده می گردد. تلاش برای ساده سازی و تسهیل روند استفاده از مدل های بهینه سازی و تطبیق آنها با نیازهای طراحی شبکه های توزیع آب شهری می تواند نقش بسزایی در توسعه رو شهای بهینه سازی در طراحی این شبکه ها داشته باشد. توسعه دانش نرم افزاری نیازمند ساخت ابزارکارهایی است که بتوانند برخوردهای کلاسیک و متداول را از طریق ارتباط با رویکردهای نوین متحول نمایند. بر این اساس در این مطالعه پردازشگر بهینه سازی طراحی قطر لوله های شبکه های توزیع آب برمبنای الگوریتم ژنتیک برای استفاده در مدل هاب بهینه سازی هیدرولیکی شبکه از جمله EPANET طراحی شده است. این پرازشگر در محیط یک نرم افزار صفحه گسترده همچون نرم افزار Excel پیاد هسازی شده و با ایجاد رابطه ای مناسب و استفاده از فرآیندهای گرافیکی، پیچیدگی های موجود در استفاده از توانائی های الگوریتم ژنتیک را به حداقل رسانده و استفاده کاربر از آن را سهولت بخشیده است. ساختار شبکه و مشخصات آن به سادگی قابل دریافت از محیط شبیه سازی هیدرولیکی می باشد. از جمله مزایای این پردازشگر قابلیت در نظر گرفتن چند دسته متفاوت از جداول قیمت-قطر برای شرایط متفاوت مسیر لوله ها، تعیین قیود متفاوت برای حداقل فشار گر های برای شبکه های با توپوگرافی ناهموار، قابلیت ارائه دسته جواب ها و نمودارهای بهینه مناسب برای حالت تصمیم گیری چند معیاره می باشد. خروج یهای مورد نظر کاربر در قالب نمودارها و جداول برای هزینه ها و تخطی ها با سطوح مجاز تعریف شده، قابل ارائه می باشند. نتایج حاصل از مدل برای طراحی شبکه های توزیع آب در قالب یک مطالعه موردی نشان دهنده کارآیی مدل در کاهش هزینه های طراحی شبکه های توزیع آب و اقتصادی نمودن آنها می باشد.

Keywords:

بهینه‌سازی , شبکه‌های توزیع آب شهری , الگوریتم ژنتیک(GA) , گسترش دانش نرم‌افزاری