توسعه روش اتوماتاي سلولي براي بهينه سازي بهره برداري بلندمدت از سيستم هاي مخازن برقآبي بر مبناي اعتمادپذيري

دكتري

الگوريتم اتوماتاي سلولي در ابتداي ظهور خود به‌عنوان شبيه‌ساز در علوم مختلف مورداستفاده قرار گرفته بود و اخيراً نيز به‌عنوان يك روش بهينه‌ساز موردتوجه قرار گرفته است. در اين تحقيق قابليت‌هاي موجود و كارايي و كارآمدي الگوريتم اتوماتاي سلولي براي بهره‌برداري بهينه برمبناي اعتماد پذيري توسعه داده شده است. بدين منظور در ابتدا مسئله بهره‌برداري بهينه از سيستم تك مخزنه برقابي مدنظر قرار گرفته و روش‌هاي مختلفي براي حل اين مسئله ارائه شده است. روش اتوماتاي سلولي تخفيف يافته (RCA) براي حل مسائل بهره‌برداري بهينه از سيستم‌هاي تك مخزنه برقابي بر مبناي اعتمادپذيري ارائه شد كه در آن قيود بهره‌برداري و اعتمادپذيري به‌صورت مختلف و با درجه تأمين مختلف اعمال مي‌شوند. در اين روش قيد اعتمادپذيري به‌صورت تخفيف يافته اعمال‌ شده و پس از چندين بار اجراي متوالي الگوريتم اتوماتاي سلولي، جواب بهينه به دست مي‌آيد. سپس با استفاده از دست آوردهاي اين روش، روش تركيبي الگوريتم ژنتيك-اتوماتاي سلولي (GA-CA) توسعه داده شد كه در آن قيد اعتمادپذيري توسط الگوريتم ژنتيك هدايت شده و اتوماتاي سلولي جهت حل مسئله بهره‌برداري استفاده شد. پس‌ازآن، روش AGA-CA كه شامل دو نسخه مي‌باشد ارائه شده كه در آن ضريب جريمه اعتمادپذيري به‌صورت تطبيقي در طي تكامل الگوريتم ژنتيك محاسبه مي‌شود. درنهايت روش اتوماتاي سلولي تخفيف يافته تطبيقي (ARCA) ارائه شد كه در آن با يك‌بار اجراي الگوريتم اتوماتاي سلولي، ضمن يافتن مقدار مناسب ضريب جريمه اعتمادپذيري به‌صورت تطبيقي، جواب بهينه به دست مي‌آيد. براي حل مسائل بهره‌برداري بهينه برمبناي اعتمادپذيري از سيستم‌هاي چند مخزنه برقابي ، ابتدا دو روش براي حل اين مسائل بدون درنظرگرفتن اعتمادپذيري ارائه شد. روش تركيبي اتوماتاي سلولي-شبيه سازي تبريد (CA-SA) جهت حل مسائل بهره‌برداري بهينه از سيستم‌هاي چند مخزنه ارائه شد كه در آن با استفاده از مفهوم اتوماتاي سلولي، مسئله اصلي به چند زير مسئله تبديل مي‌شود كه هر زير مسئله با استفاده از روش بهينه‌سازي شبيه‌سازي تبريد حل مي‌شود. در ادامه جهت افزايش سرعت محاسباتي حل مسئله بهره‌برداري بهينه از سيستم‌هاي چند مخزنه برقابي ، روش اصلاح‌ شده اتوماتاي سلولي-شبيه سازي تبريد (MCA-SA) ارائه شد كه در آن فرآيند سرد شدن روش شبيه‌سازي تبريد در طي تكرارهاي اتوماتاي سلولي انجام مي‌شود. با استفاده از تجارب حاصل از اين روش‌ها، روش تركيبي تطبيقي اتوماتاي سلولي-شبيه سازي تبريد (ARCA-SA) ارائه شد كه در آن قيد اعتمادپذيري در طي تكرارهاي الگوريتم اتوماتاي سلولي اعمال مي‌شود. به ‌منظور بررسي كارايي روش‌هاي پيشنهادي، مسائل مختلف با درجه پيچيدگي‌هاي مختلف در نظر گرفته شده و كارايي همه روش‌هاي پيشنهادي براي حل اين مسائل مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج روش‌هاي پيشنهادي براي حل مسائل مخنلف با نتايج روش‌هاي موجود مقايسه شده و اين مقايسه‌ها حاكي از برتري چشمگير روش‌هاي پيشنهادي براي حل مسائل مختلف در نظر گرفته شده در اين تحقيق مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: اتوماتاي سلولي، بهينه‌سازي، روش تركيبي، بهره‌برداري بهينه

189848

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي آب

دكتر محمدهادي افشار