الگوریتم ترکیبی فاضلاب خانگی

گروه تاسیسات: امروزه ساخت شبکه فاضلاب خانگی به منظور جمع آوری فاضلاب تولیدی شهرها و حفاظت از محیط زیست، به شدت مورد توجه قرار گرفته است. از آنجا که هزینه اجرای شبکه فاضلاب خانگی به ویژه برای شهرهای بزرگ، بسیار زیاد است، بنابراین هرگونه بهینه سازی در فرآیند طراحی شبکه موجب کاهش هزینه ها و صرفه جویی سرمایه خواهد شد. با عنایت به این موضوع، محققان دانشگاه علم و صنعت ایران موفق به توسعه الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچگان هوشمند برای حل همزمان مسئله جانمایی و ابعاد در حوزه مهندسی آب شدند.رامتین معینی، دانشجوی مقطع دکتری دانشکده مهندسی عمران گرایش آب دانشگاه علم و صنعت ایران با راهنمایی دکتر محمدهادی افشار در قالب رساله دکتری خود موفق به این مهم شده است. به گفته این محققان، طراحی شبکه های فاضلاب خانگی شامل دو بخش «طراحی جانمایی شبکه» و «طراحی ابعاد شبکه برای یک جانمایی معلوم» است. اما این دو بخش مستقل از یکدیگر نیستند. طراحی یک شبکه بهینه مطلوب نیازمند منظور کردن همزمان این دو بخش است. از طرف دیگر؛ اگرچه تاکنون محققان زیادی با به کارگیری روش های مختلف بهینه سازی و ابتکاری سعی در کاهش هزینه های اجرایی شبکه های فاضلاب داشته اند ولی اکثر تحقیقاتی که در این حوزه صورت گرفته است بر روی طراحی بهینه یکی از بخش ها و به خصوص طراحی بهینه ابعاد شبکه فاضلاب تمرکز داشته اند و تعداد تحقیقاتی که بر روی هر دو بخش تمرکز داشته اند، محدود است؛ لذا در این تحقیق با به کارگیری الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچگان، در ابتدا الگوریتم های ابتکاری برای حل مسئله طراحی بهینه همزمان جانمائی و ابعاد شبکه فاضلاب خانگی ارائه شده است. سپس با استفاده از قابلیت های ویژه الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچگان و ترکیب آن با سایر روش ها از جمله الگوریتم رشد و توسعه درختی، الگوریتم های ترکیبی کارآمد برای حل مسئله مذکور پیشنهاد شده است.در ادامه این تحقیق، به منظور کاهش محدودیت های الگوریتم های پیشنهادی، با ترکیب الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچگان با روش برنامه ریزی ریاضی غیرخطی، الگوریتم ترکیبی جدیدی برای حل مسئله طراحی بهینه جانمائی و ابعاد شبکه فاضلاب خانگی ارائه شده است. در نهایت با توسعه روش پیشنهادی، امکان به کارگیری این الگوریتم ها برای حل مسئله طراحی بهینه همزمان جانمائی تصفیه خانه و شبکه و ابعاد شبکه فاضلاب خانگی فراهم میشود. در این تحقیق، کاربرد موفقیت آمیز الگوریتم های پیشنهادی با حل چندین مسئله نمونه نشان داده شده است. برای این منظور نتایج حل مسائل نمونه با استفاده از الگوریتم های پیشنهادی با یکدیگر و با نتایج به دست آمده با استفاده از سایر روش های موجود مقایسه شده است. مقایسه نتایج به دست آمده نشان دهنده برتری الگوریتم های پیشنهادی برای حل همزمان این مسئله نسبت به سایر روش های موجود است. همچنین در مقایسه با الگوریتم های ابتکاری، با استفاده از الگوریتم های ترکیبی نتایج مطلوب تری برای مسائل نمونه حاصل شده است که نتایج به دست آمده از ترکیب الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچگان با روش برنامه ریزی ریاضی غیرخطی نسبت به سایر الگوریتم های پیشنهادی مطلوب تر است.