در طبیعت، هیچ ماده‌ای به اندازه‌ی آب، دارای اهمیت و ارزش نیست. کمبود منابع آب، صنعتي شدن جوامع، افزايش مصرف سرانه و چالش تغيير اقليم سبب شده که رقابت‌ها بر سر بهره‌برداري بيشتر از اين منابع مشترک به طور چشم‌گيري افزايش يابد. یکی از مسائل مهم بهینه‌سازي در زمینه مدیریت منابع آب، مسئله بهره‌برداري بهینه از مخازن سدها می‌باشد. در چند دهه اخیر روش‌های تکامل‌گرا کاربردهای موفقیت‌آمیز زیادی در مسائل مختلف مهندسی و مدیریتی منابع آب و به ‌ویژه در بهره‌برداری بهینه از مخازن داشته‌اند. در این پروژه برای یافتن استراتژی‌های تخصیص بهینه منابع آب در سامانه‌های تک مخزنه، دو مخزنه و چند مخزنه از الگوریتم‌های فراابتکاری شامل الگوریتم چرخه آب (WCA)، الگوریتم جستجوی گرگ (WSA)، الگوریتم گروه ذرات (PSO)، الگوریتم رقابت استعماری (ICA)، الگوریتم جستجوی گرانشی (GSA)، الگوریتم جستجوی هارمونی (HS) و الگوریتم ژنتیک (GA) استفاده شده است. کدنویسی الگوریتم‌های مورد بررسی در محیط نرم­افزاری MATLAB(R2012a) انجام شده است. ابتدا صحت کدهای نوشته شده توسط چندین تابع محک استاندارد مختلف مورد بررسی قرار گرفته و سپس برای بهینه­سازی بهره­برداری از سیستم مخازن درودزن، کرخه و گرگان‌رود مورد استفاده قرار گرفته شد. توابع هدف در سیستم‌های مورد مطالعه به صورت کمینه­سازی مجذور شدت کمبودهاي کل در طول دوره بهره‌برداري تعریف شده است. برای بررسی عملکرد الگوریتم‌های مورد بررسی در بهره‌برداری بهینه از سیستم مخازن، از شاخص‌های عملکرد قابلیت اعتماد زمانی، حجمی و آسیب پذیری استفاده شده است. نتایج نشان داد که الگوریتم چرخه آب در مسائل با ابعاد زیاد عملکرد بهتری نسبت به دیگر الگوریتم‌های مورد بررسی دارد.

 توضیحات بیشتر

آنچه در این کدها خواهید آموخت

1- کدهای نوشته شده در همه نسخه های نرم افزار MATLAB قابل اجراست.

2- خروجی‌ها پس از اجرای کدها در نرم افزار MATLAB قابل مشاهده است.

3- آشنایی اولیه با مفاهیم بهره‌برداری از سامانه مخازن و شاخص‌های عملکرد مخزن

4- آشنایی با الگوریتم‌های فراابتکاری

5- آشنایی با زبان برنامه‌نویسی MATLAB

نکات و الزامات:

1- اصول، مبانی و کدنویسی الگوریتم‌های چرخه آب (WCA)، جستجوی گرگ (WSA)، ازدام ذرات (PSO)، رقابت استعماری (ICA)، جستجوی گرانشی (GSA)، ژنتیک (GA) و جستجوی هارمونی (HS)

2- توابع محک استاندارد (Benchmark Function) با ابعاد مختلف و کدنویسی آنها جهت بررسی صحت الگوریتم‌های مورد بررسی

3- نحوه شبیه‌سازی مخزن بـه حالت مدل استاندارد در نرم‌افزار MATLAB 

4- تابع هدف بهره‌برداری از سیستم مخازن (تک مخزنه، دو مخزنه و چند مخزنه) و نحوه پیاده سازی آن در نرم‌افزار MATLAB  

5- نحوه اعمال محدودیت‌های سیستم مخازن (قید حجم سرریز، رابطه پیوستگی و محودیت متغیرهای تصمیم)

6- نحوه اعمال توابع جریمه جهت جلوگیری از تخطی در قیود مسئله

7- نحوه محاسبه شاخص‌های عملکرد مخازن و کدنویسی آنها در نرم‌افزار MATLAB