بهينه‌سازي بهره‌برداري از سد مخزني با الگوريتم جستجوي كلاغ براساس يك مدل تصميم‌گيري چندمعياره

Optimizing Reservoirs Exploitation with A New Crow Search Algorithm Based on a Multi-Criteria Decision-Making Model

بهره‌برداري از مخازن سدها يكي از مسائل مهم در زمينه‌ مديريت منابع آب مي‌باشد. در اين تحقيق، الگوريتم جستجوي كلاغ براي نخستين بار براي بهره‌برداري از مخازن سدها استفاده شده است. همچنين، نتايج مربوط به بهره‌برداري سيستم تك- مخزنه سد شهيد رجايي در استان مازندران، جهت تأمين نيازهاي پايين‌دست سد، با الگوريتم‌هاي تكاملي ازدحام ذرات و ژنتيك مقايسه گرديد. براي انتخاب روش برتر، از شاخص‌هاي اعتمادپذيري زماني، اعتمادپذيري حجمي، آسيب‌پذيري و بازگشت‌پذيري و مدل تصميم‌گيري چندمعياره نيز استفاده گرديد. نتايج نشان داد كه الگوريتم جستجوي كلاغ داراي پاسخي نزديك به پاسخ بهينه‌ مطلق مسئله است. به‌گونه‌اي كه ميانگين پاسخ‌ها در الگوريتم‌هاي جستجوي كلاغ، ازدحام ذرات و ژنتيك به‌ترتيب 99، 75 و 61 درصد پاسخ بهينه مطلق است. همچنين، الگوريتم جستجوي كلاغ، به‌جز از لحاظ شاخص اعتمادپذيري زماني، در بقيه‌ شاخص‌ها داراي عملكرد بهتري نسبت به الگوريتم‌هاي ژنتيك و ازدحام ذرات مي‌باشد. ضريب تغييرات پاسخ‌هاي به‌دست آمده توسط الگوريتم جستجوي كلاغ نسبت به الگوريتم‌هاي ژنتيك و ازدحام ذرات به‌ترتيب به‌ميزان 16 و 14 برابر كوچك‌تر مي‌باشد. مدل تصميم‌گيري چندمعياره مشخص نمود كه الگوريتم جستجوي كلاغ داراي رتبه يك نسبت به دو الگوريتم ديگر در حل مسئله‌ بهره‌برداري از مخزن سد شهيد رجايي مي‌باشد.

Exploitation of dam reservoirs is one of the major problems in the management of water resources. In this research, Crow Search Algorithm (CSA) was used for the first time to manage the operation of reservoirs. Also, the results related to the exploitation of the single-reservoir system of Shahid-Rajaei dam, located in Mazandaran province, northern Iran, which meets the downstream water demands, were compared to those obtained by applying the Particle Swarm and Genetic algorithms. Time reliability, volume reliability, vulnerability and reversibility indices, and a multicriteria decision-making model were used to select the best algorithm. The results showed that the CSA obtained results close to the problem’s absolute optimal response, such that the average responses in the Crow, Particle Swarm and Genetic Algorithms were 99, 75 and 61 percent of the absolute optimal response, respectively. Besides, except for the time reliability index, the CSA had a better performance in the rest of the indices, as compared to Particle Swarm and Genetic Algorithms. The coefficient of variation of the obtained responses by CSA was 14 and 16 times smaller than the Genetic and Particle Swarm Algorithms, respectively. The multi-criteria decision-making model revealed that the CSA was ranked first, as compared to the other two algorithms, in the Shahid-Rajaei Reservoir's operation problem.