طراحي بهينه ابعاد شبكه جمع‌آوري فاضلاب با استفاده از الگوريتم بهينه‌سازي جامعه مورچگان: مقايسه عملكرد چهار الگوريتم

Optimal Design of Sewer Network Size using Ant Colony Optimization Algorithm: Comparing Performance of Four Different Algorithms

در اين تحقيق از قابليت‌هاي الگوريتم بهينه‌سازي جامعه مورچگان، در طراحي بهينه ابعاد شبكه جمع‌آوري فاضلاب استفاده مي‌شود. بدين‌منظور دو فرمول‌بندي پيشنهاد مي‌شود كه در فرمول‌بندي اول قطر لوله‌ها و در فرمول‌بندي دوم تراز گره‌هاي شبكه‌ها به‌عنوان متغير تصميم مسأله منظور مي‌شود. به‌منظور ارزيابي عملكرد الگوريتم‌هاي مختلف بهينه‌سازي جامعه مورچگان، چهار الگوريتم سيستم مورچه، سيستم مورچه برتر، سيستم مورچه ترتيبي و سيستم مورچه بيشينه- كمينه براي حل مسأله مذكور به‌كار گرفته مي‌شود. مسائل نمونه‌هاي با استفاده از هر دو فرمول‌بندي الگوريتم پيشنهادي حل شده و نتايج با ساير نتايج موجود مقايسه مي‌شود. نتايج نشان‌دهنده آن است كه الگوريتم‌هاي پيشنهادي، الگوريتم‌هاي مناسب در حل مسأله طراحي بهينه ابعاد شبكه جمع‌آوري فاضلاب است و در مقايسه با الگوريتم‌هاي مختلف بهينه‌سازي جامعه مورچگان، نتايج حاصل از الگوريتم سيستم مورچه بيشينه- كمينه مناسب‌تر است.

In this paper, the features of Ant Colony Optimization Algorithm (ACOA) are used to find optimal size for sewer network. Two different formulations are proposed. In the first formulation, pipes diameters and in the second formulation, nodal elevations of sewer network are taken as decision variables of the problem. In order to evaluate the performance of different ACOAs, four algorithms of Ant System, Elitist Ant System, Ranked Ant System and Max-Min Ant System are used to solve this optimization problem. Different test examples are solved using two proposed formulations for each ACOAs and the results are presented and compared with other available results. The results indicate the efficiency of the proposed methods in the solation of sewer network design optimization problem and the results of Max-Min Ant System are better in comparison with other ACOAs.