ارائه راهكارهاي مديريتي در بهبود شرايط شبكه آبرساني شهري با استفاده از الگوريتم ژنتيك (مطالعه موردي: شهرك شهرداري كرمان)

Management Strategies for Improving the Conditions of Urban Water Supply Networks Using Genetic Algorithms (Case Study: Kerman Municipal City)

امروزه با رشد سرانه مصرف آب به دليل افزايش جمعيت شهرها و صنعتي شدن كشور، همزمان با بالا رفتن سن سيستم هاي آبرساني شهري باعث استهلاك و بعضا از كار افتادگي اين سيستم ها شده است. اين مساله مشكلاتي در زندگي روزمره مردم بوجود مي آورد. در راستاي حل اين مشكل كارشناسان با شبيه سازي و مدل كردن اين شبكه ها به پيش بيني و حل اينگونه مشكلات پيش از احداث و يا در زمان ترميم آنها مي پردازند. در تحقيق پيش رو با بهره گيري از بهينه سازي با قابليت اطمينان توزيع آب، شامل 4 مرحله: 1. تعريف اجزاء ريسك، 2. اعتبار آناليز و ارزيابي، 3. رفتار قابل اعتماد و 4. انتخاب راه حل بهينه پايه اعتباري با استفاده از يك روش جستجوي خودكار، به آناليز و بررسي شبكه آبرساني شهرك شهرداري شهر كرمان پرداخته مي شود. طراحي بهينه شبكه هاي آبرساني متأثر از هر دو عامل مزيت فشار مصرف و عوامل سرمايه گذاري اقتصادي مي باشد. عناوين فوق اغلب متضاد يكديگرند، بنابراين پيدا كردن راه حل بهينه براي يكي از آن دو موضوع باعث كاهش در سودمندي موضوع ديگر مي شود. در چنين وضعيتي، تعداد زيادي راه حل بدون تسلط وجود دارد، هر راه حل مشخص كننده يك پيشنهاد است كه نمي تواند بر هدف هر دو عنوان ترجيح داده شود. بنابراين براي رسيدن به يك گزينه درخور براي برآوردن هر دو عنوان و راضي كردن تصميم گيرندگان شرايط و رسيدن به هدف طراحي در يك محدوده مرغوب، مستلزم استفاده ي همگام مدلهاست كه به نام مدل هاي تضاد - تفكيك شناخته ميشوند. جهت مرتفع ساختن اين مشكل از الگوريتم هاي ژنتيك و تكامل تفاضلي براي بهينه سازي در جهت كاهش هزينه اوليه و بهبود شرايط هيدروليكي در ضمن تامين نيازهاي شبكه پرداخته شده است. در انتها پس از اطمينان از كارايي كامل قسمت اعظم شبكه (لوله ها)، گزينه هاي احداث مخزن هوايي، ايستگاه پمپاژ و تبديل شبكه خطي به حلقوي به مدل وارد شدند تا نسبت به انتخاب بهترين گزينه اقدام شود. سپس با توجه به ايجاد ثبات فشار در شبكه توسط مخزن هوايي و كمتر بودن هزينه و عمليات اجرايي آن نسبت به دو گزينه ديگر، اين راهكار به ديگر موارد ترجيح داده شد.

Today, water consumption increase per capita causes to depreciate and disable some of the systems due to population growth and industrialized cities along with urban supply system aging. This issue will bring about some problems for daily life. I order to resolve this problem, experts try to predict such problems by simulating and modeling these systems to solve them before constructing or during their restoration. This research studies and analyses the water supply system in Kerman municipal city using the reliable water distribution including 4 stages: 1. defining the risk components, 2. crediting the analysis and assessment 3. the reliable behavior 4. Selecting the optimal solution of credit basis using an automatic search method. Optimal development of water supply is affected by both advantages of consumption stress and economic investment factors. These factors are often conflicting, thus, finding the optimal way for one of them cause to reduce the other benefit. In such condition, there are many non-dominated solutions, each solution is determining a suggestion which cannot be preferred by both factors’ goals. Thus, selecting a suitable option for estimating both of them and satisfying the decision makers ’conditions as well as reaching to the aim of developing in a suitable limit require consistent use of the models known as conflict- resolution models. In order to solve this problem, genetic algorithms and differential evolution are used to reduce the primary cost and improve hydraulic conditions and satisfy the network needs. Finally, after ensuring the complete efficiency of most parts of the system (pipes), constructing air tank, pumping station and linear system conversion into ring network to select the best option. This strategy is preferred regarding the stable stress in network by air tank and its less cost and executive operation.