ارائه یک الگوریتم متاهیورستیک مرکب برای بهینه‌سازی مسیر قائم راه - دانشکده فنی و مهندسی
ارائه یک الگوریتم متاهیورستیک مرکب برای بهینه‌سازی مسیر قائم راه
نوع: Type: پایان نامه
مقطع: Segment: کارشناسی ارشد
عنوان: Title: ارائه یک الگوریتم متاهیورستیک مرکب برای بهینه‌سازی مسیر قائم راه
ارائه دهنده: Provider: امیرحسین چهارمحالی
اساتید راهنما: Supervisors: دکتر محسن بابائی
اساتید مشاور: Advisory Professors:
اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر سید مهدی حسینیان و دکتر جواد طاهری نژاد
زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 1400/11/23 ساعت 11 صبح
مکان ارائه: Place of presentation: http://vc.basu.ac.ir/eng-thesis02/
چکیده: Abstract: افزایش قیمت سوخت، محدودیت منابع انرژی و همچنین مسائل محیط‌‌زیستی متعاقب مصرف زیاد آن، روش‌هایی برای ارزیابی گزینه‌های خط پروژه طولی را می‌طلبد که ضمن تأمین ایمنی و راحتی رانندگان و کاهش هزینه‌های احداث راه، کاهش مصرف سوخت وسایل نقلیه و کاهش آلودگی محیط‌زیست را به همراه داشته باشند. هرچند این هزینه‌ها می‌تواند از دیدگاه متولیان ساخت راه مهم نباشد، ولی هزینه‌های پرداخت‌شده توسط کاربران نیز جزء هزینه‌هایی هستند که از منابع کشور مصرف می‌شود و لذا می‌بایست در ساخت راه به آن توجه شود. در این پژوهش، یک مدل بهینه‌سازی ترکیبی برای تعیین مسیر قائم راه ارائه می‌شود، که در آن سطوح بهینه در نقاط تغییر شیب طولی به گونه‌ای تعیین می‌شوند که مجموع هزینه احداث و هزینه مصرف سوخت کمینه شود. برای این که بتوان هزینه سوخت را در کنار هزینه احداث راه (هزینه‌ی عملیات خاکی و هزینه‌های وابسته به طول) در نظر گرفت، مسئله پیچیده‌تر از آن خواهد شد که بتوان از روش‌های سنتی برای تعیین مسیر قائم استفاده کرد. لذا، در این پژوهش سعی شده است میزان هزینه موارد ذکر شده برآورد و اهمیت آن در مقایسه با هزینه عملیات خاکی سنجیده شود. همچنین، هزینه عملیات خاکی به جای روش مرسوم بروکنر که محدودیت‌هایی دارد، از روش مدل‌سازی برنامه‌ریزی خطی -که کارآیی بیشتری در محاسبه هزینه‌های واقعی جابجایی خاک دارد- استفاده شده است. برای حل این مسئله، چارچوبی دو سطحی بر مبنای الگوریتم‌های فراابتکاری SA، PSO، GA، GOA، ACO و الگوریتم‌های ترکیبی GA-SA، PSO-SA و GOA-SA ارائه شده است، به گونه‌ای که در سطح بالای آن سطوح بهینه در نقاط تغییر شیب طولی بر مبنای کمترین مجموع هزینه احداث و هزینه مصرف سوخت تعیین می‌شوند، و کمینه‌سازی هزینه احداث از طریق یک مدل برنامه‌ریزی ریاضی خطی در سطح پایین آن انجام می‌شود. نتایج مطالعات نشان می‌دهد که: الف) در طول یک دوره بهره‌برداری مرسوم، هزینه مصرف سوخت مقادیری نزدیک به هزینه احداث دارد و نباید آن را نادیده گرفت، ب) سرعت و دقت اجرای الگوریتم‌های ارائه شده در مقایسه با روش جست‌وجوی کامل بسیار مناسب است و می‌توان از آن در اجرای پروژه‌های واقعی بهره برد و ج) با توجه به نتایج بدست آمده، به طور میانگین الگوریتم SA بعد از 400 تکرار، الگوریتم PSO بعد از 140 تکرار، الگوریتم GA بعد از 40 تکرار، الگوریتم GOA بعد از 60 تکرار، الگوریتم ACO بعد از 50 تکرار، الگوریتم ترکیبی GA-SA بعد از 40 تکرار، الگوریتم ترکیبی PSO-SA بعد از 40 تکرار و الگوریتم ترکیبی GOA-SA بعد از 50 تکرار به همگرایی رسیده‌اند. میانگین نتایج به‌دست‌آمده در 5 اجرای متوالی نشان از برتری و عملکرد بهتر الگوریتم GA-SA نسبت به دیگر الگوریتم‌ها دارد. الگوریتم ترکیبی GA-SA برای یافتن جواب بهینه و همگرایی تقریباً 4 برابر بیشتر از سایر الگوریتم‌ها از تابع ارزیابی هزینه استفاده می‌کند و همین موضوع باعث افزایش زمان اجرا می‌شود. ذکر این نکته حائز اهمیت است این الگوریتم ترکیبی با میانگین زمان اجرای برنامه برابر با 250 ثانیه کمترین زمان زمان اجرا را نسبت به سایر الگوریتم‌ها دارد.
فایل: ّFile: دانلود فایل