Optimization of water distribution networks using genetic algorithm
Su dağıtım şebekelerinin genetik algoritma ile optimizasyonu
- Tez No: 180972
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NURİ MERZİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Su Dağıtım Şebekeleri, Genetik Algoritma, Optimizasyon, Ankara N8 Su Dağıtım Şebekesi, En Ucuz Maliyet Tasarımı, Water Distribution Systems, Genetic Algorithm, Optimization, AnkaraN8 Water Distribution System, Least Cost Design
- Yıl: 2006
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Bu çalışmada RealPipe adlı bilgisayar modelinin geliştirilmesi anlatılmaktadır. Suşebekelerinde çokca kullanılan en ucuz maliyet tasarımı yöntemi, Genetikalgoritma (GA) yöntemi ile birlikte kullanılarak Ankara N8.3 su şebekesininekonomik çözümü elde edilmiştir.GA yöntemi doğanın genetik evrimini bilgisayar ortamında taklit eden biroptimizasyon tekniğidir. GA esas olarak lineer olmayan optimizasyondurumlarında oldukça etkili bir yöntemdir. Genetik operasyonlar bilgisayarhafızasında oluşturulan kromozomlar vasıtası ile gerçekleştirilir. Çeşitli operatörleryardımıyla kromozomlardaki genetik bilgiler her turda sürekli olarak değiştirerekpopulasyondaki toplam uygunluğu artırırlar. Bu anlamda GA ile optimizasyon,şehir şebekeleri dağıtım hatları optimizasyonu için, özellikle komplekssistemlerde, çok uygundur. Bu çalışmanın ana amacı şehir şebeke dağıtımhatlarının genetik algoritma ile optimizasyonudur. Yazar tarafından geliştirilenRealPipe adlı program GA işlemlerini yapmaktadır. RealPipe, verilen bir şebekeyisadece boru fiyatlarını hesaplayarak optimize eder.Program algoritması beş operatör içermektedir. Bunlar; üretme, seçme, elitizm,çaprazlama ve mutasyondur. Bu çalışmada genetik algoritma parametreleri deincelenmiştir. Optimum populasyon büyüklüğü, şebeke ve mevcut boru sayısınagöre değişmekle beraber 30-70 dir. Elitizm oranı yüzde 10 civarında olmalıdır.Mutasyon oranı şebekeye göre değişmekle beraber, yüzde 1-5 arasında olmalıdır.Çoklu çaprazlama ve yüksek oranlar önerilmektedir. Aynı zamanda basınç cezaparametreleri, hız ceza parametrelerinden çok daha önemlidir. Hedef basınç değerialtı ceza katsayısı en önemli parametredir ve diğerinden 100 kat daha fazlaolmalıdır.RealPipe ile iki bilinen şebeke incelenmiştir ve beklenen sonuçlara ulaşılmıştır.Anakara'nın kuzeyinde bulunan N8.3 şebekesi örnek çalışma olarak incelenmiştir.RealPipe tarafından ulaşılan toplam boru bedeli mevcut şebekeden yüzde 16.74daha düşük bulunmuştur. Aynı zamanda bu şebeke hidrolik olarak daha verimlidir.
Özet (Çeviri)
This study gives a description about the development of a computer model,RealPipe, which relates genetic algorithm (GA) to the well known problem ofleast-cost design of water distribution network.GA methodology is an evolutionary process, basically imitating evolution processof nature. GA is essentially an efficient search method basically for nonlinearoptimization cases. The genetic operations take place within the population ofchromosomes. By means of various operators, the genetic knowledge inchromosomes change continuously and the success of the population progressivelyincreases as a result of these operations. GA optimization is also well suited foroptimization of water distribution systems, especially large and complex systems.The primary objective of this study is optimization of a water distribution networkby GA. GA operations are realized on a special program developed by the authorcalled RealPipe. RealPipe optimizes given water network distribution systems byconsidering capital cost of pipes only.Five operators are involved in the program algorithm. These operators aregeneration, selection, elitism, crossover and mutation. Optimum population size isfound to be between 30-70 depending on the size of the network (i.e. pipe number)and number of commercially available pipe size. Elitism rate should be around 10percent. Mutation rate should be selected around 1-5 percent depending again onthe size of the network. Multipoint crossover and higher rates are advisable. Alsopressure penalty parameters are found to be much important than velocityparameters. Below pressure penalty parameter is the most important one andshould be roughly 100 times higher than the other.Two known networks of the literature are examined using RealPipe and expectedresults are achieved. N8.3 network which is located in the northern side of Ankarais the case study. Total cost achieved by RealPipe is 16.74 percent lower than thecost of the existing network; it should be noted that the solution provided byRealPipe is hydraulically improved.
Benzer Tezler
- Eruh su dağıtım şebekesinin metasezgisel yöntemlerle optimizasyonu
Optimization of Eruh water distribition networks using metaheuristic methods
RECEP DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiDicle ÜniversitesiHidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEVZİ ÖNEN
- Genetik algoritma yöntemi ile içme suyu şebekelerinde ek klorlama optimizasyonu
Optimization of booster chlorination in water distribution networks using genetic algorithm
M. ERKAN UÇANER
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
İnşaat MühendisliğiGazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN ÖZDEMİR
- Su dağıtım şebekelerinin metasezgisel yöntemlerle optimizasyonu
Optimization of water distribution networks using metaheuristic methods
VELİ BATMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiDicle ÜniversitesiHidrolik ve Su Kaynakları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECATİ KAYAALP
- Su dağıtım şebekelerinin metasezgisel yöntemlerle optimizasyonu
Optimization of water distribution networks using metaheuristic methods
VOLKAN YILMAZ
Doktora
Türkçe
2015
İnşaat MühendisliğiSelçuk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MERAL BÜYÜKYILDIZ
YRD. DOÇ. DR. ÖMER KAAN BAYKAN
- Optimal design and expansion of water distribution systems using genetic algorithm
Su dağıtım şebekelerinin genetik algoritma ile optimum dizaynı ve genişletilmesi
ABDULLAH MURAT KAHRAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DAVUT ÖZDAĞLAR