基于多目标遗传微算法的配水网络优化设计

IF 0.2 Q4 WATER RESOURCES
Pino V. Edwin, Valle C. Angely, Condori P. Franz, M. M. Jesus, Chavarri V. Eduardo, Alfaro R. Luis
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La optimización de una red de agua, por su complejidad, está asociada al problema combinatorio llamado NP-Duro, lo que significa que no es posible utilizar un método determinístico para resolverlo, sino que requiere de metodologías especiales que haciendo uso de un tiempo computacional razonable permita obtener una configuración de diámetros que cumpla con las limitaciones (velocidad y presión), así como en alcanzar valores aceptables en los objetivos que se buscan (menor costo y mayor confiabilidad). El uso de algoritmos genéticos multiobjetivos permite solucionar este tipo de problemas combinatorios NP-Duro; consecuentemente, optimiza una red de agua. Para encontrar un conjunto óptimo de soluciones, se desarrolló un programa de ordenador llamado Magmoredes, que se basa en el uso de un microalgoritmo genético multiobjetivo, propuesto por Coello y Toscano [1], adaptado para la aplicación de redes de distribución de agua, que fue desarrollado para cumplir con las exigencias económicas, y bajo los límites de presión y velocidad según la normativa peruana. El programa de ordenador se ha desarrollado en el lenguaje de programación Java. Finalmente se procedió a comprobar la eficacia del algoritmo propuesto en la red de Hanoi (Fujiwara y Khang, [2]). Se trata de una red que tiene una sola fuente, con tres circuitos básicos, treinta y uno nodos, un reservorio y treinta y cuatro tuberías. 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摘要

本文的目的是分析在不同的国家,在不同的国家,在不同的国家,在不同的国家,在不同的国家,在不同的国家,在不同的国家,在不同的国家实现这一目标所需的基础设施需要大量的财政投资;因此,提供这些网络的最佳设计是非常重要的。不仅经济方面是最重要的;除了他,还有其他的像液压习性,涉及压力和速度最高、管道、水质、分配需求,网络的可靠性、系统的运作、复杂化,更有利于全面分析一个最佳设计。网络优化水的问题的复杂性,与combinatorio叫NP-Duro,意味着它可能使用一种方法determinístico特别方法来搞定它,而是需要一个计算时间合理利用能够获得直径配置符合局限性()、速度和压力以及在寻求的目标中达到可接受的值(更低的成本和更高的可靠性)。使用多目标遗传算法可以解决这类np - hard组合问题;因此,它优化了供水网络。制定一套最佳解决方案,开发了一个名为Magmoredes的计算机程序,基于使用microalgoritmo遗传都Coello提议和托斯卡[1],调整实施供水网络,是为满足经济需求,研制和极限压力和速度根据秘鲁的条例。计算机程序是用Java编程语言开发的。最后,在河内网络(Fujiwara & Khang,[2])中验证了该算法的有效性。这是一个只有一个源、三个基本电路、31个节点、一个储层和34个管道的网络。节点位于相同的高度,不考虑管道中的小损失。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Diseño Óptimo de Redes de Distribución de Agua Usando Un Software Basado En Microalgoritmos Genéticos Multiobjetivos
RESUMEN Las redes de distribución de agua son un sistema que busca llevar este líquido vital a cada usuario según la función de su uso. La infraestructura necesaria para llevar a cabo este objetivo requiere una inversión financiera significativa; por lo tanto, proveer el diseño óptimo de estas redes es muy importante. No solo el aspecto económico es primordial; además de él, hay otros como el comportamiento hidráulico, que se refiere a las presiones y velocidades máximas, la disponibilidad de tuberías, la calidad del agua, la distribución de la demanda, la fiabilidad de la red, el funcionamiento del sistema, los que complican aún más un análisis integral conducente a un diseño óptimo. La optimización de una red de agua, por su complejidad, está asociada al problema combinatorio llamado NP-Duro, lo que significa que no es posible utilizar un método determinístico para resolverlo, sino que requiere de metodologías especiales que haciendo uso de un tiempo computacional razonable permita obtener una configuración de diámetros que cumpla con las limitaciones (velocidad y presión), así como en alcanzar valores aceptables en los objetivos que se buscan (menor costo y mayor confiabilidad). El uso de algoritmos genéticos multiobjetivos permite solucionar este tipo de problemas combinatorios NP-Duro; consecuentemente, optimiza una red de agua. Para encontrar un conjunto óptimo de soluciones, se desarrolló un programa de ordenador llamado Magmoredes, que se basa en el uso de un microalgoritmo genético multiobjetivo, propuesto por Coello y Toscano [1], adaptado para la aplicación de redes de distribución de agua, que fue desarrollado para cumplir con las exigencias económicas, y bajo los límites de presión y velocidad según la normativa peruana. El programa de ordenador se ha desarrollado en el lenguaje de programación Java. Finalmente se procedió a comprobar la eficacia del algoritmo propuesto en la red de Hanoi (Fujiwara y Khang, [2]). Se trata de una red que tiene una sola fuente, con tres circuitos básicos, treinta y uno nodos, un reservorio y treinta y cuatro tuberías. Los nodos se encuentran en la misma elevación y no se consideran las pérdidas menores en las tuberías.
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