کارایی الگوریتم ژنتیک چندهدفه و بهینه‌سازی اجتماع ذرات در بهره‌برداری بهینه از منابع آب در کشاورزی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد بوشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، بوشهر، ایران

2 پژوهشگاه دانشگاه تهران، دانشگاه تهران

doi
10.22034/jcee.2021.7970.1224
چکیده

تخصیص نامناسب آب بین مصرف‌کننده‌های مختلف از مشکلات اصلی برنامه‌ریزی در بخش منابع آب است. تدوین برنامه تخصیص آب یک مسئله پیچیده، چندمتغیره و دارای محدودیت‌های متنوع است؛ بنابراین حل این‌گونه مسائل نیازمند استفاده از روش‌های پیشرفته بهینه‌سازی است. روش‌های بهینه‌سازی کلاسیک با محدودیت‌هایی ازجمله، قرار گرفتن در نقاط بهینه محلی و عدم توانایی در پشتیبانی از متغیرهای مختلف مواجه می‌باشند. در این پژوهش دو روش بهینه‌سازی اجتماع ذرات، PSO (Particle Swarm Optimization) و الگوریتم ژنتیک چندهدفه مبتنی بر رتبه‌بندی نامغلوب NSGAII  (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II) توسعه‌یافته و کارایی آن‌ها در بهینه‌سازی مسائل بهره‌برداری از منابع آب مقایسه شده است. با توجه به ضرورت دقت برنامه‌ریزی چندهدفه، دو مدل تک ­هدفه به‌صورت جداگانه با استفاده از روش PSO برای صحت­ سنجی نتایج NSGAII توسعه داده شد. مقایسه بین الگوریتم‌های NSGAII و PSO در نقاط انتهایی توابع هدف انجام شد. نتایج نشان داد مقدار پاسخ ایده‌آل روش NSGAII در نسبت سود به هزینه نسبت به روش PSO برتری دارد. استفاده از روش بهینه ­سازی چندهدفه با برقراری تعادل بین اهداف توانست به جواب بهینه معادل 4/0 تا 68/0 افزایش در کارایی مصرف آب بهینه در گیاهان الگوی کشت دشت بوشهر دست یابد.