Το βασικό θέμα της διπλωματικής εργασίας είναι η χρήση μεταευρετικών τεχνικών για την επίλυση ενός συνδυαστικού προβλήματος βελτιστοποίησης. Πιο συγκεκριμένα, ένας μεταευρετικός αλγόριθμος προσομοιωμένης ανόπτησης δημιουργήθηκε προκειμένου να αποκτηθεί το ελάχιστο κόστος λειτουργίας ενός κυκλικού δικτύου διανομής νερού. Η προσομοιωμένη ανόπτηση είναι μία στοχαστική μέθοδος βελτιστοποίησης που μπορεί να ανταποκριθεί καλά σε μεγάλης κλίμακας προβλήματα βελτιστοποίησης διακριτής ή συνδυαστικής μορφής, αλλά στο πρόβλημα που επιλύθηκε
Αρχικά παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά και τα επιμέρους στοιχεία των δικτύων διανομής νερού μαζί με τους νόμους της φυσικής που τα διέπουν. Ειδικότερη προσοχή δίνεται στο πιο ακριβό στοιχείο, την αντλία. Στη συνέχεια παρουσιάζεται το EPANET, ένα πακέτο λογισμικού για τη μοντελοποίηση δικτύων ύδρευσης, μαζί με το programmers toolkit που θα επιτρέψει την αλληλεπίδραση μεταξύ Java και του λογισμικού μοντελοποίησης του δικτύου. Στο 6ο κεφάλαιο μία εφαρμογή προτείνεται, ο στόχος της οποίας είναι η ελαχιστοποίηση του κόστους και της κατανάλωσης της ηλεκτρικής ενέργειας. Η εφαρμογή μετά δοκιμάζεται στο πρόβλημα Van Zyl, ένα δίκτυο διανομής νερού μικρής κλίμακας που είναι κατάλληλο για δοκιμές εξαιτίας του γεγονότος ότι πολλές διαμορφώσεις προγράμματος λειτουργίας αντλιών είναι έγκυρες, παρέχοντας έτσι μία μεγάλη ποικιλία προγραμμάτων λειτουργίας. Η μέθοδος της προσομοιωμένης ανόπτησης παρουσιάζεται στη συνέχεια σταδιακά και τα αποτελέσματα απεικονίζονται με τη βοήθεια πινάκων και σχεδιαγραμμάτων. Το τελευταίο κεφάλαιο συζητά γενικά συμπεράσματα που αφορούν νέα πεδία προς αναζήτηση τα οποία θα μπορούσαν να βελτιώσουν τις μεθόδους βελτιστοποίησης των προβλημάτων χρονοπρογραμματισμού αντλιών δικτύων ύδρευσης / The main topic of this diploma thesis is the use of metaheuristics for solving a combinatorial optimization problem. In particular, a simulated annealing metaheuristic was developed to obtain the least cost operation of a looped water distribution network. Simulated annealing is a stochastic optimization method that can work well for large-scale optimization problems that are cast in discrete or combinatorial form, and with the problem solved.
First of all water distribution systems’ characteristics and components are stated along with the laws of physics that govern them. Particular attention is given to the most expensive component of all, the pump. Then, EPANET, a public domain, water distribution system modeling software package is presented along with the programmers’ toolkit that will enable the interaction between Java and the network modeling software. In Chapter 6, one application is proposed, whose goal is to minimize electricity cost and consumption. The application will then be tested on the Van Zyl Test Problem, a water distribution system of small scale that is well suited for testing due to the fact that many pump configurations are valid, providing a vast range of configurations. The method of simulated annealing is then presented gradually, and the results will be depicted with the help of plots and tables. The final chapter also discusses general conclusions concerning new fields for research that could improve the optimization techniques for pump scheduling problems.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/4932 |
| Date | 16 January 2012 |
| Creators | Στούμπος, Ιωάννης |
| Contributors | Χούσος, Ευθύμιος, Stoumpos, Ioannis, Θραμπουλίδης, Κλεάνθης |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
Page generated in 0.002 seconds