dynamic programming
در نشریات گروه فنی و مهندسی-
This paper presents an efficient dynamic programming method in order to examine the problem of optimal power management of hybrid electric vehicle (HEV) powertrains and compares its performance with a rule-based method. Since dynamic programming is a trajectory based optimization algorithm and provides a globally optimal solution, it can be used as a benchmark for assessment of other control strategies. However, a major limitation of this method is its extreme computational load which is known as the curse of dimensionality. The computation time and the memory requirements increase exponentially with the increase of states and inputs. In this paper, a novel approach is used to decrease the total computation load and shows how this improvement can provide more accurate results.
Keywords: Dynamic Programming, Power Split Device, HEV, Optimal Energy Management -
این مقاله روشی جدید در استفاده از داده های جمع آوری شده از حرکت تصادفی عامل در محیط برای تنظیم اولیه ی پارامترهای یک کنترلگر با ساختار یادگیری تقویتی فازی ارائه می دهد. کندی سرعت آموزش و تعداد شکست بالا در زمان آموزش دو چالش مهم در این قبیل ساختارها هستند. مقداردهی اولیه ی پارامترهای سیستم فازی می تواند راهکار مناسبی برای رفع این چالش ها باشد. در این مقاله با تعمیم روش تکرار ارزش گسسته به پیوسته بدون بهره گیری از روش های مبتنی بر مشتق، پارامترهای سیستم فازی مقدار دهی اولیه می شوند. ابتدا با تعامل تصادفی عامل با محیط داده های مرتبط جمع آوری می شود. با توجه به آنکه فضای حالت پیوسته است، داده ها به طور مناسب خوشه بندی شده و هر خوشه به عنوان یک حالت لحاظ می گردد. آنگاه با تعمیم روش تکرار ارزش استاندارد به پیوسته ماتریس احتمال انتقال حالت-عمل به حالت بعدی و امید پاداش آنی حالت-عمل به حالت بعدی محاسبه می شود. با استفاده از نتایج این مرحله پارامترهای ساختار یادگیری تقویتی فازی مقدار دهی اولیه می شوند. پس آز آن پارامترهای این ساختار به صورت برخط با روش یادگیری تقویتی تنظیم نهایی می گردند. روش ارایه شده "یادگیری تقویتی فازی مبتنی بر تکرار ارزش" نامیده می شود و در مسئله ی ربات تعقیب کننده ی هدف مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج آزمایش ها حاکی از بهبود قابل توجه عملکرد روش ارائه شده در مسئله ی ربات تعقیب کننده ی هدف است.
کلید واژگان: کنترلگر فازی، یادگیری تقویتی، برنامه سازی پویا، خوشه بندی، ربات تعقیب کننده ی هدفThis paper presents a new method for using data collected from the agent's random movement in the environment for the initial adjustment of parameters of a controller with a fuzzy reinforcement learning structure. Slow learning speed and high failure rates during training are two major challenges in such structures. The initial parameterization of the fuzzy system can be a suitable solution to address these challenges. In this paper, the method of discrete value iteration is extended to continuous without relying on derivative based methods to initialize the parameters of the fuzzy system. First, random interaction with the environment is used to collect relevant data. Since the state space is continuous, the data is appropriately clustered and each cluster is considered as a state. Then, by generalizing the standard value iteration method to the continuous, the transition probability matrix and the immediate reward expectation matrix are calculated. Using the results of this stage, the initial parameterization of the fuzzy reinforcement learning structure is performed. Subsequently, these parameters are fine-tuned using reinforcement learning. The proposed method is called "Value Iteration based Fuzzy Reinforcement Learning" and is used in the problem of target following robots. The experimental results indicate a significant improvement in the performance of the proposed method in the problem of target following robots.
Keywords: Fuzzy Controller, Reinforcement Learning, Dynamic Programming, Clustering, Target Following Robot -
نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، سال بیست و یکم شماره 3 (پیاپی 81، پاییز 1402)، صص 193 -201
امروزه محاسبات کوانتومی نقشی بسزا در افزایش سرعت الگوریتم ها دارند. به دلیل محدودیت در تکنولوژی های ساخت کامپیوترهای کوانتومی، طراحی یک کامپیوتر کوانتومی در مقیاس بزرگ با چالش های زیادی مواجه است. یک راه حل جهت غلبه بر این چالش ها، طراحی سیستم های کوانتومی توزیع شده است. در این سیستم ها، کامپیوترهای کوانتومی از طریق پروتکل دورنوردی جهت انتقال اطلاعات کوانتومی با یکدیگر در ارتباط هستند. از آنجایی که دورنوردی کوانتومی نیاز به منابع کوانتومی دارد، کاهش تعداد این پروتکل، ضروری می باشد. هدف از این مقاله، ارایه یک سیستم کوانتومی توزیع شده با درنظرگرفتن دو هدف توزیع متوازن کیوبیت ها و کمینه نمودن تعداد پروتکل دورنوردی در دو سطح است. در سطح اول با ارایه یک الگوریتم برنامه سازی پویا، سعی در افراز متعادل کیوبیت ها و کاهش تعداد ارتباطات بین زیرسیستم ها شده است. با توجه به افراز به دست آمده از سطح اول، در سطح دوم و در مرحله اجرای دروازه های سراسری، زمانی که یکی از کیوبیت های این دروازه از مبدا به مقصد مورد نظر دورنورد می گردد، ممکن است این کیوبیت بتواند توسط تعدادی دروازه سراسری با رعایت محدودیت های تقدم مورد استفاده قرار گرفته و در نتیجه، موجب کاهش تعداد دورنوردی ها گردد. نتایج به دست آمده، نشان دهنده کارایی بهتر الگوریتم پیشنهادی بوده است.
کلید واژگان: دورنوردی کوانتومی، برنامه سازی پویا، افراز، توازن بار، محاسبات کوانتومی توزیع شدهNowadays, quantum computing has played a significant role in increasing the speed of algorithms. Due to the limitations in the manufacturing technologies of quantum computers, the design of a large-scale quantum computer faces many challenges. One solution to overcome these challenges is the design of distributed quantum systems. In these systems, quantum computers are connected to each other through the teleportation protocol to transfer quantum information. Since quantum teleportation requires quantum resources, it is necessary to reduce the number of that. The purpose of this paper is to present a distributed quantum system considering the two goals of balanced distribution of qubits and minimizing the number of teleportation protocols in two levels. In the first level, by presenting a dynamic programming algorithm, an attempt has been made to distribute qubits in a balanced manner and reduce the number of connections between subsystems. According to the output partitioning obtained from the first level, in the second level and in the stage of implementation of global gates, when one of the qubits of this gate is teleported from the home to the desired destination, this qubit may be able to be used by a number of global gates, observing the precedence restrictions and as a result it reduces the number of teleportations. The obtained results show the better performance of the proposed algorithm.
Keywords: Quantum teleportation, dynamic programming, partitioning, load balancing, distributed quantum computing -
امنیت عرضه توان محرک اصلی در پیدایش و نیز توسعه شبکه توزیع هوشمند می باشد. برنامه ریزی توسعه شبکه توزیع هوشمند، برای مشخص کردن مکان، ظرفیت و زمان نصب تجهیزات جدید یا تقویت/جایگزینی دارایی های موجود با هدف بهینهسازی تامین به موقع و مقرون به صرفه تقاضای رو به رشد بار، با در نظر گرفتن الزامات و محدودیت های فنی و بهره برداری، صورت می گیرد. در این بین، سیستم مخابراتی نقش اساسی در توسعه شبکه های توزیع هوشمند دارد، ولی امنیت سایبری-فیزیکی سامانه های ارتباطی مخصوصا سطح مشترکین به شدت نسبت به حملات سایبری، آسیب پذیر هستند که امنیت عرضه انرژی را به مخاطره می اندازد. بنابراین، این مقاله روشی برای برنامه ریزی توسعه شبکه توزیع هوشمند تاب آور با رویکرد تاب آورسازی مقرون به صرفه سطح مشترکین به حملات سایبری، به صورت مدلسازی سه سطحی پویا ارایه داده است. به منظور ارزیابی اثربخشی روش پیشنهادی، شبیه سازی رایانه ای بر روی یک شبکه توزیع انجام و نتایج به بحث گذاشته شده است.
کلید واژگان: شبکه توزیع، برنامه ریزی توسعه، برنامه نویسی پویا، تاب آوری، حملات سایبریJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:20 Issue: 4, 2023, PP 65 -77Security of power supply is the energetic driver in advent and so, advance of the smart distribution networks (SDNs). The main goal of the conventional SDN expansion planning (SDNEP) is to eco-reliability supply the incremental annual demand by providing an optimal timetable for the sites and sizes of either pre-existed equipment to be expanded or new ones to be installed. Also, it gives a solution to well-operate the expanded network. SDN expansion planning (SDNEP) is to identify a cost-effective timetable for the sites and sizes of either pre-existed equipment to be replaced/reinforced or new ones to be installed in order to supply the increasing electricity load while responding to all the technical and operational constraints and requirements. In SDNs, despite the communication system plays a vital role, but, cyber-physical security of these systems exceedingly vulnerable to cyber-attacks (CAs), especially in the consumer's section. So, this paper suggests an approach for designing cyber-secure SDN (CSDN) by posing the problem as a dynamic modeling of tri-level cyber-secure SDNEP (CSDNEP) program. To evaluate the effectiveness of CSDNEP, computer simulation is done on a large scale SDN and the results are discussed.
Keywords: : Distribution Network, Expansion planning, Dynamic programming, Resilience, Cyber Attack -
محاسبات کوانتومی، روش جدیدی از پردازش اطلاعات است که بر مبنای مفاهیم مکانیک کوانتومی بنا شده و منجر به رخدادهای عجیب و قدرتمندی در حوزه کوانتوم می شود. سنتز منطقی مدارهای کوانتومی به فرایند تبدیل یک گیت داده شده کوانتومی به مجموعه ای از گیت ها با قابلیت پیاده سازی در تکنولوژی های کوانتومی اطلاق می شود. از معروف ترین روش های سنتز منطقی CSD و QSD هستند. هدف اصلی این مقاله، ارایه یک روش سنتز منطقی چندهدفه ترکیبی از دو روش فوق در مدل مداری محاسباتی با هدف بهینه سازی معیارهای ارزیابی است. در این روش پیشنهادی، فضای جوابی از ترکیب های مختلف روش های تجزیه CSD و QSD ایجاد می شود. فضای جواب ایجادشده، یک فضا با اندازه نمایی بسیار بزرگ است. سپس با استفاده از یک رهیافت پایین به بالا از روش حل برنامه ریزی پویای چندهدفه، روشی ارایه می شود تا تنها بخشی از کل فضای جواب، برای یافتن مدارهایی با هزینه های بهینه پرتو جستجو شوند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که این روش، موازنه ای بین معیارهای ارزیابی ایجاد می کند و پاسخ های بهینه پرتو متعددی تولید کرده که با توجه به تکنولوژی های مختلف کوانتومی می توانند انتخاب شوند.
کلید واژگان: محاسبات کوانتومی، مدل مداری کوانتومی، سنتز منطقی، بهینه سازی چندهدفه، برنامه ریزی پویاQuantum computing is a new method of information processing that is based on the concepts of quantum mechanics and leads to strange and powerful events in the quantum field. The logic synthesis of quantum circuits refers to the process of converting a given quantum gate into a set of gates that can be implemented in quantum technologies. The most famous logic synthesis methods are CSD and QSD. The main goal of this study is to present a multi-objective logical synthesis method combining the above two methods in the quantum circuit model with the aim of optimizing the evaluation criteria. In this proposed method, the solution space is created from different combinations of CSD and QSD decomposition methods. The created solution space is a space with a very large exponential size. Then, using a bottom-up approach of multi-objective dynamic programming, a method is presented to search only a part of the entire solution space to find circuits with the optimal Pareto costs. The obtained results show that this method creates a balance between the evaluation criteria and produces many optimal Pareto solutions that can be selected according to different quantum technologies.
Keywords: Quantum computing, quantum circuit model, logic synthesis, multi-objective optimization, dynamic programming -
International Journal of Industrial Electronics, Control and Optimization, Volume:5 Issue: 2, Spring 2022, PP 109 -121With an increasing penetration rate of electric vehicles in distribution networks, it is becoming vital to schedule their battery charging/discharging to maintain the network balance and increase the vehicle owners’ profit. Electric vehicles are now considered one of the most important and accessible sources of revenue for their owners since they can be connected to the grid (V2G) as a power source during peak hours. As such, while flattening the power profile, they can improve the voltage drop across the grid buses. If charging/discharging of the vehicles is scheduled irregularly, the power drawn from the phases will become unbalanced, which can cause global outages and impair system stability in addition to increasing the harmonic volume and decreasing power quality. The present paper uses dynamic programming to reduce operating costs and enhance the profits of vehicle owners who participate in the V2G program. This optimization algorithm eliminates the undesirable paths leading to unconventional responses in the search space, which will greatly increase the speed and accuracy by which the optimal response is achieved. This model, along with multi-part tariffs on electricity prices, can lead to the more active participation of vehicle owners and help improve the power quality indices of the electrical parameters of the grid. The proposed method is simulated on a sample distribution network, and the case studies conducted prove the validity of the proposed algorithm.Keywords: Dynamic programming, Optimization, Electric Vehicles, Unbalancing
-
در این پژوهش، یک مدل برنامه ریزی ریاضی برای مسیله ی مکان یابی چنددوره یی پایدار هاب ارایه می شود که در آن، تقاضای حمل ونقل وابسته به زمان است و افق برنامه ریزی زمان پیوسته است. مسیله به صورت یک مدل برنامه ریزی غیرخطی عدد صحیح آمیخته چندهدفه فرموله می شود که در آن، اهداف پایداری شامل کمینه سازی هزینه های سیستم حمل ونقل، کمینه سازی انتشار آلاینده ها در شبکه ی حمل ونقل و بیشینه سازی فرصت های شغلی ثابت و متغیر ایجاد شده در اثر احداث هاب ها در طی افق برنامه ریزی هستند. همچنین، تعدادی نامعادله معتبر برای بهبود فرمول بندی مسیله ارایه می شود. برای حل مسیله، از دو روش محدودیت اپسیلون تکامل یافته و برنامه ریزی پویا استفاده می کنیم. نتایج حاصل از این دو روش، برای یک مسیله ی نمونه روی داده های شبکه ی ترکیه ارایه می شود. برای اعتبارسنجی روش برنامه ریزی پویا، مجموعه داده های هوایی ایالات متحده مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که روش برنامه ریزی پویا می تواند مسایل تا 25 گره و 6 دوره زمانی را حل کند.
کلید واژگان: مسئله ی مکان یابی هاب، پایداری، برنامه ریزی چنددوره یی، افق برنامه ریزی زمان پیوسته، برنامه ریزی پویاToday, many transportation systems use hub and spoke structures to transfer flow (good, message, passenger, etc.) from origin to destination. In such systems, the manager must plan for the location of the hubs and the allocation of other demand points to the hubs and other decisions during the planning horizon. Also, if the planning horizon is continuous time, the manager must also determine the timing of implementing the decisions. To determine the optimal decisions during the planning horizon and the best time for implementing decisions (i.e., breakpoints) according to sustainability aspects. In this research, a mathematical programming model is presented for a sustainable multi-period hub location problem in which the transportation demand between different origin-destination pairs is time-dependent and the planning horizon is continuous-time. The problem is formulated as a nonlinear multi-objective mixed integer programming model. Sustainability aspects are considered as objectives of the model. These objectives are minimizing transportation system costs, minimizing emissions in the transportation network, and maximizing fixed and variable job opportunities created by hubs during the planning horizon. Also, some valid inequalities are presented for strengthening the formulation of the problem. To solve the problem, we first use the Augmented Epsilon Constraint method version 2 (AUGMECON2) and then, use a dynamic programming approach to determine the optimal values of the breakpoints of the planning horizon. Using the proposed dynamic programming method, in each stage, some of decision variables are fixed and the number of variables in the original problem is reduced and instead of a nonlinear mixed integer programming problem, we solve a mixed integer linear programming problem that is easier to solve. The results of the solution methods are presented for a sample problem on the Turkish network dataset. Also, the CAB dataset is used to validate the dynamic programming method. The results show that the dynamic programming approach can solve problems with up to 25 nodes and 6 time periods.
Keywords: Hub location problem, sustainability, multi-period planning, continuous-time planning horizon, dynamic programming -
One of the issues of reliable performance in the power grid is the existence of electromechanical oscillations between interconnected generators. The number of generators participating in each electromechanical oscillation mode and the frequency oscillation depends on the structure and function of the power grid. In this paper, to improve the transient nature of the network and damping electromechanical fluctuations, a decentralized robust adaptive control method based on dynamic programming has been used to design a stabilizing power system and a complementary static var compensator (SVC) controller. By applying a single line to ground fault in the network, the robustness of the designed control systems is demonstrated. Also, the simulation results of the method used in this paper are compared with controllers whose parameters are adjusted using the PSO algorithm. The simulation results show the superiority of the decentralized robust adaptive control method based on dynamic programming for the stabilizing design of the power system and the complementary SVC controller. The performance of the control method is tested using the IEEE 16-machine, 68-bus, 5-area is verified with time domain simulation.Keywords: PSO Algorithm, Dynamic programming, PSS, static VAR compensator
-
Environmental crisis and shortage of fossil fuels make Electric Vehicles (EVs) alternatives for conventional vehicles. With growing numbers of EVs, the coordinated charging is necessary to prevent problems such as large peaks and power losses for grid and to minimize charging costs of EVs for EV owners. Therefore, this paper proposes an optimal charging schedule based on Dynamic Programming (DP) to minimize the overall cost of charging EVs for consumers in a solar Charging Station (CS). The large state space that makes the use of general DP inefficient is handled by using modified DP. Also, due to the stochastic behavior of the PV production, four different cases accounting for four different weather conditions are considered. Simulations are done for each weather condition and potential cost savings for customers and benefits for the grid are investigated in comparison to uncontrolled charging in each case. Simulation results demonstrated a significant decrease in the total CS purchased power cost, indicating reduced costs for consumers. Also, the optimal charging schedule shifts the charging sequence of EVs from high demand hours to low demand hours, to keep a smooth load shape for the distribution grid.Keywords: Dynamic Programming, Solar charging station, Electric vehicles, Cost minimization
-
In this research, we study an optimal overhaul–replacement policy of a multi-degraded repairable system sold with a free replacement warranty. In the proposed replacement policy, a maintenance action and failure are dependent on a system degradation level and the system age, and hence the replacement model will provide more effective maintenance decisions. Failure of the system is modeled using a rate of occurrence of failure for the system, which is as a function of a degradation level of the system and its age. We develop the optimal replacement policy for a multi-degraded repairable system from the buyer’s point of view, who plans to use the system for a horizon planning T. The buyer conducts a periodic evaluation and selects an appropriate maintenance option based on the revealed system condition together with the system operational age. At each evaluation point, three alternative decisions are available, i.e., keep running the system, overhaul, or replace it with a new one. We formulate the sequential decision (keep, overhaul, or replace) problem as a dynamic programming model and obtain an optimal policy that minimizes total cost over T. Numerical examples are presented using several hypothetical data sets to illustrate the structure of optimal solution and its sensitivity against the change in parameter values. The main contribution of the paper is to offer a decision tool that will help in deciding the overhaul–replacement action based on the degradation level and the operational age of the system.
Keywords: Multi degraded repairable system, Warranty, Minimal repair, overhaul, replacement, Sequential optimal decision, Dynamic programming -
Power management strategies play a key role in the design process of hybrid electric vehicles. Electric Assist Control Strategy (EACS) is one of the popular power management strategies for hybrid electric vehicles (HEVs). The present investigation proposes a new framework to advance the EACS. Dynamic Programming method is applied to an HEV model in several drive cycles, and as a result, some optimal operating regions are found. The obtained regions are almost distinct, and consequently, some threshold lines can be defined to separate them. The obtained threshold lines are used to eliminate some parameters of the EACS to reduce its sensitivity to the driving behavior. It is shown that by applying the mentioned modification, the sensitivity of the EACS decreases without a significant increase in the HEV’s FC. All in all, our findings indicate the effectiveness of the proposed methodology to improve the EACS strategy for HEV supervisory control applications.Keywords: Hybrid Electric Vehicle, Control Strategy, Dynamic programming, Electric Assist Control Strategy, Sensitivity, Driving Cycle, Fuel consumption
-
در این مقاله، روشی برای مدیریت انرژی آفلاین در خودروهای هیبرید الکتریکی با ساختار موازی پیشنهاد شده است. داشتن یک سیستم مدیریت انرژی مناسب برای تقسیم گشتاور موردنیاز بین موتورهای الکتریکی و درونسوز برای این خودروها ضروری است. باتری خودروهای هیبرید الکتریکی یکی از اساسی ترین اجزای این خودروها است. سلامت باتری تاثیر زیادی بر عملکرد کلی خودرو دارد، و میزان شارژ و دمای بالای باتری مهمترین عوامل تشدید فرسودگی آن می باشند. در اکثر مطالعات در بحث مدیریت انرژی، حالت شارژ باتری مهمترین متغیر آن و معمولا تنها متغیر دینامیک سیستم است و دمای باتری برای سادگی ثابت در نظر گرفته می شود. در این مقاله ابتدا با استفاده از برنامه ریزی پویا و بدون در نظر گرفتن تغییرات دمای باتری، مدیریت انرژی یک خودوری هیبرید الکتریکی موازی انجام می شود. سپس با مدل سازی سیستم خنک کننده باتری خودرو، مدل خودرو به منظور مشاهده تغییرات دما بهبود داده شده و نشان داده می شود که ثابت در نظر گرفتن دمای باتری غیر عملی است. سپس با افزودن دمای باتری به عنوان متغیر حالت دوم به مسئله بهینه سازی، روشی برای مدیریت انرژی خودروهای هیبرید الکتریکی با کنترل محدوده تغییرات دمای باتری به همراه کنترل تغییرات حالت شارژ پیشنهاد می گردد. نتایج شبیه سازی بر روی مدل خودروی مورد مطالعه نشان می دهند که در روش پیشنهادی شارژ و دمای باتری بصورت همزمان کنترل شده و به این ترتیب در روش مدیریت انرژی پیشنهادی از افزایش کنترل نشده دمای باتری جلوگیری می شود و سرعت فرسودگی آن کاهش می یابد.
کلید واژگان: برنامه ریزی پویا، خودروهای هیبرید الکتریکی، دمای باتری، مدیریت انرژی، مدیریت گرماییIn this paper, an offline energy management system (EMS) is proposed for parallel hybrid electric vehicles (HEVs). The proper energy management system is necessary for dividing torque between electrical motor and Internal Combustion Engine (ICE). The battery is a crucial component of hybrid electric vehicles and affects significantly the cost and the performance of the whole vehicle. The primary factors accelerating battery aging are high temperatures and high states of charge (SOC) of the battery. SOC is the most important state variable in EMS, and usually considered as the only dynamic variable in past researches, but the battery temperature is often considered to be constant for simplicity and the effects of EMS on the temperature variations are neglected. In this paper, first, dynamic programming is applied to a parallel HEV without considering variation of the temperature of the battery. Then, the model of battery is improved by modelling the cooling system to take into account temperature variations and show how neglecting thermal dynamics of the battery in EMS is impractical. Finally, by integrating the battery temperature as a state variable in the optimization problem, a new energy management strategy controlling variations of the battery temperature and SOC is proposed. The simulation results on tested vehicle show that in the proposed method charge and temperature of the battery is controlled so that the proposed EMS method prevents uncontrolled variations of the battery temperature and reduces the degradation rate of it.
Keywords: Battery Temperature, Dynamic Programming, Energy Management, Hybrid Electric Vehicles, Thermal Management -
Investment problem is one of the most important and interesting optimization problems. This problem becomes more difficult when we deal with it in an uncertain and vague environment with chaos data. This paper attempts to study the investment problem with uncertain return data. These data are represented as chaos numbers. Dynamic programming is applied to obtain the optimal policy and the corresponding best return. Finally, a numerical example is given to illustrate the utility, effectiveness, and applicability of the approach to the problem.
Keywords: Investment problem, Chaos numbers, Dynamic programming, Optimal Policy, Best return -
Scientia Iranica, Volume:26 Issue: 3, May-Jun 2019, PP 1842 -1864Although after an earthquake the injured person should be equipped with food, shelter and hygiene activities, before anything must be searched and rescued. But disaster management (DM) has focused heavily on emergency logistics and developing an effective strategy for search operations has been largely ignored. In this study, we suggest a stochastic multi-objective optimization model to allocate resource and time for searching the individuals who are trapped in disaster regions. Since in disaster conditions the majority of information is uncertain, our model assumes ambiguity for the locations where the missing people may exist. Fortunately, the suggested model fits nicely into the structure of the classical optimal search model. Hence, we use a stochastic dynamic programming approach to solve this problem. On the other hand, through a computational experiment, we have observed that this model needs heavy computation. Therefore, we reformulate the suggested search model as a multi-criteria decision making (MCDM) problem and employ two efficient MCDM techniques, i.e. TOPSIS and COPRAS to tackle this ranking problem. Consequently, the computational effort is decreased significantly and a promising solution is produced.Keywords: Earthquake response, multi-objective optimization, Search theory, Dynamic programming, Multi-criteria decision making
-
International Journal of Supply and Operations Management, Volume:6 Issue: 2, Spring 2019, PP 168 -181
Supplier selection is one of the critical issues in the supply chain. Green supplier selection is performed based on the assessment of quantitative and qualitative criteria in two fields, including economic, environmental attributes. In this study, a two-level supply chain model has been proposed for green supplier selection and order allocation in a multi-period and single-product environment. In the first phase, the analytic hierarchical process (AHP) method is used to rank the suppliers and in the second phase, a model is designed based on constraints such as demand, capacity, and allowed level of inventory and shortage to maximize the total value of purchase (TVP) and total profit of purchase (TPP). Demand is assumed to be stochastic in different periods. Thus random demand leads to create the various scenarios in the planning horizon. A new integrated approach is presented based on stochastic programming and dynamic programming to solve the problem. The incorporation of stochastic demand condition and application of dynamic programming is a novel idea. Finally, a Numerical example is provided to investigate the procedure in details.
Keywords: Green Supplier Selection, Order Allocation, Dynamic Programming, Stochastic Programming -
Scientia Iranica, Volume:25 Issue: 5, Sep - Oct 2018, PP 2775 -2787This paper incorporates capital flow constraints and trade credit to lot sizing problems. Capital flow constraint is different from traditional capacity constraints: when a manufacturer begins to produce a certain number of products, its present capital should not be less than its total production costs of that period; otherwise, the manufacturer must decrease production quantity or suspend production, or it could delay payment using trade credit. Moreover, the capital of each period should also be greater than zero to avoid bankruptcy. We formulate a mathematical model for the single-item lot sizing problem. Based on dynamic programming, we approximate this mixed integer problem to a traveling salesman problem finding the longest route, divide the model into sub-linear problems without integer variables, and propose a dynamic programming algorithm with heuristic adjustment to solve it. The sub-linear problems can be easily solved by interior point algorithm. Our algorithm could obtain optimal solutions under certain situations. Numerical analysis shows our algorithm has small optimality deviation percentage under other situations and holds computation efficiency advantage compared with CPLEX 12.6.2. It also indicates capital flow constraints and the application of trade credit in lot sizing problems could affect optimal production decisions.Keywords: Capital flow constrained, Trade credit, Lot sizing, Dynamic programming
-
مدیریت درآمد شاخه ای از تحقیق در عملیات است که هدف آن حداکثرسازی درآمد حاصل از فروش ظرفیت به مشتریان مناسب در زمان مناسب و به قیمت مناسب می باشد. در این مقاله مسئله تخصیص ظرفیت بهینه اتاق عمل بخش جراحی عمومی بیمارستان به کلاس های مختلف اعمال جراحی، که هر یک نیازمند مدت زمان (ظرفیت) متغیر هستند، با استفاده از مکانیزم مدیریت درآمد بررسی شده است. تصمیم گیری در مورد پذیرش یا رد درخواست بیمار برای عمل جراحی با در نظر گرفتن ملاحظات مربوط به فرصت حفظ و بهره برداری از ظرفیت اتاق عمل برای درخواست های ارزشمند آتی بر اساس درآمد تعدیل شده حاصل از فروش ظرفیت (با دخالت دادن ضریب اهمیت اعمال جراحی بدست آمده از اجماع نظر خبرگان توسط روش AHP) صورت گرفته است؛ نه صرفا بر اساس ملاحظات مالی که نوعا مورد توجه تحقیقات گذشته بوده است. مدل سازی ریاضی مسئله بر اساس داده های جمع آوری شده از بیمارستان صیاد شیرازی گرگان و بر اساس برنامه ریزی پویای قطعی و احتمالی صورت گرفته است. همچنین یک روش ابتکاری تقریبی بر اساس برنامه ریزی خطی قطعی نیز برای حل مسئله ارائه شده است. تعداد تقاضاهای پذیرفته شده برای کلاس های با اولویت مالی بالا با استفاده از مدیریت درآمد، با سیاست ورود زودتر-خدمت زودتر (FCFS) که سیاست فعلی بیمارستان است مقایسه شده و نتایج دلالت بر دستیابی به کارایی بیشتر، از طریق تکنیک های مدیریت درآمد بکار گرفته شده در این تحقیق دارند. بعلاوه کارایی استفاده از ضریب اهمیت پزشکی در پذیرفته شدن درخواست کلاس های تقاضا نیز بررسی شده است که مزیت استفاده از رویکرد ارائه شده در این مقاله را نشان می دهد.کلید واژگان: مدیریت درآمد، کنترل ظرفیت، برنامه ریزی پویا، کلاس های عمل جراحیRevenue Management (RM) is a subfield of Operations Research that aims at maximizing revenues acquired by selling products/services in a specified period to the right customers. In this paper we address the problem of optimal assignment of general surgery ward of operation room to different classes of surgeries, each of which requiring different surgery time, using revenue management mechanisms. Deciding about accepting or rejecting a surgery request is made beside the option of preserving capacity of the operation room for future valuable requests based on the adjusted revenue (via inclusion of importance levels derived from expert opinions by an AHP approach). Data in this study were collected from Sayad-e-Shirazi Hospital of GorGan city. For formulating the problem we develop contingency and deterministic dynamic programming algorithms. Besides, we also propose a heuristic method based on a deterministic linear programming approach. The number of accepted requests for classes with higher financial priority using RM approach are compared with FCFS policy and results signify that a higher level of efficiency is attainable using the proposed RM approaches. The efficiency along with using different surgical importance levels in accepting requests is also investigated.Keywords: Revenue management, Capacity control, Dynamic Programming, Surgery classes
-
یکی از مشکلات رایج شبکه های کامپیوتری حجم زیاد اطلاعات موجود در چنین شبکه هایی است. در این بین، جستجو و اطلاع از محتوای اسناد متنی که گسترده ترین نوع اطلاعات بر روی چنین شبکه هایی هستند، بسیار مشکل و گاهی اوقات غیرممکن می باشد. هدف سیستم های خلاصه سازی چند سندی متن، تولید کردن خلاصه ای با طول ثابت از اسناد متنی ورودی ضمن پوشش حداکثری محتوای اسناد می باشد. مقاله ی حاضر، روشی جدید برای خلاصه سازی اسناد متنی بر مبنای استفاده از روابط تفسیر و استلزام متنی و با فرموله سازی مساله در قالب یک مساله ی بهینه سازی ارائه کرده است. در این روش، جمله های درون اسناد ورودی ابتدا بر اساس رابطه ی تفسیر متنی خوشه بندی شده سپس امتیاز استلزام متنی برای کسری از سرآیند خوشه ها که دارای بیشترین امتیاز مرتبط با پرس وجوی کاربر هستند محاسبه شده و براساس آن امتیاز نهایی هر جمله به دست می آید. در نهایت، به کمک دو رویکرد حریصانه و برنامه ریزی پویا مساله ی بهینه سازی حل شده و ضمن انتخاب بهترین جمله ها، خلاصه ی نهایی تولید می شود. نتایج اجرای سیستم پیشنهادی بر روی مجموعه داده های استاندارد و انجام ارزایابی بر اساس سیستم ROUGE نشان می دهند که این سیستم کارایی بهترین سیستم های خلاصه سازی استخراجی مبتنی بر پرس وجو را به صورت میانگین حداقل به میزان 5/2% بهبود داده است.کلید واژگان: پردازش زبان طبیعی، خلاصه سازی متن، تفسیر متنی، استلزام متنی، کوله پشتی صفر و یکOne of the most common problems with computer networks is the amount of information in these networks. Meanwhile searching and getting inform about content of textual document, as the most widespread forms of information on such networks, is difficult and sometimes impossible. The goal of multi-document textual summarization is to produce a pre-defined length summary from input textual documents while maximizing documents’ content coverage. This paper presents a new approach for textual document summarization based on paraphrasing and textual entailment relations and formulating the problem as an optimization problem. In this approach the sentences of input documents are clustered according to paraphrasing relation and then the entailment score and final score of a fraction of the header sentences of clusters which have the best score according to the user query is calculated. Finally, the optimization problem is solved via greedy and dynamic programming approaches and while selecting the best sentences, the final summary is generated. The results of implementing the proposed system on standard datasets and evaluation via ROUGE system show that the proposed system outperforms the state-of-the-art systems at least by 2.5% in average.Keywords: Textual Document Summarization, Dynamic Programming, Textual Entailment
-
در این مقاله، مسئله ی تعیین اندازه ی انباشته ی پویای احتمالی با درنظرگرفتن تخفیف کلی بررسی می شود. مدل غیرخطی مسئله در دو حالت ارائه می شود. با رویکرد اول مدل تقریب تکه تکه خطی مسئله ارائه خواهد شد؛ رویکرد دوم مبتنی بر یک الگوریتم شاخه وکران است. در این الگوریتم زیرمسئله ی مربوط به هر گره، یک مسئله ی غیرخطی مختلط است که بر مبنای برنامه ریزی پویا حل می شود. هر مرحله از این برنامه ریزی پویا با روش ترکیبی شاخه وکران و آزادسازی لاگرانژ حل می شود. نتایج عددی ارائه شده در این مطالعه نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی نسبت به حل مدل ریاضی مسئله با استفاده از نرم افزار تجاری G A M S بسیار سریع تر به جواب بهینه می رسد. الگوریتم پیشنهادی برای حالت دوسطحی تخفیف با حل مدل تقریبی مسئله در این نرم افزار نیز مقایسه شده است.
کلید واژگان: تعیین اندازه ی انباشته ی احتمالی، تخفیف کلی، شاخه وکران، برنامه ریزی پویا، آزادسازی لاگرانژDynamic lot sizing problem is one of the significant problems in industrial units and has beenconsidered by many researchers. Considering the quantity discount in purchasing cost is one of the important and practical aspects of inventory problems in the field of inventory control and management, and it has been less focused in terms of stochastic version of dynamic lot-sizing problem in inventory management. In this paper, the stochastic dynamic lot-sizing problem with the assumption of existence of all-units quantity discount in purchasing is defined and formulated. Two approaches are presented to handle the solving procedure of this problem. Since the considered model is a mixed integer non-linear programing model, and the objective function of the model is the only non-linear part of the model. At first, we introduce a piecewise linear approximation model to convert the objective function to a linear term. The main solution approach breaks down the problem into four levels. At the first level, a branch and bound algorithm branches the problem on the periods with a predetermined discount level. In this case, the problem is converted to constrained version of the Sox problem [10]. This sub problem raised in each node in the branch and bound algorithm, is a mixed integer non-linear programing too, which is solved based on a dynamic programming approach in the second level. In each stage, in this dynamic programming algorithm, there is a sub -problem which is solved via a branch and bound algorithm. The problem raised in each node of the recent branch and bound algorithm is solved with lagrangian relaxation method. The numeric results found in this study indicate that the proposed approach solves the problem faster than the mathematicalprogramming model using the commercial software GAMS. Moreover, the proposed algorithm for the two discount levels is also compared with the approximate solution in the mentioned software. The results indicate that our algorithm up to 14 periods can not only obtain the exact solution, but also consume less time in contrast to the approximate model.
Keywords: Dynamic lot sizing problem, total quantity discount, branch and bound algorithm, dynamic programming, lagrangian relaxation method -
در این مقاله یک چارچوب بازیابی بار در شبکه توزیع انرژی که شامل تولیدات پراکنده و منابع ذخیره انرژی می باشد، پیشنهاد می شود. در این چارچوب از روش برنامه ریزی پویا (DP) به عنوان ابزار بهینه سازی مساله بازیابی بار شبکه توزیع استفاده شده است. زمان و ترتیب برق دار کردن فیدرهای (بارهای) شبکه توزیع بعد از خاموشی سراسری اتفاق افتاده، به عنوان مراحل و جواب بهینه مساله بهینه سازی روش برنامه ریزی پویا در نظر گرفته می شود. روش پیشنهادی اولویت بارهای شبکه را نیز بر اساس اهمیت آن، در مساله بازیابی در نظر می گیرد. در انتها روش پیشنهادی در یک شبکه واقعی پیاده سازی شده و بر اساس نتایج به دست آمده کارآمد و عملی بودن آن استنتاج شده است.کلید واژگان: بازیابی بار، منابع ذخیره انرژی، تولیدات پراکنده، برنامه ریزی پویا و اولویت بارIn this paper, a load restoration framework is proposed in distribution network, which includes distributed generations and energy storage resources. In this framework, dynamic programming method (DP) has been used as a tool to optimize the distribution system restoration problem. The time and sequence of the feeders (loads) of the distribution network are considered as the optimal steps and the optimal answer to the problem of optimization of the dynamic programming method after the global outage has occurred. The proposed method considers the priority of network loads according to its importance in load restoration problem. At the end, the proposed method is implemented in a real network and its efficient and practical inference is derived from the results.Keywords: Load restoration, energy storage, distributed generation, dynamic programming, load priority
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.