gray wolf algorithm
در نشریات گروه عمران-
تاخیر در سفرهای هوایی امر اجتناب ناپذیری است و نقش بسیار مهمی در سود و زیان شرکت های هواپیمایی دارد. با پیش بینی و یا تخمین تاخیر می توان تا حدی منافع آژانس ها و رضایت مشتریان را افزایش داد. تاخیرات پرواز باعث تغییر در زمانبندی و چیدمان پروازها و همچنین افزایش هزینه های سازمان می گردد. در این زمینه کارهای زیادی از جمله زمانبندی و تخصیص مجدد گیت انجام شده است که اکثر آنها بدون در نظر گرفتن تاخیرات پروازی و فقط با توجه به محدودیت ها و استفاده از منابع موجود سعی در تخصیص گیت داشتند. از آنجاییکه متغیرهای موثر در تخصیص گیت دارای عدم قطعیت هستند و هیچ الگوریتم شناخته شده ای برای یافتن راه حل بهینه در مدت زمان محدود برای آن وجود ندارد، این مسیله از نوع مسایل NP-hard محسوب شده و تابع شرایط و سیاست های مختلف فرودگاه ها و آژانس ها نیز می باشد. در این مقاله در صورت بروز تاخیر سیستم ترکیبی مبتنی بر الگوریتم گرگ خاکستری و منطق فازی طراحی شده است که لیست تخصیص گیت را با توجه به عدم قطعیت ها و با استفاده از داده های مربوط به پیش بینی تاخیر به روز رسانی می کند مدل پیشنهادی با استفاده از داده های شهر بوستون در محیط متلب، پیاده سازی و تست گردید. نتایج ارزیابی مدل نشان دادند که مدل پیشنهادی لیست تخصیص گیت را بهبود بخشده طوری که برخی از گیت ها خالی می مانند و این بدان معناست که می توان بدون تغییر در زیر ساخت فیزیکی فرودگاه، تعداد پروازها را بیشتر و سود سازمان را افزایش دادکلید واژگان: الگوریتم گرگ خاکستری، تخصیص گیت، سیستم فازیAir travel delays are inevitable and play a very important role in the profits and losses of airlines. By predicting or estimating delays, the benefits of agencies and customer satisfaction can be increased to some extent. Flight delays change flight schedules as well as increase organization costs. In this regard, a lot of work has been done, including scheduling and reallocation of gates, most of which tried to allocate the gate without considering flight delays and only due to limitations and the use of available resources. Since the variables affecting the gate allocation are uncertain and there is no known algorithm to find the optimal solution for it in a limited time, this issue is considered NP-hard problem and is subject to different conditions and policies of airports and agencies. In this paper, in case of delay, a hybrid system based on the Gray Wolf algorithm and fuzzy allocation logic is designed, which up to date the gate allocation list according to the uncertainties and using the data related to the delay prediction. The proposed model was implemented and tested using Boston data in a MATLAB environment. The results of the model evaluation showed that the proposed model has improved the gate allocation list so that some gates remain empty, which means that the number of flights can be increased and the organization's profit can be increased without changing the physical infrastructure of the airport.Keywords: fuzzy logic system, Gate Allocation, Gray wolf algorithm
-
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، سال پنجاه و سوم شماره 1 (پیاپی 110، بهار 1402)، صص 199 -210خاک های غیراشباع حدود 40 درصد از خاک های سطح زمین را پوشانده و در اکثر پروژ ه های مهندسی ژیومکانیک به چنین خاک های برخورد می شود. تعیین مقاومت برشی خاک های غیراشباع براساس اصل تنش موثر به منظور استفاده در این گونه پروژه ها، مستلزم انجام آزمایش های نسبتا وقت گیر، پرهزینه و پیچیده است. از طرفی به دلیل تغییرات در خصوصیات خاک هر منطقه استفاده از روش های تجربی به منظور تخمین تنش موثر خاک های غیراشباع از دقت کم تری برخوردار بوده و با خطا همراه است. به منظور برآورد صحیح مقاومت برشی خاک های غیراشباع، هدف از نگارش این مقاله کاربرد روش های جدید هوشمند برای تخمین پارامتر تنش موثر، با استفاده از دو الگوریتم بهینه سازی هوشمند گرگ خاکستری، (Grey wolf optimization) و سینوس- کسینوس، (Sine cosine algorithm) می باشد. در این مدل ها از پارامترهایی نظیر: مقدار ورودی هوا، مقدار آب حجمی در شرایط باقی مانده و اشباع، شیب منحنی مشخصه آب- خاک، فشار محدودکننده خالص و مکش به عنوان پارامترهای ورودی و از پارامتر تنش موثر به عنوان خروجی استفاده شده است. در انتها برای صحت و ارزیابی مدل های پیش بینی از شاخص های ضریب همبستگی مربع (R2)، میانگین درصد خطای مطلق، (Mean Absolute Percentage Error)، شمول واریانس، (Variance accounted for)، مجذور میانگین خطای مربع، (Root mean squared error) و میانگین خطای مربع، (Mean squared error) استفاده شده است. نتایج مدل سازی نشان می دهد که استفاده از دو الگوریتم بهینه سازی هوشمند گرگ خاکستری و سینوس- کسینوس دقت و کارایی قابل قبولی را در تخمین پارامتر تنش موثر برای خاک های غیراشباع دارد.کلید واژگان: پارامتر تنش موثر، خاک غیراشباع، تخمین غیرمستقیم، الگوریتم گرگ خاکستری، الگوریتم سینوس- کسینوسJournal of Civil and Environmental Engineering University of Tabriz, Volume:53 Issue: 1, 2023, PP 199 -210Compacted soils, which are commonly used in geotechnical engineering projects, such as earth dams, highways, embankments, and airport runways, are mostly unsaturated. To achieve a safe design in all these projects, the stress state variable in soil plays a significant role. Any proposed model for the stress state variable should express its independence from the soil properties. In saturated soils, the e effective stress is taken into account as the stress state variable. Some researchers have attempted to find the stress state variable for unsaturated soils the same as that for saturated soils with only one variable; however, they have noticed that the soil properties have been involved in the proposed models (Bishop, 1959; Escario and Saez, 1986; Khalili and Khabbaz, 1998; Lu and Likos, 2004; Rahnema et al., 2019). The purpose of this paper is to apply new intelligent methods to accurately estimate the effective stress parameter, using two gray wolf optimization (GWO) and sine-cosine (SCA) optimization algorithms.Keywords: Effective stress parameter, Unsaturated soil, indirect estimation, gray wolf algorithm, sine-cosine algorithm
-
با گسترش روزافزون محیط های شهری، ایجاد و توسعه سیستم های حمل ونقل درون شهری به منظور کاهش ترافیک، آلودگی ها و کاهش هزینه های ناشی از عبور و مرور درون شهری امری ضروری است. با توجه به اینکه بخش مهمی از هزینه ساخت مترو مربوط به حفاری و نگهداری تونل ها می شود. بنابراین یکی از مهم ترین تصمیم ها در بحث ساخت تونل های مترو روش حفاری در محیط های آبرفتی و ریزشی می باشد. حفاری تونل توسط ماشین TBM-EPB در مقایسه با سایر روش های حفاری در خاک های نرم و مناطق ریزشی یک روش سریع، پرقدرت و همراه با نگهداری است. یکی از عوامل بسیار مهم در جلوگیری از ریزش سینه کار در حین حفاری در زمین های نرم و آبرفتی برآورد فشار سینه کار بهینه ماشین حفاری در هر مرحله حفاری (کیلومتراژهای مختلف) می باشد. زیرا کم و یا زیاد بودن فشار سینه کار ماشین حفاری منجر به افزایش هزینه ها، خسارت های جانی، سختی زیاد و همچنین منجر به وقفه در اتمام پروژه می شود. در این مقاله به دلیل عدم قطعیت در پارامترهای ژیوتکنیکی و حساسیت تونل های شهری، مسئله از دیدگاه احتمالاتی مورد مطالعه قرار گرفته است. به همین منظور، ابتدا برای 50 حالت مختلف مدل سازی عددی خط 2 مترو تبریز با استفاده از نرم افزار PLAXIS3D2020 صورت گرفته و در ادامه از روش شبیه سازی مونت کارلو برای تولید اعداد تصادفی و اختصاص توزیع های احتمالاتی مناسب استفاده شده است. سپس با استفاده از الگوریتم فراابتکاری گرگ خاکستری (GWO) فشار سینه کار ماشینTBM-EPB با کمک رابطه پیش بینی بدست آمده، تخمین زده شده است. در نهایت به منظور ارزیابی و صحت سنجی رابطه بدست آمده از شاخص های آماری ضریب همبستگی مربع (R2)، شمول واریانس (VAF)، میانگین درصد خطای مطلق (MAPE)، جذر میانگین خطای مربع (RMSE) و میانگین خطای مربع (MSE) استفاده شده است. با توجه به اعتبارسنجی مدل، رابطه ایجاد شده توسط الگوریتم گرگ خاکستری به واقعیت مسئله بسیار نزدیک بوده و از آن می توان برای ادامه مسیر در مناطق مشابه دیگر استفاده کرد.
کلید واژگان: فشار سینه کار ماشینTBM-EPB، الگوریتم گرگ خاکستری، شبیه سازی مونت کارلو، نرم افزار PLAXIS3D2020With the increasing expansion of urban environments, the creation and development of intra-city transportation systems in order to reduce traffic, pollution and reduce the costs of intra-city traffic is essential. Considering that an important part of the construction cost of the metro is related to the excavation and maintenance of tunnels. Therefore, one of the most important decisions in the construction of subway tunnels is the excavation method in alluvial and fall environments. Tunnel excavation by TBM-EPB machine is a fast, powerful and maintenance method compared to other excavation methods in soft soils and fall areas. One of the most important factors in preventing the face pressure from falling during excavation in soft and alluvial fields is estimating the optimal face pressure of the excavation machine in each excavation stage (different kilometers). Because the high or low face pressure of the excavation machine leads to increased costs, loss of life, high hardness and also leads to delays in the completion of the project. In this paper, due to the uncertainty in geotechnical parameters and the sensitivity of urban tunnels, the issue has been studied from a probabilistic perspective. For this purpose, first for 50 different numerical modeling modes of Tabriz Metro Line 2 using PLAXIS3D2020 software and then Monte Carlo simulation method has been used to generate random numbers and assign appropriate probabilistic distributions. Then, using the Gray Wolf meta-heuristic algorithm (GWO), the face pressure of the TBM-EPB machine was estimated using the prediction relation. Finally, in order to evaluate and validate the relationship, the statistical indicators of square correlation coefficient (R2), variance inclusion (VAF), mean absolute error percentage (MAPE), root mean square error (RMSE) and mean square error (MSE) were used. Is. According to the model validation, the relationship created by the gray wolf algorithm is very close to the reality of the problem and it can be used to continue the route in other similar areas.
Keywords: TBM-EPB machine face pressure, Gray Wolf algorithm, PLAXIS3D2020 software, Monte Carlo Simulation -
طراحی بهینه ابعاد سدهای بتنی وزنی با کاهش سطح مقطع سد به کاهش حجم بتن مصرفی و کاهش هزینه های ساخت می انجامد. به دلیل تعدد قیودات حاکم بر مساله همچون قیدهای پایداری در مقابل واژگونی و لغزش که به پیچیده شدن فضای تصمیم می انجامد، استفاده از مدل های بهینه سازی فراکاوشی در طراحی بهینه سدهای بتنی وزنی گسترش یافته است. در این پژوهش برای نخستین بار قابلیت الگوریتم بهینه سازی گرگ خاکستری در حل مساله طراحی بهینه ابعاد سد بتنی وزنی کوینا مورد بررسی قرار گرفته و ابعاد بهینه استخراجی با نتایج الگوریتم بهینه سازی هوش تجمعی ذرات مقایسه شد. مقایسه نشان داد که الگوریتم گرگ خاکستری با 5/61 درصد تعداد فراخوان کم تر نسبت به الگوریتم هوش تجمعی ذرات، توانسته میانگین توابع هدف محاسباتی را به میزان 2/5 درصد بهبود بخشد. از نظر پایداری راه حل ها نیز انحراف معیار توابع هدف محاسبه شده با الگوریتم گرگ خاکستری نسبت به الگوریتم هوش تجمعی ذرات کم تر است. هرچند از نظر رسیدن به جواب بهینه مطلق در ده بار اجرای الگوریتم، جواب محاسبه شده توسط الگوریتم هوش تجمعی ذرات به میزان 6/1 درصد بهتر می باشد. در مجموع نتایج نشان دهنده کارآیی الگوریتم گرگ خاکستری در محاسبه ابعاد سدهای وزنی بتنی از منظر دقت و پایداری جواب ها و سرعت همگرایی می باشد.
کلید واژگان: سد بتنی وزنی، بهینه سازی، الگوریتم گرگ خاکستری، نیروهای استاتیکی، نیروی زلزله، پایداری واژگونی، پایداری لغزشیAcquiring optimal dimensions of concrete dams by reducing the cross section will reduce the volume of concrete used and consequently reduce construction costs. Due to multiplicity of constraints which leads to complexity of the decision space, meta-heuristic optimization algorithms have been increasingly used in optimal design of gravity dams. In this study, performance of Grey Wolf Optimizer was assessed in optimal design of Koyna concrete gravity dam and the results were compared to Particle Swarm Optimization. Results indicated that Grey Wolf Optimization was able to reach to a 5.2 percent lower mean optimal cost over 10 runs result with considerably a 61.5 percent smaller number of function evaluations compared to Particle Swarm Optimization and considering stability of the algorithm results obtained from Grey Wolf Optimization had smaller standard deviation than Particle Swarm Optimization. However, in 10 consecutive runs, the minimum optimal value reached using Particle Swarm Optimization was 1.6% smaller than the smallest optimal value obtained from Grey Wolf Optimization, considering overall performance of algorithms, Grey Wolf Optimization presented a promising performance having a faster and stable convergence
Keywords: Concrete gravity dam, Optimization, Gray Wolf Algorithm, Static forces, Earthquake force, Overturning stability, Slip Stability -
امروزه، کنترل ارتعاشات سازه در حین زلزله و همچنین کاهش پاسخ سازه از اهمیت بالایی برخوردار است. میراگرها یکی از انواع سیستم های کنترلی به منظور جذب انرژی زلزله و اتلاف آن جهت کاهش پاسخ سازه می باشند. هدف اصلی این مقاله، یافتن مشخصه های بهینه برای میراگر غیرخطی ویسکوز است که در قاب بتنی یک دهانه سه طبقه به صورت ضربدری در تمامی طبقات قرار دارد. فرض بر این است که سازه تحت زلزله ای مشخص قرارگرفته و هر دو نوع رفتار خطی و غیرخطی حین زلزله برای سازه در نظر گرفته می شود. جهت مدل سازی قاب بتنی و میراگرهای غیرخطی ویسکوز از نرم افزار اپنسیس استفاده می شود و پاسخ های سازه در گام های زمانی متفاوت با استفاده از روش عددی نیومارک، محاسبه می شوند. قیدهایی در نظر گرفته شده در حین فرآیند بهینه سازی شامل محدوده هایی برای پارامترهای میراگر غیرخطی ویسکوز (ضریب میرایی، سختی محوری و توان سرعت) و همچنین بیشینه قدر مطلق مقدار برش پایه می باشند و هدف یافتن مقادیر بهینه برای این پارامترها است به گونه ای که تحت بار زلزله های در نظر گرفته شده، بیشینه قدر مطلق جابجایی بام سازه کمینه شود. نتایج نشان می دهند که این میراگر جهت کنترل سازه در ناحیه ی خطی بسیار مناسب می باشد و به ترتیب بیشینه جابجایی بام و بیشینه برش پایه را تحت زلزله ی السنترو به میزان 51/37 و 39/43 درصد کاهش می دهد درحالی که جهت بهبود رفتار سازه در ناحیه ی غیرخطی چندان مناسب نمی باشد.
کلید واژگان: تحلیل دینامیکی، میراگر غیرخطی ویسکوز، بهینه سازی، کنترل ارتعاشات، الگوریتم گرگ های خاکستری، اپنسیسNowadays, controlling vibration of a structure in earthquakes and reducing the structural responses are of great importance. Dampers are a type of systems controlling the absorption of the earthquake energy and dissipating it in order to reduce the structural responses. The main objective of this paper is to find the optimal characteristics of the nonlinear viscose dampers placed at all storeys in a three-storey single bay concrete frame. It is assumed that the structure is subjected to the Elcentro and Gazli earthquakes; and both linear and nonlinear behaviors are considered for the structure during the earthquakes. OpenSees software is used to model the concrete frame and nonlinear viscous dampers. The structural responses are calculated at different time steps, using Newmark's numerical method. A series of constraints which are considered during the optimization process include the limits for parameters of nonlinear viscous damper (Viscous coefficient, axial stiffness and damper exponent) and the maximum absolute value for base shear. The objective is to find optimal values for these parameters in such a way that the maximum absolute value would be minimized for the roof displacement during the earthquake load. The results show that the nonlinear viscous damper is very suitable to control the structure responses when it has linear behavior. In fact, when the structure is subjected to the Elcentro earthquake, the maximum absolute value of the roof displacement and base shear decrease by 37.51% and 43.39%, respectively. The nonlinear behavior of the concrete frame does not improved considerably when the nonlinear viscous dampers are used to control the nonlinear response of the structure in the earthquake.
Keywords: Dynamic analysis, Nonlinear viscous damper, optimization, vibration control, Gray wolf algorithm, OpenSees -
در طول سه دهه اخیر، مسئله بهره برداری بهینه از مخازن سدها در بین پژوهشگران مدیریت منابع آب از توجه زیادی برخوردار بوده است. در همین راستا، با توجه به کارایی و قابلیت های بالای الگوریتم های فراابتکاری در این پژوهش به پیش بینی ذخیره مخزن سد شهرچای ارومیه و ارایه یک برنامه پیش بینی کوتاه مدت چند سال آتی، با استفاده از الگوریتم بهینهساز گرگ خاکستری (GWO) پرداخته شده است. الگوریتم GWO از سلسله مراتب رهبری و سازوکار شکار گرگ های خاکستری در طبیعت تقلید می کند. در این الگوریتم از چهار نوع گرگ خاکستری شامل آلفا، بتا، دلتا و امگا برای شبیه سازی سلسله مراتب رهبری استفاده شده است. در این پژوهش با در نظر گرفتن افق دید برنامه ریزی یک ساله و بازه های زمانی ماهانه، ابتدا الگوریتم بهینه ساز گرگ خاکستری GWO برای مسئله پیش بینی ذخیره مخزن سد شهرچای ارومیه طی دوره آماری 93-1385، به خوبی ارزیابی شد و نتایج با روش بهینه سازی الگوریتم رقابت استعماری (ICA) مقایسه شد. نتایج نشان داد الگوریتم GWO، با دقت 90% نتایجی بسیار مطلوب تری در یافتن جواب بهینه، سرعت همگرایی و هزینه ی محاسباتی کم تری در مقایسه با الگوریتم ICA ارایه می کند. نتایج این پژوهش نشان داد الگوریتم GWO، الگوریتمی مناسب در حل مسئله بهره برداری بهینه از سیستم مخزن سد می باشد.
کلید واژگان: الگوریتم گرگ خاکستری، الگوریتم رقابت استعماری، بهره برداری بهینه، پیش بینی، سد شهرچایIn recent decades, the optimal use of dam reservoirs among water resource management researchers has been of great interest. So, due to the high performance and capabilities of evolutionary algorithms, in this study, using gray wolf optimizer algorithm (GWO) to predict Urmia Shaharchay dam reservoir and present a short-term forecast program for next years. The gray wolf algorithm imitates the hierarchy of leadership and the mechanism of hunting gray wolves in nature. In this algorithm, four types of gray wolves consists of alpha, beta, delta and omega have been used to simulate the hierarchy of leadership. In this study, considering the annual planning and monthly intervals, GWO algorithm was firstly evaluated for prediction storage of Urmia shaharchay reservoir during 2006-202014 years and the results compared with ICA algorithm. The results showed that GWO algorithm, with a high accuracy of 90%, provides better results in finding optimal response, convergence rate and lower computational cost compared to ICA algorithm. The results of this study indicated that GWO algorithm, an appropriate algorithm to solve the optimal operation of dam reservoir system problem.
Keywords: Gray Wolf Algorithm, Imperialist Competitive Algorithm, Optimal Operation, Prediction, Shaharchay Dam
- 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.