multi-objective optimization
در نشریات گروه عمران-
استفاده از افزودنی های پودر لاستیک و پودر کربن در روسازی، با وجود مزایای فنی و زیست محیطی، با محدودیت هایی مواجه است که نیاز به بهینه سازی درصد مصرف آنها دارد. هدف این پژوهش، بهینه سازی خصوصیات مکانیکی آسفالت به منظور افزایش طول عمر و کیفیت روسازی و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری بر مبنای نتایج آزمایشگاهی است. متغیرهای ورودی شامل درصد پودر کربن و پودر لاستیک و متغیرهای خروجی شامل مدول برجهندگی، مقاومت رطوبتی، انرژی شکست، عمق شیارشدگی و کرنش های تجمعی آسفالت هستند. مدل ریاضی فرآیند برای هر مشخصه مکانیکی آسفالت با استفاده از روش پاسخ سطح تعیین و دقت آن با تحلیل واریانس بررسی شد. نتایج نشان داد که تحلیل آماری RSM از دقت بالایی برخوردار بوده و متغیرهای خطی CRM و ACP تاثیر قابل توجهی بر رفتار مکانیکی و عملکردی آسفالت دارند. شرایط بهینه برای بیشینه سازی مشخصات مکانیکی آسفالت به صورت ACP برابر 4/44% و CRM برابر 9/14% پیشنهاد شد. مقایسه شرایط بهینه سازی شده و حداقل آزمایشگاهی نشان داد که استفاده از ترکیب بهینه پودر لاستیک و پودر کربن، به ترتیب 9%، 53% و 69% بهبود در مقاومت رطوبتی، انرژی شکست و مدول برجهندگی و همچنین 48% و 44% کاهش در عمق شیارشدگی و کرنش پلاستیک ایجاد می کند. به طور کلی، نتایج این تحقیق نشان می دهد که بهینه سازی انرژی شکست، مدول برجهندگی و مقاومت رطوبتی، همراه با کاهش شیارشدگی، می تواند منجر به افزایش کیفیت و طول عمر روسازی و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری شود.کلید واژگان: توسعه پایدار، آسفالت اصلاح شده، محیط زیست، مشخصات عملکردی، بهینه سازی چند هدفهThe use of rubber powder and carbon powder additives in pavement, despite its technical and environmental advantages, faces limitations that require optimization of their usage percentage. The aim of this research is to optimize the mechanical properties of asphalt in order to increase the lifespan and quality of the pavement and reduce maintenance costs based on laboratory results. The input variables include the percentage of carbon powder and rubber powder, and the output variables include the modulus of elasticity, moisture resistance, fracture energy, rutting depth, and asphalt cumulative strains. The mathematical process model for each asphalt mechanical characteristic was determined using response surface method (RSM) and its accuracy was checked by variance analysis. The results showed that the statistical analysis of RSM is highly accurate and the linear variables of CRM and ACP have a significant effect on the mechanical and functional behavior of asphalt. The optimal conditions for maximizing the mechanical characteristics of asphalt were proposed as ACP equal to 44.4% and CRM equal to 14.9%. The comparison of the optimized and minimum laboratory conditions showed that the use of the optimal combination of rubber powder and carbon powder, respectively 9%, 53% and 69% improvement in moisture resistance, fracture energy and modulus of elasticity, as well as 48% and 44% reduction in the depth of rutting. and creates plastic strain. In general, the results of this research show that the optimization of fracture energy, modulus of elasticity and moisture resistance, along with the reduction of rutting, can lead to an increase in the quality and lifespan of the pavement and a reduction in maintenance costs.Keywords: Sustainable Development, Modified Asphalt, Environment, Performance Characteristics, Multi-Objective Optimization
-
با توجه به تنوع ساختمان های شهری از منظر منظمی و نامنظمی، بررسی هزینه چرخه عمر آنها حائز اهمیت است؛ این مهم هنوز به طور کامل در تحقیقات گذشته مورد بررسی واقع نشده است. از سوی دیگر، فقدان بکارگیری مدلسازی اطلاعات ساختمان در پژوهش های پیشین برای استفاده در طراحی مبتنی بر هزینه چرخه عمر سازه ها مشهود است. این تحقیق با هدف برجسته کردن تاثیر نامنظمی بر هزینه چرخه عمر سازه ها، چارچوبی یکپارچه مبتنی بر بهینه سازی طراحی لرزه ای سازه ها و با استفاده از ظرفیت های هزینه چرخه عمر و مدلسازی اطلاعات ساختمان ارائه می کند. بدین منظور یک محیط اشتراکی در نرم افزار متلب ایجاد، اطلاعات بین نرم افزارهای رویت، ایتبس و اکسل تبادل و بهینه سازی با استفاده از NSGA-II برای موازنه هزینه اولیه و هزینه چرخه عمر صورت می گیرد. ابزارهای مدلسازی اطلاعات ساختمان می توانند تا حدود زیادی محدویت های تحلیل هزینه چرخه عمر مانند زمان تبادل اطلاعات را کاهش و دقت و سرعت محاسبات را افزایش دهند. با مدلسازی شش مدل در دو تیپ منظم و نامنظم، چارچوب پژوهش و تفاوت رفتار سازه ها مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج تحقیق نشان داد که هزینه های غیرمستقیم سازه های نامنظم نسبت به منظم بیشتر هستند. علاوه بر این، یافته ها نشان می دهند که کاهش هزینه های چرخه عمر سازه های نامنظم نسبت به منظم نیازمند افزایش درصد هزینه اولیه بالاتری هستند. بعنوان مثال، برای سازه 13 طبقه منظم و نامنظم، افزایش 17٪ هزینه اولیه به ترتیب منجر به کاهش 48٪ و 40٪ هزینه چرخه عمر آنها می شود.
کلید واژگان: سازه های نامنظم، مدلسازی اطلاعات ساختمان، هزینه چرخه عمر، طراحی مبتنی بر عملکرد، بهنیه سازی چندهدفهConsidering the variety of urban buildings from the point of view of regularity and irregularity, it is important to examine their life cycle cost (LCC); this issue has not yet been fully explored in previous research. On the one hand, the lack of utilization of building information modeling (BIM) in previous structural design-based LCC research is evident. This research aims to highlight the impact of irregularity on the LCC of structures by providing an integrated framework based on the seismic design optimization of structures by using LCC and BIM capacities. For this, a shared environment is created in MATLAB software, information is exchanged between Revit, Etabs, and Excel software, and optimization is done using NSGA-II for establishing a trade-off between initial cost and LCC. BIM tools can greatly reduce the limitations of LCC analysis, such as information exchange time, and increase the accuracy and speed of calculations. By modeling six models in two regular and irregular types, the framework of the research and the difference in the behavior of the structures are examined. The results showed that the indirect costs of irregular structures are more than the regular ones. In addition, the findings show that reducing the LCC of irregular structures compared to regular ones requires a higher initial cost percentage. For example, for regular and irregular 13-story structures, a 17% increase in the initial cost leads to a 48% and 40% reduction in their LCC, respectively.
Keywords: Irregular Structures, Building Information Modeling, Life Cycle Cost, Performance-Based Design, Multi-Objective Optimization -
International Journal of Optimization in Civil Engineering, Volume:14 Issue: 4, Autumn 2024, PP 539 -551
Structural optimization plays a critical role in improving the efficiency, cost-effectiveness, and sustainability of engineering designs. This paper presents a comparative study of single-objective and multi-objective optimization in the structural design process. Single-objective problems focus on optimizing just one objective, such as minimizing weight or cost, while other important aspects are treated as constraints like deflections and strength requirements. Multi-objective optimization addresses multiple conflicting objectives, such as balancing cost, with displacement treated as a secondary objective and strength requirements defined as constraints within the given limits. Both optimization approaches are carried out using Chaos Game Optimization (CGO). While single-objective optimization produces a definitive optimal solution that can be used directly in the final design, multi-objective optimization results in a set of trade-off solutions (Pareto front), requiring a decision-making process based on design codes and practical criteria to select the most appropriate design. Through a real-world case study, this research will assess the performance of both optimization strategies, providing insights into their suitability for modern structural engineering challenges.
Keywords: Single-Objective Optimization, Multi-Objective Optimization, Structural Optimization, Chaos Game Optimization -
در دهه های اخیر، با پیشرفت علوم کامپیوتری و تکنولوژی های نوین، طراحی و بهره برداری بهینه سرریزهای پلکانی مورد توجه فراوان مهندسین و طراحان هیدرولیک قرار گرفته است. بسیاری از مطالعات با هدف افزایش میزان استهلاک انرژی بر روی این سرریزها صورت گرفته است. در این سرریزها، پله ها نقش موثری در کاهش انرژی جریان دارند. در مقاله حاضر، به منظور دستیابی به یک مدل استوار در طراحی چند منظوره سرریزهای پلکانی با در نظر گرفتن هزینه های ساخت و ساز و استهلاک انرژی، یکی از الگوریتم های بهینه سازی فراکاوشی تحت عنوان، الگوریتم سنجاقک بهبود داده شده است. سپس از مدل توسعه داده شده برای طراحی سرریز سد ساروق استفاده شد. بررسی نتایج به دست آمده از طرح بهینه سرریز در فاز اول تحقیق، حاکی از افزایش میزان استهلاک انرژی به ازای دبی های 422، 560.2 و 776.9 مترمکعب بر ثانیه، به ترتیب برابر 81، 59 و 73 درصد در مقایسه با طرح موجود بود. همچنین میزان افزایش حجم طرح سرریز نیز به ازای افزایش استهلاک انرژی برای دبی های مذکور به ترتیب در حدود 24، 35 و 38 درصد بوده است. در فاز دوم مطالعه نیز استفاده از رویکرد بهینه سازی چند هدفه، منجر به ارائه مجموعه ای از طرح های بهینه سرریز به صورت نمودار پارتو نمودار پارتو گردید. مقایسه عملکرد الگوریتم سنجاقک بهبود داده شده با نسخه اصلی آن و الگوریتم های ژنتیک چندهدفه و اجتماع ذرات چند هدفه، حاکی از دقت و سرعت بالای الگوریتم پیشنهادی در طراحی سریزهای پلکانی بود.
کلید واژگان: سرریزهای پلکانی، بهینه سازی چندهدفه، استهلاک انرژی، الگوریتم بهینه سازی سنجاقکIntroductionConsidering that dams are one of the most important water storage resources in water projects, therefore, proper construction and operation management of them is one of the most important responsibilities of water resource managers. One of the important parts in the construction of any dam is the design of the dam spillway, which is responsible for discharging excess water from the reservoir to downstream in case of floods. Destruction or inefficiency of spillways causes severe damage to the dam or even causes its complete destruction, that is why the design and construction of this part of the dam is very important. Among different types of spillways, stepped spillways, in addition to passing excess water from the reservoir of dams, are also a structure that consumes flow energy. Until now, in the studies carried out in this field, the optimization of stepped spillways has been considered as a single objective, which usually aims to optimize, minimize construction costs or maximize energy consumption in these spillways, and rarely optimize the dimensions of spillways with Taking into account the two factors of cost and energy consumption has been considered simultaneously. Therefore, in this study, for the first time, a multi-objective optimization model has been developed by benefiting from the capabilities of the improved version of the dragonfly optimization algorithm for the design of stair overflows with the aim of minimizing the volume of concrete used and increasing energy consumption.
MethodologyIn the design of the stepped spillway, the discharge parameters (Q) and the horizontal length of the overflow (L) are among the most important input parameters, which are determined based on the initial studies of topography and hydrology and are considered constant during the design. According to the purpose of the present research, an optimal combination of effective parameters in the design of a stepped spillway, including slope, width, height of the spillway, water pressure on the spillway, and step height, should be determined in a way that leads to the highest energy consumption and the lowest design costs with By-law restrictions should be taken into account. In the current research, the objective function, which consists of decision variables, should simultaneously provide the maximum amount of energy consumption and the minimum volume of consumed concrete, while satisfying the constraints and hydraulic conditions of the design problem. For this purpose, the dragonfly optimization algorithm, which is one of the powerful algorithms of collective intelligence methods, and was first proposed by Mirjalili.This algorithm is inspired by the group and social behavior of dragonflies in nature. Dragonflies usually live alone in the wild and only act in groups for hunting and migration. The basis of the dragonfly optimization algorithm to find the optimal answer is their two crowding behaviors. In this way, based on the static behavior, the members of the algorithm population are divided into smaller groups and search the problem space, then based on their dynamic behavior (exploitation phase), they determine the optimal answer with more members.
ResultsThe spillway of Sarouq Dam, located in West Azarbaijan province, was selected as a case study in this research to evaluate the developed model. In the first part, the problem of optimal design of the stepped spillway of Sarouk Dam was investigated as a single-objective problem with the aim of maximizing the amount of energy consumption. The purpose of redesigning Sarouk dam spillway was to provide an optimal design for a stepped spillway instead of the existing flat spillway with the aim of maximizing energy consumption downstream of the dam. In all the optimal models provided by IDA, the consumption of water energy has increased significantly. According to the report of Hosseini, 2019, the amount of energy consumption at the foot of the existing spillway of Sarouk Dam is equal to 23.41, which the use of the stepped spillway in the present research increases it for the flow rates of 560.2, 776.9, and 422 cubic meters per second, respectively. 71.32, 65.72 and 74.74 percent. According to the main goal of this article, in this section, the new and improved algorithm based on the dragonfly algorithm has been used to optimize the multi-objective overflow of Sarouk Dam by considering the amount of concrete pouring and the amount of energy consumption as objective functions. The results shown that, using the multi-objective optimization approach for the design of stair overflows leads to the presentation of different types of designs with different implementation costs and energy consumption rates. Therefore, using the multi-objective optimization approach has led to the production of many answers, which allows the employer to design the overflow according to the budget he has.
ConclusionIn this research, using the improvement of a new metaheuristic algorithm called the dragonfly algorithm, a single-objective model was developed with the aim of maximizing energy consumption, and another multi-objective model was developed with the objectives of minimizing the construction costs of the stair overflow. The developed models were used for the optimal design of Sarouk Dam spillway. The use of the improved Dragonfly multi-objective optimization algorithm to minimize construction costs and increase energy consumption showed that the multi-objective optimization approach can provide a set of answers that is a great help to the employer in order to achieve an economic plan based on the budget. available
Keywords: Steeped Spillways, Multi-Objective Optimization, Energy Dissipation, Improved Dragonfly Optimization Algorithm -
Journal of the Structural Engineering and Geotechnics, Volume:13 Issue: 1, Winter and Spring 2023, PP 37 -48
Designing tunnels in liquefiable sandy soils presents a significant challenge in determining the optimal depth and extent of soil cementation around them. Reducing the depth of the tunnel decreases both the bending anchor force and the axial load on the tunnel's shell, yet it leads to an increase in ground surface settlement, and the opposite is true when depth is increased. Enhancing the cementation level at the tunnel's optimal depth reduces both structural uplift and shear forces exerted on the tunnel lining, but it also leads to an increase in axial loads and vice versa. Given the contradictory nature of these outcomes, the FLAC software was employed to simulate tunnels in liquefiable soils to address this dilemma. Subsequently, a neural network was utilized to identify correlations between the inputs and outputs of the simulation. This network was the objective function for identifying optimal values by applying a genetic algorithm. Optimal design parameters were derived using the NSGA-II modified algorithm, a multi-objective optimization technique based on the objective functions. Ultimately, Pareto charts generated from the multi-objective optimization process enabled designers to select the most suitable tunnel location according to their specific requirements concerning depth and soil cementation in liquefied soils.
Keywords: Multi-Objective Optimization, Liquefaction, Pore Water Pressure, Neural Network, Uplift -
International Journal of Optimization in Civil Engineering, Volume:14 Issue: 3, Summer 2024, PP 461 -487
Optimization has become increasingly significant and applicable in resolving numerous engineering challenges, particularly in the structural engineering field. As computer science has advanced, various population-based optimization algorithms have been developed to address these challenges. These methods are favored by most researchers because of the difficulty of calculations in classical optimization methods and achieving ideal solutions in a shorter time in metaheuristic technique methods. Recently, there has been a growing interest in optimizing truss structures. This interest stems from the widespread utilization of truss structures, which are known for their uncomplicated design and quick analysis process. In this paper, the weight of the truss, the cross-sectional area of the members as discrete variables, and the coordinates of the truss nodes as continuous variables are optimized using the HGPG algorithm, which is a combination of three metaheuristic algorithms, including the Gravity Search Algorithm (GSA), Particle Swarm Optimization (PSO), and Gray Wolf Optimization (GWO). The presented formulation aims to improve the weaknesses of these methods while preserving their strengths. In this research, 15, 18, 25, and 47-member trusses were utilized to show the efficiency of the HGPG method, so the weight of these examples was optimized while their constraints such as stress limitations, displacement constraints, and Euler buckling were considered. The proposed HGPG algorithm operates in discrete and continuous modes to optimize the size and geometric configuration of truss structures, allowing for comprehensive structural optimization. The numerical results show the suitable performance of this process.
Keywords: HGPG Algorithm, Structural Optimization, Metaheuristic Algorithm, Size Optimization, Geometry Optimization, Multi-Objective Optimization, Truss Design -
مسایل حمل و نقلی به سه سطح استراتژیک، تاکتیکی و کارکردی دسته بندی می شود که هریک سطح نفوذ، میزان بودجه مورد نیاز، تصمیم گیران و دوره زمانی متفاوتی دارند. مسیله طراحی و توسعه شبکه حمل و نقل ریلی یکی از مسایل مهم و کلیدی از سطح استراتژیک است. به طور خلاصه، طراحی شبکه به نحوه اختصاص دادن بودجه محدود به توسعه زیرساخت شبکه ریلی می پردازد، به گونه ای که هدفهای خاصی همچون کمینه سازی کل زمان سفر در شبکه، کمینه-سازی هزینه های توسعه یا نگهداری شبکه، بیشینه سازی درآمد حاصله از انتقال بار، یا بیشینه سازی جذب تقاضای سفر به سوی شیوه ریلی لحاظ شود. شکل عمومی مساله طراحی شبکه یک مسیله دوسطحی در رده مسایل NP-Hard به شمار می رود که حل آن در مقیاس های کوچک با دشواری روبروست.در این مقاله برای حل مسیله طراحی شبکه یک الگوریتم حریصانه ارایه می شود که سعی در کاهش هرچه بیشتر هزینه های توسعه شبکه دارد. الگوریتم با این هدف طراحی شده است که اولویت توسعه شبکه را به بلاک های با کمترین هزینه توسعه می دهد و این روند تا جایی پیش می رود که کل سطح تقاضای ورودی بتواند از شبکه انتقال پیداکند. این الگوریتم با زبان جاوا پیاده سازی شد و شبکه راه آهن ایران به عنوان مطالعه موردی استفاده شد. با توجه به ماهیت دو هدفی در مسیله، تقاضای عبوری و توسعه در شبکه، جواب های "شبه پاریتو" با درصد های متفاوت از اهمیت این دو هدف مورد بحث و بررسی قرار گرفت و نتایج الگوریتم پیشنهادی تحلیل گردید.
کلید واژگان: طراحی شبکه، الگوریتم حریصانه، شبکه راه آهن ایران، بهینه سازی چند هدفهTransportation issues are categorized into three strategic, tactical, and operational levels, each of which has a different level of influence, required budget, decision makers, and time period. The issue of developing the rail transportation network is one of the key issues at the strategic level. In short, network design deals with the solution of allocating a limited budget to a feasible subset of the set of projects, in such a way that specific goals: such as minimizing the total travel time in the network, the developing costs of the network, maximizing revenue from freight transportation, or maximizing the attraction of freight demand to the rail mode should be taken into account. In this issue, two stakeholders are considered. On one side, the operators make the macro decisions to meet the criteria; such as maximization of benefit, maximization of travel coverage, minimization of development costs, minimization of casualties and minimization of total travel time. On the other side users who try to maximize their benefits such as finding the shortest route through the network.The general form of the network design problem is a two-level problem in the category of NP-hard problems, which is difficult to solve in even small scales. To solve this problem, the solution algorithms are classified into two general categories: exact and approximate. The exact solution algorithm give the best global solution among the possible solutions, they are so-called intractable in terms of memory usage and solution time with the increase in the size of the problem. Therefore, the second category of so-called approximate algorithms was presented to solve network design problem. Greedy algorithms are classified in the category of approximate algorithms. In the greedy algorithm, reaching the goal in each step is independent of the previous step. That is, at each step to reach the solution, regardless of what choices was made in the previous stages.In this article, the greedy algorithm is presented to solve the problem of network design trying to reduce network development costs. The proposed algorithm is designed to develop the blocks with priority of the lowest cost, and this process continues until the entire level of incoming demand can be transferred through the network. This algorithm is implemented with Java language and the railway of Iran is used as a case study. Considering the nature of two objectives in the problem, freight demand passing through and development cost in the network, "pseudo-pareto" solutions with different percentages of the importance of two mentioned objectives are discussed. The analysis has shown that with the increasing importance of the development cost, fewer blocks are developed and as a result, less demand is passed through the network. Also, with the increasing importance of freight demand, the algorithm leads to solutions that have caused extensive development in the network. The proposed greedy algorithm has a light computational load, and it achieves its solutions in less than 1 hour. Also, the algorithm is implemented for two demand levels of 70 million tons per year and 110 million tons per year and the results are analyzed.
Keywords: Network design, greedy algorithm, multi-objective optimization, Railway of Iran -
International Journal of Optimization in Civil Engineering, Volume:13 Issue: 2, Spring 2023, PP 189 -205
In this study, the response of semi-actively controlled structures is investigated, with a focus on the effects of magneto-rheological (MR) damper distribution on the seismic response of structures such as drift and acceleration. The proposed model is closed loop, and the structure's response is used to determine the optimal MR damper voltage. A Fuzzy logic controller (FLC) is employed to calculate the optimum voltage of MR dampers. Drifts and velocities of the structure’s stories are used as FLC inputs. The FLC parameters and the distribution of MR dampers across stories are determined using the NSGA-II, when the structure is subjected to the El-Centro earthquake, so as to minimize the peak inter-story drift ratio and peak acceleration simultaneously. The efficiency of the proposed approach is illustrated through a twenty-story nonlinear benchmark structure. Non-dominated solutions are obtained to minimize the inter-story drift and acceleration of structures and Pareto front produced. Then, the non-dominated solutions are used to control the seismic response of the benchmark structure, which was subjected to the Northridge, Kobe, and Hachinohe earthquake records. In the numerical example the maximum drift and acceleration decrease by about 36.3% and 15%, respectively, in the El-Centro earthquake. The results also demonstrate that the proposed controller is more efficient in reducing drift than reducing acceleration.
Keywords: Fuzzy logic controller, NSGA-II, multi-objective optimization, semi-active control, MR damper -
This paper addresses a reliability-based multi-objective desgin method for spatial truss structures.The uncertainties of the applied load and the resistance of the truss members have been taken into account by generating a set of 50 random numbers. The failure probability of each truss member have been evaluated and consequently the failure probability of the entire truss system have been calculated considering as a series system. A multi-objective optimization problem has been defined with objective functions of truss weight and failure probability of the entire truss structure. The cross sectional area of the truss members have been considered as the design variables. The limitations of nodal displacements and allowable stress of the members have been defined as constraints. A 25-bar benchmark spatial truss has been considered as the case study structure and has been optimally designed using the non-dominated sorting genetic algorithm II (NSGA-II). The results show effectivness and simlicity of the proposed method which can provide a wide range of optimal solutions through Pareto fronts. These optimal solutions can provide both safety and reliability for the truss structure. Also, the results indicate that the failure probability of the truss structure reduces by increasing the uncertainty level of load and resistance.Keywords: Reliability based optimal design, Multi-Objective Optimization, space truss, Non-dominated genetic algorithm II
-
مهاربندهای کمانش تاب یکی از سیستم های نوین مقاوم لرزه ای می باشند. سطح مقطع هسته و طول مهاربند کمانش تاب از مهم ترین مشخصه ی این مهاربندها می باشد که در هزینه تولید آن تاثیر مستقیم دارد. با کاهش سطح مقطع مهاربندهای کمانش تاب، تقاضای ناشی از ظرفیت مهاربندها کاهش یافته و ابعاد تیرها و ستون ها نیز کاهش می یابد. هدف از این تحقیق، بهینه سازی وزن سازه، وزن مهاربندهای کمانش تاب با حفظ یکنواختی جابجایی های نسبی سازه در طبقات به وسیله تغییر سطح مقطع هسته و طول مهاربندهای کمانش تاب در ارتفاع سازه می باشد. بهینه سازی بر اساس نتایج حاصل از تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی قاب ها انجام می گیرد. تحلیل تاریخچه زمانی قاب های مورد مطالعه تحت هفت رکورد زلزله در نرم افزار OpenSEES انجام شده است. به این منظور تابع هدف و قیود موردنظر در الگوریتم های SPEA_II، PESA_II، MOEA_D، MOPSO و NSGA_II تعریف شده است و نتایج بهینه سازی نشان داده است که برای هر سه تابع هدف وزن سازه، وزن مهاربند کمانش تاب و یکنواختی جابجایی نسبی مقادیر بهینه سازی با درصدهای بالایی عملکرد سازه را بهینه کردند، به طوری که در مورد وزن مهاربند کمانش تاب ضمن حفظ توزیع یکنواخت جابجایی نسبی، در برخی موارد در سازه های 6 طبقه مورد بررسی تا حدود 50 درصد امکان کاهش وزن مهاربند وجود دارد.
کلید واژگان: بهینه سازی چند هدفه، مهاربندهای کمانش تاب، طراحی بهینه، تحلیل تاریخچه زمانی، تغییر مکان جانبی نسبیBuckling-Restrained Braces (BRBs) are one of the new seismic resistant systems. The cross-sectional area and length of the BRB brace is one of the most important characteristics of these braces that directly affects the cost of BRB frames. Since beams, columns, and connections are designed for the maximum forces developed in BRB, the decrease in cross-sectional area of the BRBs decreases the steel consumption in the whole structure.The main purpose of this study is to optimize the weight of the structure, BRBs weight while uniforming the drift profile by changing the cross-sectional area and the length of the BRBs using genetic algorithms and other multi-objective optimization algorithms. Optimization is based on the results of nonlinear time history analysis under seven earthquake records using OpenSEES software. For this purpose, the objective function and constraints were defined in the genetic algorithm NSGA_II, MOPSO, MOEA_D, PESA_II, SPEA_II, and the initial population produced was entered as the initial cross-sectional area and length of the braces in the OpenSEES software. The optimization results show that for all three objective functions, the optimization values with high percentages of structural performance were optimized in such a way that the weight of BRB can be decreased up to about 50%.
Keywords: Multi-objective optimization, Buckling-restrained brace, Optimum design, Time history analysis, Inter-story drift -
مقاله حاضر تلاش دارد تا مدل ریاضی مسیله مسیریابی تولید را با اعمال سیاست های حفاظت از محیط زیست ارایه نماید. شرکت موردبررسی از دو بخش مستقل تولید و توزیع تشکیل شده است. این زیرمجموعه ها به صورت غیرمتمرکز اداره می شوند و ارتباط دوطرفه میان آن ها یک بازی استکلبرگ را شکل می دهد. زیرمجموعه اول (شرکت توزیع) تصمیم گیرنده سطح اول است و برای وسایل نقلیه تعیین مسیر نموده و میزان انتقال محصول به هر یک از مشتریان را مشخص می کند. شرکت پخش دو هدف را پیگیری می نماید که عبارت اند از کمینه سازی هزینه های توزیع و نگهداری و کمینه سازی میزان آلایندگی وسایل نقلیه. ازآنجاکه محدودیت ظرفیت تولید، مانع از تامین تمامی خواسته های بخش توزیع توسط تولید کننده می شود؛ شرکت توزیع می تواند محصول را از شرکت تولیدی زیرمجموعه تهیه کرده و یا با پرداخت هزینه بیشتری از سایر تولیدکنندگان، کالای جایگزین را تامین نماید، که در این صورت از تولیدکننده غرامت دریافت می کند. در سطح پایین تر، زیرمجموعه دوم (تولیدکننده) با هدف کمینه سازی هزینه های تولید و نگهداری، به زمان بندی تولید می پردازد. درنهایت الگوریتم حل مسیله دوسطحی چندهدفه، بر مبنای رویکرد برنامه ریزی آرمانی فازی دوسطحی تشریح و بسط داده می شود. تحلیل نتایج عددی حاکی از آن است که مطلوبیت تصمیمات نهایی از دید توزیع کننده و تولیدکننده به میزان هزینه کالای جایگزین و غرامت حساس است. الگوریتم پیشنهادی برای بهبود میزان توافق بین تصمیم گیرندگان سطح اول و دوم تلورانس هایی را در نظر می گیرد که با تنظیم مناسب آن ها نیز می توان به برنامه های اجرایی تر رسید. همچنین نتایج عددی حاصل بیان می دارند که جواب های روش برنامه ریزی آرمانی فازی دوسطحی برابر یا بسیار نزدیک به جواب ضدایده آل هستند.کلید واژگان: مسیریابی تولید، برنامه ریزی دوسطحی، بهینه سازی چندهدفه، بهینه سازی سبز، برنامه ریزی آرمانی فازی دوسطحیThe main purpose of this paper was to provide a mathematical model of the production routing problem by applying environmental protection policies. The target company consists of two independent departments of production and distribution. These subsets are managed locally, and the two-way communication between them forms a Stackelberg game. The first subset (distribution company) is the first level decision maker and determines the route for vehicles and the amount of product transfer to each customer. The distribution company pursues two goals, minimizing costs of distribution, maintenance, and vehicle emissions. As the limited production capacity prevents the manufacturer from meeting all the demands of the distribution sector, the distribution company can procure products from the subsidiary manufacturing company or provide alternative products by paying more from other manufacturers, so in this case, it will receive compensation from the manufacturer. At a lower level, the second subset (manufacturer) schedules production with the aim of minimizing production and maintenance costs. Finally, the multi-objective bi-level problem-solving algorithm is described and developed based on the bi-level fuzzy goal programming approach. Based on numerical analysis results, the utility of final decisions regarding both the distributor and manufacturer perspective is sensitive to the cost of alternative products and also compensation. In order to improve the agreement between the first and second level decision-makers, the proposed algorithm considers tolerances that can be adjusted to achieve more executive plans. Numerical results show that the answers of the bi-level fuzzy goal programming method are equal or very close to the worst answer.Keywords: Production routing problem, Bi-level planning, Multi-Objective Optimization, Green optimization, Bi-level fuzzy goal programming approach
-
شیارشدگی یکی از خرابی های مهم عملکردی در روسازی های آسفالتی است. توسعه مدل های پیش بینی به منظور جلوگیری و کنترل آسیب های ناشی از این خرابی در سیستم مدیریت روسازی ضروری است. در این مطالعه با کمک الگوریتم شبکه عصبی مصنوعی، مدل هایی برای پیش بینی مقدار خرابی شیارشدگی با استفاده از پایگاه داده برنامه بلند مدت روسازی (LTPP) توسعه داده شده است. این مدل ها برای اقلیم های آب و هوایی سرد و مرطوب، گرم و خشک و سرد و خشک ارایه شده اند. از آنجا که دقت مناسب در عین سادگی جزء مهمترین ویژگی های یک مدل پیش بینی به شمار می رود، با استفاده از روش بهینه سازی چند هدفه NSGA ІІ-MLP متغیرهایی که میزان اهمیت بیشتری در پیش بینی خرابی شیارشدگی دارند، مشخص و به عنوان ورودی مدل درنظر گرفته شدند. سپس با استفاده از متغیر های ترافیکی، آب و هوایی و سازه ای انتخاب شده توسط الگو ریتم ژنتیک، مدل های پیش بینی خرابی شیارشدگی ساخته شده اند. مقدار ضریب تعیین و میانگین مربعات خطا برای مدل ساخته شده در مناطق سرد و مرطوب ومدل مشترک مناطق گرم و خشک و سرد و خشک به ترتیب برابر 96/0، 05/2، 94/0 و 45/3 می باشد. همچنین با انجام تحلیل حساسیت، متغیر هایی که بیشترین اثرگذاری را بر خرابی شیارشدگی در اقلیم سرد و مرطوب دارند، به ترتیب اهمیت سن و اختلاف دمای حداکثر و حداقل روزانه با تاثیر مستقیم و ضخامت روسازی با تاثیر معکوس مشخص گردید. همچنین در اقلیم گرم و سرد خشک به ترتیب متغیر های بار ترافیکی و نفوذ پذیری قیر با تاثیر مستقیم و ضخامت روسازی با تاثیر معکوس بر خرابی از بیش ترین اهمیت برخورداراند.
کلید واژگان: شیارشدگی، روسازی انعطاف پذیر، شبکه عصبی مصنوعی، بهینه سازی چندهدفه، الگوریتم ژنتیکRutting is one of the major deteriorations of asphalt pavement significantly impact on road safety and service quality. Forecasting models are necessary to prevent and control the damage caused by this deterioration in the pavement management system. In this study, using the artificial neural network algorithm, models have been developed to predict the amount of rutting deterioration using the long-term pavement performance (LTPP) database. These models have been developed for wet freeze, dry freeze, and dry no freeze climates. Since proper accuracy and simplicity are the most important features of a prediction model, using the NSGA ІІ-MLP multi-objective optimization method, the more important variables in predicting rutting deterioration are identified and selected as the model input. Then, using traffic, climatic and structural variables selected from the genetic algorithm, rutting deterioration prediction models were developed. The coefficient of determination and the mean squared error for the model made in the wet freeze zone and the common model of dry freeze and dry no freeze zones are equal to 0. 96, 2.05, 0.94 and 3.45, respectively. Also, by performing sensitivity analysis, the effect of input data of each model on rutting deterioration was determined. Among the variables that have the greatest impact on rutting deterioration are the cumulative maximum and minimum daily temperature difference per year, pavement age, asphalt layer thickness, annual equivalent single axle loads, and bitumen penetration.
Keywords: Rutting, flexible pavement, artificial neural network, Multi-objective optimization, genetic algorithm -
اولویت بندی متفاوت ذهن راننده در انتخاب شاخص های گوناگون در حرکت تعقیب خودرو منجر به تعیین سرعت، کاهش و افزایش شتاب متفاوت مبتنی بر رفتار متفاوت رانندگان می گردد. در این تحقیق سه شاخص ایمنی، راحتی و زمان سفر به عنوان شاخص های اولویت بندی ذهن راننده انتخاب شده اند. همچنین، رفتار راننده در حرکت تعقیب خودرو در آشفتگی جریان ترافیک مبتنی بر مدلتعقیب خودرو رفتاری دسته بندی شده اند. با استفاده از یک متدولوژی مسیله چندهدفه حل شده، اولویت بندی ذهن راننده در انتخاب شاخص ها وزن دهی شده اند. رفتار عملکرد وزن های تعیین شده از مدل با استفاده از شبکه عصبی ارزیابی و آنالیز شده است. نتایج ارزیابی مدل شبکه عصبی راننده پرخاشگر و محتاط رفتار متفاوتی نسبت به اولویت بندی شاخص ها در فازهای متفاوت آشفتگی ترافیک ارایه می نمایند. راننده پرخاشگردر خصوص اولویت بندی شاخص راحتی در فازکاهش (افزایش) شتاب مبتنی بر تغییرات وزن دهی اولویت بندی، رفتاری افزایش (افزایش) شتاب را نشان داد. همچنین، در خصوص اولویت بندی شاخص ایمنی مبتنی بر تغییرات وزن دهی اولویت بندی، رفتاری افزایش (افزایشی - کاهشی) شتاب و شاخص زمان سفر رفتاری افزایش (افزایش) شتاب را ارایه نمود. راننده محتاط در فاز کاهش (افزایش) شتاب در خصوص اولویت بندی شاخص راحتی مبتنی بر تغییرات وزن دهی اولویت بندی، افزایشی - کاهشی (افزایش) شتاب رفتار نمود. همچنین، در خصوص اولویت بندی شاخص ایمنی مبتنی بر تغییرات وزن دهی اولویت بندی، رفتاری افزیش (افزایشی - کاهشی) شتاب و شاخص زمان سفر مبتنی بر افزایش (افزایش) شتاب ارایه نمود.کلید واژگان: الگوی رفتاری راننده، حرکت تعقیب خودرو، رفتار تعقیب خودرو، شبکه عصبی، مدل چندهدفهIn the oscillation traffic, various factors could affect a driver’s decision to choose a different speed and decrease or increase acceleration based on different driver’s patterns of behavior. In the present study, different behavioral patterns (aggressive and cautious) is analyzed in the oscillation traffic, with regard to three mental behavior of driver (safety, comfort, and travel time). In this regard, a structured methodology was proposed to quantify the indices’ weights including a multi-objective optimization problem in which the indices were the model’s objective functions. Then, a driver’s behavior was evaluated and analyzed using a neural network. The results of evaluating the driver's behavioral performance showed that the aggressive behavioral performance in the deceleration (acceleration) phase with respect to comfort index based on changes, increasing (increasing) acceleration and safety index based on changes, a decreasing-increasing (decreasing) acceleration and travel time index based on changes is determined by decreasing (increasing) acceleration. Finding also revealed The results of evaluating the timid behavioral performance show that the timid driver behavior in the deceleration (acceleration) phase with respect to comfort index based on changes, increasing - decreasing (increasing) acceleration and safety index based on changes, increasing ( decreasing-increasing) acceleration and travel time index based on changes is determined by decreasing (increasing) acceleration.Keywords: Driver Behavioral Pattern, car-following, behavioral index, Multi-Objective Optimization, Artificial Neural Network
-
همواره یکی از مسایل مهم در مدیریت زنجیره تامین ، مسئله مسیر یابی و زمان بندی وسایل نقلیه بوده است که تاکنون بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته شده است. در این مقاله سعی شده تا مسیریابی و زمانبندی بهینه برای یک سیستم حمل و نقل ناهمگون با عرضه و تقاضای تصادفی مشتریان و با در نظر گیری شرایط ترافیکی متنوع ، حداکثر زمان رانندگی مستمر رانندگان و محدودیت بازه زمانی تحویل تقاضای مشتریان و با رویکرد بهینه سازی ، مصرف انرژی و حداکثر سازی رضایتمندی مشتریان برای اولین بار ارایه گردد. بدوا" این مسئله در قالب یک مدل ریاضی خطی چند هدفه جدید ارایه و سپس با رویکرد ادغامی پیشنهادی که ترکیبی از روش های برنامه ریزی احتمالی مقید و برنامه ریزی آرمانی بوده با یک مسئله عددی حل گردیده و نتایج با تحلیل حساسیت مورد بررسی قرار گرفته و میزان تاثیر پارمترهای مسئله بر توابع هدف نشان داده شده است.کلید واژگان: هینه سازی چند هدفه، پنجره زمانی سرویس دهی، خستگی راننده، مسیر یابی و زمان بندی سبز، وسایل نقلیه نا همگونOne of the important issues in supply chain management, vehicle routing and scheduling problem has always been which has so far attracted considerable attention from researchers. This paper attempts to optimize routing and scheduling for a heterogeneous transportation system with considering stochastic supply and demand, various traffic conditions, maximum continuous driving time constraint and soft time window constraint of each customer delivery. The consideration of pollution in routing decisions gives rise to a new routing framework where measures of the environmental implications are traded off with business performance measures. Also, the aim of this study is to minimize energy consumption and to maximize customer satisfaction, simultaneously. At first, this problem is presented in the form of a multi-objective linear programming model and then a novel integrated approach is proposed based on combination of chance constraint method and goal programming. Finally, the results of numerical example are analyzed with sensitivity analysis.
.Keywords: Multi objective Optimization, Green routing, scheduling, heterogeneous vehicles, driver fatigue, service time window -
International Journal of Optimization in Civil Engineering, Volume:12 Issue: 2, Spring 2022, PP 185 -199
This paper introduces a reliability-based multi-objective design method for spatial truss structures. A multi-objective optimization problem has been defined considering three conflicting objective functions including truss weight, nodal deflection, and failure probability of the entire truss structure with design variables of cross sectional area of the truss members. The failure probability of the entire truss system has been determined considering the truss structure as a series system. To this end, the uncertainties of the applied load and the resistance of the truss members have been accounted by generating a set of 50 random numbers. The limitations of members' allowable have been defined as constraints. To explain the methodology, a 25-bar benchmark spatial truss has been considered as the case study structure and has been optimally designed using the game theory concept and genetic algorithm (GA). The results show effectiveness and simplicity of the proposed method which can provide Pareto optimal solution. These optimal solutions can provide both safety and reliability for the truss structure.
Keywords: reliability-based optimal design, multi-objective optimization, spatial truss, game theory, genetic algorithm -
Wind-induced loads are largely dependent upon the exterior shape of buildings, and one highly effective procedure to mitigate them is to apply aerodynamic shape modifications in the aerodynamic optimization procedure (AOP). This study presents the framework of an AOP for shape modifications of the trilateral cross-section tall buildings. The AOP is comprised of a combination of multi-objective optimization algorithm named non-dominated sorting genetic algorithm II (NSGA-II), artificial neural networks, and computational fluid dynamics. The building shape is designed based on the geometric description of its vertical and horizontal profile using seven geometric parameters (design variables) to apply different types and sizes of modifications. In addition, the mean moment coefficients in drag and lift directions are considered as the objective functions. The proposed procedure investigates the effect of the three types of modifications including varying cross-section sizes along the height, twisting, and curved-side on the reduction of objective functions. Finally, a set of optimal building shapes is presented as the Pareto front solutions, which enables the designers to select the optimal shape of the building with additional considerations. The results indicate the high capability of the proposed framework to make appropriate use of various aerodynamic modifications in order to upgrade the aerodynamic performance of the trilateral cross-section tall buildings.Keywords: Wind Load, Tall Building, Computational fluid dynamics, multi-objective optimization, Artificial Neural Networks
-
امروزه اطلاعات و دانش با زندگی بشر چنان درهم آمیخته شده است که عصر حاضر را عصر اطلاعات نامیده اند. در این شرایط نقش انسان در سازمان و نوع نگاه به او، سهم بسزایی در موفقیت یا شکست سازمان خواهد داشت. با آغاز هزاره سوم، هر روز نقش منابع انسانی پررنگ تر شده و اکنون از آن به عنوان تنها عامل کسب مزیت رقابتی پایدار یاد می شود. همچنین با توجه به تحولات شگرف در حوزه مدیریت منابع انسانی، برنامه ریزی منابع انسانی مبتنی برشایستگی ها جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. از اینرو در این مطالعه مسئله زمان بندی پروژه با در نظر گرفتن منابع چندمهارته و شایستگی نیروی انسانی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور یک مدل بهینه سازی چندهدفه یکپارچه زمان بندی پروژه و تخصیص نیروی انسانی شامل حداقل سازی زمان تکمیل پروژه، حداقل سازی هزینه اجرای پروژه و حداکثر سازی سطح کیفی پروژه ارایه شده است. برای حل مسئله به طور دقیق، یک مدل برنامه ریزی ریاضی عدد صحیح مختلط توسعه داده شده و در نرم افزار GAMS پیاده سازی شده و با استفاده از رویکرد اپسیلون محدودیت حل شده است. همچنین برای حل مسئله پیشنهادی در ابعاد بزرگ، یک الگوریتم ژنتیک با مرتب سازی نامغلوب (NSGAII) توسعه داده شده است. صحت سنجی الگوریتم پیشنهادی با مقایسه نتایج بدست آمده از آن با حل دقیق انجام گرفته است. نتایج بدست آمده حاکی از عملکرد صحیح الگوریتم فراابتکاری پیشنهادی بوده طوریکه می توان از آن برای حل مسایل در دنیای واقعی بهره برد.
کلید واژگان: زمان بندی پروژه، تخصیص نیروی انسانی، شایستگی، بهینه سازی چندهدفه، الگوریتم ژنتیک با مرتب سازی نامغلوبToday, information and knowledge are so intertwined with human life that the present age has been called the information era. In this situation, the role of human in the organization and the way of looking at him/her will have a significant contribution to the success or failure of the organization. The role of human resources is becoming more and more prominent and it is now mentioned as the only factor in gaining a sustainable competitive advantage. Furthermore, due to dramatic developments in the field of human resource management, competency-based human resource planning has found a special place. In this study, a project scheduling problem considering multi-skilled resource and manpower competency is investigated. To do this end, an integrated multi-objective optimization model of project scheduling and human resource assignment including total completion time and execution cost minimization and project quality maximization is presented. To solve problem exactly, a mixed-integer programming model is developed and then solved by ε-constraint method in GAMS software. As the proposed model is NP-hard, a non-dominated sorting genetic (NSGA-II) algorithm is developed to solve the large scale problem. Furthermore, in order to validate the proposed algorithm, its results compare with exact method for instance problem in small scale. Results indicate that the proposed algorithm is outperformed and it can be used for real case problems.
Keywords: Project scheduling, Human resource assignment, Competency, Multi-Objective Optimization, non-dominated sorting genetic algorithm -
یکی از اجزای مهم سامانه های انرژی الکتریکی، شبکه های توزیع توان بوده که واسط ما بین شبکه های انتقال توان و مصرف کننده های خرد وکلان است. وظیفه اصلی این شبکه ها را می توان کاهش سطح ولتاژ و آماده سازی انرژی الکتریکی برای تحویل به مصرف کنندگان دانست که با توجه به ساختارها و سطوح مختلف ولتاژ انجام می گیرد. یک نمونه از تحقیقات گسترده و پراهمیت در این حوزه، بازآرایی شبکه های توزیع است. از جمله روش های بهینه سازی موثر در بازآرایی شبکه ها، استفاده از الگوریتم های فراابتکاری به منظور یافتن بهترین آرایش برای شبکه توزیع با در نظر گرفتن پارامترهای مختلف و محدودیت های متنوع شبکه است. در این مقاله ضمن مدل سازی مناسب برای مسئله بازآرایی بهینه شبکه های توزیع برق با هدف بهبود کیفیت توان، حل آن با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO)، به هر دو صورت تک هدفه و چندهدفه، صورت گرفته است و نتایج حاصله از شبیه سازی بیانگر عملکرد موفق و کارآیی مناسب دو روش بهینه سازی PSO تک هدفه و چندهدفه در این موضوع است.
کلید واژگان: شبکه توزیع، بازآرایی، بهینه سازی تک هدفه، بهینه سازی چندهدفهPower distribution networks as the interface between the power transmission networks and micro/macro consumers, are among the most important components of electrical energy systems. The main task of these networks can be considered as reducing the voltage level and preparing electrical energy for delivery to consumers, which is done according to different structures and voltage levels. An instance of extensive and important research in this area is the rearrangement of distribution networks. One of the effective optimization methods in network rearrangement is the use of heuristic algorithms in order to find the best arrangement for the distribution network by considering various network parameters and constraints. In this paper, while modeling the problem of optimal rearrangement of power distribution networks with the aim of improving power quality, the solution is also presented using both the single and multi-objective variants of the particle swarm optimization (PSO) algorithm. The simulation results show successful performance and suitable efficiency for both methods of single-objective and multi-objective PSO optimization.
Keywords: Distribution Network, Reconfiguration, Single-Objective Optimization, Multi-Objective Optimization -
پل یکی از اجزای مهم راهسازی است که همواره نیازمند توجه خاص در تمام دوران طراحی و اجرا و بهره برداری می باشد. برای اطمینان از این که پل ها به طور مرتب بازرسی و ارزیابی و بهره برداری می شوند، مدیریتی نیاز است تا با انجام عملیات نگهداری و تعمیرات مناسب، این نیاز در پل ها برآورده شود. از اینرو در این مطالعه یک مدل بهینه سازی سه هدفه شامل حداقل سازی هزینه نگهداری و تعمیرات، حداکثرسازی شاخص عملکرد پل و قابلیت اطمینان پل ها می باشد. بدین منظور یک مدل برنامه ریزی ریاضی عدد صحیح مختلط توسعه داده شده است. به منظور حل مسئله یک الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات چندهدفه توسعه داده شده است. از حل الگوریتم پیشنهادی جواب های پارتو مختلفی به دست آمده است طوری که تصمیم گیران می توانند از میان جواب های پارتو به دست آمده، جوابی را برگزینند که در اولویت آن ها قرار دارد. همچنین پس از انجام تحلیل حساسیت بر روی پارامترهای نرخ خرابی و نرخ خرابی در طول اثر مشاهده شده است که با افزایش شماره سناریو در دو حالت که بیانگر افزایش نرخ خرابی و نرخ خرابی در طول اثر می باشد، میزان هزینه ها روند افزایشی و مجموع عملکرد سیستم روند کاهشی داشته است که امری طبیعی و درست به نظر می-رسد.
کلید واژگان: تعمیر نگهداری پل، قابلیت اطمینان، هزینه چرخه عمر، بهینه سازی چند هدفه، الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات چندهدفهPopulation growth and development of economic relations have led to increase utilization of transportation infrastructures. The bridge is one of the important components of road construction that always needs special attention during the whole period of design, execution and operation. To ensure that the stairs are regularly inspected, evaluated and operated, management is needed to meet this need in the stairs by performing appropriate maintenance and repairs. Therefore, in this study, a three-objective optimization model includes minimization of maintenance costs, maximization of bridge performance index and reliability of bridges. For this purpose, a complex integer mathematical programming model has been developed. In order to solve the problem, a multi-objective particle mass optimization algorithm has been developed. From the solution of the proposed algorithm, different Pareto answers are obtained so that the decision makers can choose the answer from the obtained Pareto answers that is their priority.Also, after performing a sensitivity analysis on the parameters of failure rate and failure rate during the effect, it has been observed that by increasing the scenario number in two cases, which indicates an increase in failure rate and failure rate during the effect, the amount of costs increases and The overall performance of the system has been declining, which seems natural and correct.
Keywords: Bridge maintenance, Reliability, life cycle cost, Multi-Objective Optimization, MOPSO -
This paper introduces a procedure to risk-based optimal design of fluid viscous dampers (FVDs). To this end, the exceedance probability of specific performance level during the design lifetime as a safety criterion of the entire building is intended to be minimized. This, along with the minimization of the total damping coefficient of FVDs as the cost criterion of the dissipation system, are the considered objective functions. The damping coefficient of FVDs have been considered as design variables and the efficient configurations of damper properties over the height of the building have been determined. A multi-objective optimization framework using the non-dominated sorting genetic algorithm version II (NSGA-II) has been employed to solve the optimization problems and determine the set of Pareto optimal solutions. Linear and nonlinear FVDs with different capacities have been designed for an eight-story shear-type building with bilinear elastic-plastic stiffness behavior under 20 real earthquakes. The results show that the optimal FVDs reduce the seismic response and fragility of the building, while limiting the dampers’ cost.
Keywords: Risk-based optimal design, Multi-objective optimization, Non-dominated genetic algorithm version II (NSGA-II), Fluid viscous damper (FVD)
- 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.