به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

hybrid algorithm

در نشریات گروه آب و خاک
تکرار جستجوی کلیدواژه hybrid algorithm در نشریات گروه کشاورزی
تکرار جستجوی کلیدواژه hybrid algorithm در مقالات مجلات علمی
  • باقر نیکوفر*، وحید نورانی

    یکی از مهم ترین فاکتورهای مدیریتی در دوران بهره برداری مخازن سدها، تعیین پارامترهای بهینه بهره برداری می باشد. با توجه به اینکه حجم رهاسازی در ارتباط با حجم ذخیره مخازن سدها بوده و بایستی تواما و باهم بهینه سازی گردند، لذا در این تحقیق تلاش می گردد، پس از معرفی الگوریتم ژنتیک و الگوریتم ازدحام ذرات، عملکرد این الگوریتم ها به تنهایی و در حالت ترکیب با هم، در بهره برداری بهینه از مخزن سد علویان با نتایج مدل سازی برنامه ریزی غیرخطی مقایسه و منحنی های فرمان بهره برداری ترسیم گردند. برای ارزیابی عملکرد الگوریتم های مورد بررسی در بهره برداری بهینه از مخزن، از شاخص های عملکرد مخزن استفاده شده است. جواب بهینه مدل های الگوریتم ژنتیک و الگوریتم ازدحام ذرات به ترتیب با 08/1 و 87/0 و الگوریتم ترکیب آن ها با مقدار 62/0 و روش برنامه ریزی غیرخطی جواب بهینه محلی 91/0 می باشند. با توجه به شاخص های عملکرد مخزن، الگوریتم ترکیبی توانسته است 85 درصد از نیاز آبی کشاورزی پایاب سد علویان را تامین کند. جواب های بهینه نشان دادند که مدل الگوریتم ترکیبی در مورد سیاست بهره برداری از مخزن، نتیجه مطلوب تری داشته و نتایج حاکی از عملکرد بالای الگوریتم ترکیبی در مقایسه با دیگر روش های مورد بررسی در بهره برداری بهینه از سیستم تک مخزنه سد علویان بود. بر این اساس، پارامترهای بهینه بهره برداری از مخزن سد علویان با استفاده از الگوریتم ترکیبی به دست آمد.

    کلید واژگان: بهره برداری بهینه، الگوریتم های ازدحام ذرات و ژنتیک، الگوریتم ترکیبی، هیدروانفورماتیک، منحنی فرمان، مخزن سد علویان
    Bagher Nikoufar *, Vahid Nourani
    Background and Objectives

    Optimum operation of dam reservoirs is one of the most significant management factors in developing the annual resource and consumption plan of dam reservoirs during operation. The decisions regarding amount of water release are made by having the volume of  the reservoir, amount of demand, and the prediction of reservoir inflow in the actual operation of dam reservoirs. Since the volume of release is related to the storage volume of the reservoirs of the dams and should be optimized simultaneously, after introducing the genetic algorithm and the particle swarm algorithm, the performance of these algorithms alone and in combination with each other in the optimal operation of the Alavian dam reservoir are compared with the modeling results in the nonlinear programming and the rule curves of the operation are developed in this study. The performance indicators of the reservoir were been used including reliability, vulnerability and stability  to evaluate the performance of the examined algorithms in the optimal operation of the reservoir.

    Methodology

    In this study, after introducing the genetic algorithm and the particle swarm algorithm, innovatively examines the accuracy and effectiveness of modeling by comparing the performance of these algorithms both individually and in combination. This comparison focuses on optimizing the operation of the Alavian dam reservoir over multi-step ahead, using modeling results from the software Lingo. To enhance decision-making for improved management of the Alavian dam reservoir, operation rule curves have been developed. The model utilizes a series of 25 years of data from the Alavian dam, which includes the volume of inflow, the volume of release from the reservoir, storage volume, and usage data encompassing drinking, agriculture, industry, and environmental needs. Additionally, information such as the volume of overflow from the dam reservoir and the volume of evaporation from the surface of the Alaviyan Dam reservoir has been collected on a monthly basis.

    Findings

    The results from these optimal solutions indicate that the combined algorithm outperforms other methods, demonstrating a better correlation with the reservoir management policy. Over the last 25 years, the combined algorithm met 85% of the water requirements for agriculture downstream of Alavian dam, compared to 82% for the Particle swarm optimization(PSO)  algorithm and 78% for the genetic algorithm (GA). In contrast, the nonlinear programming (NLP) method met 80%. The total shortages over the entire 25-year operational period for the GA, PSO, GA-PSO, and NLP algorithms were 38, 33.7, 27.1, and 35.2 million cubic meters, respectively. The GA-PSO algorithm has successfully addressed 10.87 million cubic meters more than the GA algorithm and 6.57 million cubic meters more than the PSO algorithm.

    Conclusion

    Investigating the results obtained from the optimal solutions revealed that the hybrid algorithm model provides a more favorable result and shows a better correlation regarding the reservoir operation policy. The results indicate the high performance of the hybrid algorithm compared to other studied methods in the optimal operation of the single reservoir system of Alavian dam. Accordingly, the optimal parameters of the Alavian dam reservoir were obtained using a hybrid algorithm. It was proposed to  release volume rule curves and reservoir volume for the  multi-step ahead.

    Keywords: Particle Swarm Optimization Algorithm, Genetic Algorithm, Hybrid Algorithm, Optimal Operation, Rule Curve, Alavian Dam
  • رضا بخشی، سینا فرد مرادی نیا*، رسول جانی، رامین وفایی پور
    مقدمه

    یکی از وظایف مدیر پروژه، کنترل پروژه با استفاده از دو فاکتور زمان و هزینه می باشد. این دو اهرم از مهمترین کلیدهای کنترلی پروژه به منظور استفاده بهینه از منابع می باشد.

    روش

    در این تحقیق روش جدیدی با بکارگیری ارزش کسب شده و الگوریتم های هیبریدی برای پیش بینی زمان و هزینه تکمیل پروژه های سد سازی توسعه داده شد. برای این منظور گزارشات مالی و زمان بندی پنج سد A، B، C، D و E گردآوری شدند. ارزش کسب شده، پیشرفت واقعی، برنامه کسب شده و هزینه واقعی برای هر ماه از گزارشات این سدها استخراج شد. سپس از پارامترهای چهار سد (A تا D) به عنوان ورودی در توسعه مدل هایی برای پیش بینی زمان با استفاده از الگوریتم حداقل مربعات ماشین بردار پشتیبان (LSSVM) و تلفیق شده با الگوریتم های بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) و ژنتیک (GA) استفاده گردید.

    یافته ها

     مقایسه نتایج حاصل از این مدل های در مرحله آموزش نشان داد که الگوریتم LSSVM-PSO از دقت بالاتری برخوردار است. در ادامه برای توسعه مدل پیش بینی کننده هزینه با استفاده از الگوریتم های هیبریدی علاوه بر پارامترهای ورودی استفاده شده در مرحله، زمان پیش بینی شده توسط مدل ها نیز به عنوان ورودی الگوریتم ها تعریف شد. مقایسه نتایج این مرحله نیز نشان داد که الگوریتم LSSVM-PSO از دقت بالاتری نسبت به سایر مدل ها برخوردار است. در ادامه برای اعتبارسنجی مدل های توسعه داده شده، این مدل ها برای پیش بینی زمان و هزینه در پروژه ساخت سد E استفاده شد. نتایج نشان داد که الگوریتم LSSVM-PSO نسبت به سایر الگوریتم های هیبریدی از دقت بالاتری در تخمین زمان اتمام پروژه برخوردار است که نشان دهنده قابلیت تعمیم بالای این مدل برای پیش بینی زمان سایر پروژه های ساخت سد است. این در حالی است که برخلاف انتظار این مدل از دقت کمتری در پیش بینی هزینه اتمام پروژه ساخت سد E نسبت به مدل MLP-PSO برخوردار است که نشان می دهد پیش بینی هزینه از پیچیدگی بالاتری برخوردار است و بکارگیری مدل ها در این مسئله بایستی با احتیاط بیشتری صورت گیرد. برای ارزیابی بیشتر نتایج مدل های هیبریدی از روش احتمالاتی فیلتر کالمن نیز برای پیش بینی زمان و هزینه پروژه استفاده شد که نتایج آن حاکی از دقت بالاتر مدل های حاصل از الگوریتم های هیبریدی است.

    نتیجه گیری

    مدل LSSVM-PSO می تواند با دقت بالاتری نسبت به روش های مرسوم به پیش بینی زمان و هزینه پروژه بپردازد.

    کلید واژگان: الگوریتم هیبریدی، ارزش کسب شده، پیش بینی هزینه، سد سازی
    Reza Bakhshi, Sina Fard Moradi Nia *, Rasool Jani, Ramin Vafaei Poor
    Introduction

    Precisely predicting the time and cost of completing projects is vital because the lack of a proper estimation will be accompanied by an irrational upsurge in the exact execution costs compared to the set budget. Using the earned value method (EVM) to predict the time and cost of projects is prevalent. However, using this method alone highlights good accuracy in predicting time and cost of projects. Consequently, models based on EVM were developed.

    Methods

    The present article was developed using the EVM method and hybrid algorithms to predict the time and cost of completing projects. To attain this goal, the data from four dams, A, B, C, and D, were used to build models, and the data of the under-construction dam E were used to validate the models resulting from the modeling stage. To this end, the parameters earned schedule (Month), earned value ($), actual progress (%), and actual cost (%) are used as inputs for predicting time and for predicting cost, as well as these parameters, time is also defined as input of hybrid algorithms.

    Findings

    Comparing the consequences of the hybrid algorithms in the training and test stage designates the high accuracy of the LSSVM-PSO model compared to the LSSVM-GA. The low variance in the error values of these two stages for this model suggests its high generalization ability on unseen data. The use of these hybrid models in forecasting the time for the E dam gave a prior warning for the delay in the completion of the project in the first month. Likewise, in cost predicting, the LSSVM-PSO and LSSVM-GA models issued an early warning in the seventh and ninth months, respectively, for the non-conformity of the project cost with the planned cost. This is while the Kalman filter stated the primary warning to predict the project's completion time in the seventh month, and this model gave no warning regarding the planned cost. Comparing these results with the periodical reports of the E dam construction project designates the excellent performance of hybrid models, particularly the LSSVM-PSO model.

    Keywords: Hybrid Algorithm, EDAC, Kalman Filter, Cost Prediction, Dam Construction
  • مسلم ثروتی، حمیدرضا ممتاز
    در دهه های اخیر اندازه گیری غیرمستقیم ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) با استفاده از توابع انتقالی مختلف موفقیت آمیز بوده است. شبکه عصبی مصنوعی (ANN) نسبت به روش های رگرسیون آماری دارای نتایج مناسب تری بوده ولی با داده های اندک کارایی بالایی نداشته و از سوی دیگر فاقد یک روش استقرایی جامع در انتخاب الگوریتم یادگیری شبکه و توقف در حداقل محلی است. در این راستا استفاده از الگوریتم های بهینه سازی ضروری به نظر می رسد. هدف از این تحقیق، ارزیابی کارایی الگوریتم های کرم شب تاب (FA) و ژنتیک (GA) در تخمین CEC با استفاده از ANN است. برای نیل به اهداف فوق 220 نمونه از منطقه گلفرج به صورت تصادفی برداشته شد. سپس مدل سازی با سه مدل ANN، شبکه عصبی مصنوعی-ژنتیک (ANN-GA) و شبکه عصبی مصنوعی-کرم شب تاب (ANN-FA) انجام شد. در این تحقیق شبکه های عصبی با ساختار پرسپترون چندلایه، با الگوریتم پس انتشار خطا، تابع آموزشی بایزین و تابع محرک سیگموئید آکسون با 5 نرون مناسب ترین ساختار بوده است. نتایج نشان داد که مدل ANN-FA دارای بیشترین کارایی بوده، به طوری که ضریب تبیین و میانگین انحراف مربعات خطا و ضریب نش- ساتکلیف به ترتیب در مرحله آموزش 94/0، 31/1 و 53/0 و در مرحله آزمون 97/0، 06/1 و 59/0 بوده و مدل ANN-GA در مقام دوم از نظر کارایی بوده است. میانگین هندسی نسبت خطا 84/0 برای مدل ANN-FA بوده که نشان دهنده بیش برآوردی نسبی آن است. نهایتا مدل پیشنهادی برای تخمین ویژگی خروجی مناسب بوده و کاربرد الگوریتم بهینه سازی کرم شب تاب و ژنتیک، حاکی از کاربردی بودن این الگوریتم ها در فرآیندهایی با طبیعت پیچیده و غیرخطی است.
    کلید واژگان: الگوریتم تلفیقی، بهینه سازی، ویژگی های زود یافت
    Moslem Servati, Hamidreza Momtaz
    Introduction
    Cation Exchange Capacity (CEC) refers to the amount of negative charges available on the soil colloids surface. Clay and organic colloids carry a negative charge on their surfaces. Cations are attracted to the colloids by electrostatic bonds. Therefore, the charge of the soil is zero. For fertility map planning and commonly indicator of soil condition, CEC is an essential property. CEC is commonly measured on the fine earth fraction (soil particles less than 2 mm in size). CEC could be obtained directly but its measurement is difficult and expensive in the arid and semi-arid regions with high amounts of gypsum and lime. Pedotransfer functions (PTFs) are appropriate tools to estimate CEC from more readily measured properties such as texture, organic carbon, gravel, pH and etc. Regression PTFs, artificial neural networks (ANN), and hybrids technique (HA) could be used to developing pedotransfer functions. The prior research revealed that could provide superior predictive performance when developed ANN model. Furthermore, ANN technique has no comprehensive method to select network learning algorithm and stopping algorithm in the minimum local. Therefore, application of optimization algorithms such as Genetic (GA) and firefly (FA) is necessary. The Purpose of the present study was to evaluate the performance of FA and GA to predict the soil cation exchange capacity by ANN technique based on easily-measured soil properties.
    Materials And Methods
    220 soil samples were collected from 39 soil profiles located in Golfaraj (Jolfa) area of East Azarbaijan province. The study site lies from 45° 30ʹ to 45° 53ʹ east longitudes and from 38° 42ʹ to 38° 46ʹ north latitudes. Then, soil samples were air-dried and passed through a 10 mesh sieve for removing gravels and root residues. Soil textural class, organic matter content and CEC were, respectively, determined by hydrometer, Walkley and Black, and bower methods. The artificial neural network (ANN), artificial neural network-Genetic algorithm (ANN-GA) and artificial neural network-Firefly algorithms (ANN-FA) models were applied to predict the soil cation exchange capacity on the basis of the easily-measured soil properties. In ANN-GA and ANN-FA models, soil CEC was estimated via an artificial neural network and were then optimized using a genetic algorithm and firefly algorithm. The Genetic algorithms are commonly used to generate high-quality solutions to be optimized by relying on crossover, mutation and selection operators. The firefly algorithm is modeled by the light attenuation over fireflies’ mutual gravitation, instead of the phenomenon of the fireflies light. The schema of flashes is frequently unique for specific types. The techniques’ results were then compared by four parameter, i.e., correlation coefficient (R2), root mean square errors (RMSE), Nash–Sutcliffe (NES) and Geometric mean error ratio (GMRE).
    Results And Discussion
    The correlation coefficients of soil characteristic factors with CEC were analyzed through correlation matrix analysis. According to this analysis, the factors which had insignificant influence on the CEC were excluded. The clay, silt, sand and organic matter content were selected as input data. The parameter of the best deployment for MLP network could be used to predict CEC in the studied site. This model comprised 4 neurons (sand, silt, clay percentage and OM) in input layer. The optimum number of neurons in hidden layer was estimated to be 5. Additionally, the most efficient activity function in hidden layer was Axon sigmoid. Results showed that three CEC models performed reasonably well. ANN-FA model had the highest R2 (0.94), lowest RMSE (1.31 Cmol Kg-1) and highest Nash–Sutcliffe coefficient (0.53) in training stage and high R2 (0.97), lowest RMSE (1.06 Cmol Kg-1) and highest Nash–Sutcliffe coefficient (0.59) in test stage. ANN-GA model had also higher R2 (0.91), lower RMSE (1.77 Cmol Kg-1) and higher Nash–Sutcliffe coefficient (0.45) in training stage and higher R2 (0.93), lower RMSE (1.50 Cmol Kg-1) and higher Nash–Sutcliffe coefficient (0.48) in test stage indicating good performance of the model as compared with ANN models. The results showed that both ANN and Hybrid algorithm methods performed poorly in extrapolating the minimum and maximum amount of CEC soil properties data. In addition, the comparison of ANN-FA, ANN-GA results with ANN models revealed that ANN-FA was more efficient than the others.
    Conclusions
    The results of present study illustrated that ANN model can predict CEC with acceptable limits. Therefore, FA and GA algorithms provide superior predictive performance when is combined with ANN model. Firefly algorithm as a new method is utilized to optimize the amount of the weights by minimizing the network error. Final results revealed that this suggested technique improves the modeling performance.
    Keywords: Easily-measured properties, Hybrid algorithm, Optimizations
  • علیرضا مقدم، مجید منتصری، حسین رضایی
    مسئله بهره برداری از مخازن سدها به لحاظ تنوع تصمیم گیری و توابع هدف دارای پیچیدگی هایی است که گاهی اوقات حل آن ها با روش های بهینه سازی سنتی امکان پذیر نیست و نیازمند صرف وقت و هزینه بسیار است. بنابراین استفاده از ابزارهای نوین و روش های پیشرفته در حل این مسائل امری اجتناب ناپذیر می باشد. در این مقاله از یک نسخه ساده اصلاحی الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (SMPSO)، الگوریتم ژنتیک (GA) و یک الگوریتم هیبرید جدید به نام HGAPSO برای بهره برداری از مخزن سد دز با هدف تامین آب استفاده گردید. الگوریتم HGAPSO بر مبنای ترکیبی بسیار ساده اما کارامد از دو الگوریتم GA و SMPSO می باشد که باعث شده است محدودیت هایی که هر کدام از این روش ها به تنهایی دارند کاهش یابد و در مقابل کارایی آن افزایش یابد. در این پژوهش از بین 40 سال آمار، داده های 5 سال ابتدایی (60 دوره ماهیانه) جریان ورودی به مخزن سد دز مورد استفاده قرار گرفت و پس از اعمال قیود در فرآیند بهینه سازی با استفاده از تابع پنالتی، برنامه مورد نظر برای 10 بار به صورت مستقل اجرا گردید. حداکثر تعداد تکرار برای هر بار اجرای برنامه 400 و تعداد جمعیت اولیه برای هر سه روش 100 انتخاب گردید. مقادیر میانگین تابع هدف برای الگوریتم های GA، SMPSO و HGAPSO به ترتیب 3457/1، 1581/1 و 9882/0 به دست آمد که HGAPSO با سرعت همگرایی بیشتری نسبت به دو روش GA و SMPSO در یافتن جواب بهینه تابع هدف عمل نمود. همچنین اختلاف بین نمودار میزان آب رها شده در برابر تقاضای ماهیانه با استفاده از روش HGAPSO بسیار کمتر از نمودارهای GA و SMPSO گردید. در نهایت نتایج نشان می دهد که HGAPSO در یافتن جواب بهینه نسبت به GA و PSO و سایر روش های پژوهش های پیشین موفق تر عمل نموده است.
    کلید واژگان: الگوریتم اصلاحی بهینه سازی ازدحام ذرات، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم هیبرید، تابع هدف، سد دز
    Alireza Moghaddam, Majid Montaseri, Hossein Rezaei
    Introduction
    The reservoir operation is a multi-objective optimization problem with large-scale which consider reliability and the needs of hydrology, energy, agriculture and the environment. There were not the any algorithms with this ability which consider all the above-mentioned demands until now. Almost the existing algorithms usually solve a simple form of the problem for their limitations. In the recent decay the application of meta-heuristic algorithms were introduced into the water resources problem to overcome on some complexity, such as non-linear, non-convex and description of these problems which limited the mathematical optimization methods. In this paper presented a Simple Modified Particle Swarm Optimization Algorithm (SMPSO) with applying a new factor in Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm. Then a new suggested hybrid method which called HGAPSO developed based on combining with Genetic algorithm (GA). In the end, the performance of GA, MPSO and HGAPSO algorithms on the reservoir operation problem is investigated with considering water supplying as objective function in a period of 60 months according to inflow data.
    Materials And Methods
    The GA is one of the newer programming methods which use of the theory of evolution and survival in biology and genetics principles. GA has been developed as an effective method in optimization problems which doesn’t have the limitation of classical methods. The SMPSO algorithm is the member of swarm intelligence methods that a solution is a population of birds which know as a particle. In this collection, the birds have the individual artificial intelligence and develop the social behavior and their coordinate movement toward a specific destination. The goal of this process is the communication between individual intelligence with social interaction. The new modify factor in SMPSO makes to improve the speed of convergence in optimal answer. The HGAPSO is a suggested combination of GA and SMPSO to remove the limitation of GA and SMPSO. In this paper the initial population which caused randomly in all metha-heuristic algorithms consider fixing for the three mentioned algorithms because the elimination of random effect in initial population may make increase or decrease the convergence speed. The objective function is the minimum sum of the difference between the downstream demand reservoir and system release in the period time. Also the constrains problem is continuity equation, minimum and maximum of reservoir storage and system release.
    Results And Discussion
    The performance of GA, SMPSO and HGAPSO evaluated based on the objective function for Dez reservoir in the south east of Iran. In this study the programming of GA, SMPSO and HGAPSO was written in Matlab software and then was run for the time period with a maximum of 400 iterations. The minimum of the objective function for GA, SMPSO and HGAPSO was obtained 1.19, 1.05 and 0.9 respectively, and the maximum of objective function was calculated 1.66, 1.26 and 1.10 respectively. The results showed that the minimum of the objective function by HGAPSO was estimated 32 and 16 percent lower than the counts which calculated by GA and SMPSO. The standard deviation of SMPSO and HGAPSO were near to each other and less than GA which shows the diversity between solutions for SMPSO and HGAPSO are much less than GA. Also the HGAPSO had the better performance rather than previous method in terms of minimum, maximum, average and standard deviation. The convergence speed of HGAPSO for finding the optimal solution is much faster of GA and SMPSO. The difference graphs between system release and monthly demand in HGAPSO is much less than GA and SMPSO. Also the storage calculated in HGAPSO and SMPSO is highly close to each other but in GA method the storage calculated more in the first and second years.
    Conclusions
    The convergence speed in finding the optimal solution in SMPSO in more than GA but in other hand the probability of caughting in local optima for SMPSO is great whereas GA can make the diverse optimal solutions. For this reason, in this paper was trying to improve the performance of the GA and SMPSO and remove their disadvantage based on combining them and presenting a new hybrid method. The results showed the HGAPSO method which presented in this paper to use without any complexity and additional operator to GA and SMPSO has the ability to use for reservoir operation with large-scale. In addition it is suggested which the HGAPSO apply to other water resources engineering problems.
    Keywords: Dez reservoir, Genetic algorithm, Hybrid algorithm, Objective function, Simple modified particle Swarm optimization algorithm
نکته
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال