مقایسه قابلیت الگوریتم جهش تصادفی قورباغه با دیگر الگوریتم های فراکاوشی در طراحی شبکه های فاضلاب شهری

بهینه سازی طراحی شبکه های جمع آوری و انتقال فاضلاب شهری به دلیل هزینه های بسیار بالای اجرای این زیرساخت ها همواره مورد توجه محققین و کارشناسان بوده است. تعدد متغیرهای تصمیم و پیچیده بودن قیودات حاکم بر مساله، استفاده از روش های ریاضیاتی را در بهینه سازی این سیستم ها با دشواری-های زیادی همراه کرده و این امر استفاده از الگوریتم های فراکاوشی را در حل این مسایل ضروری ساخته است. الگوریتم جهش تصادفی قورباغه یکی از الگوریتم-های فراکاوشی جدید است که قابلیت خود را در حل تعداد زیادی از مسایل بهینه سازی نشان داده است. در این تحقیق، قابلیت الگوریتم جهش تصادفی قورباغه در حل مساله طراحی بهینه شبکه های فاضلاب شهری مورد بررسی قرار گرفته است. قطر لوله ها به عنوان متغیرهای تصمیم گسسته و عمق کارگذاری لوله ها به عنوان متغیرهای تصمیم پیوسته، همزمان در این تحقیق به عنوان مجهولات مساله مطرح بوده اند. همچنین سه شبکه فاضلاب با 13، 41 و 65 متغیر تصمیم (به صورت ترکیبی از تعداد لوله ها و تعداد گره ها) به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده است. رعایت قیودات متعدد فنی، اجرایی و هیدرولیکی نیز با تعریف توابع جریمه مناسب کنترل شده است. نتایج نشان داد که نتایج بدست آمده از الگوریتم جهش تصادفی قورباغه در مقایسه با بهترین پاسخ بدست آمده از الگوریتم- های ژنتیک، هوش تجمعی ذرات و رقابت زیست طبیعی در مسایل اول و سوم به ترتیب منجر به کاهش هزینه به میزان 43/0 و 2/3 درصد شده و در مسیله دوم نیز در مقایسه با دیگر روش ها، با کمترین میزان تعداد فراخوانی تابع هدف به تابع هدفی برابر دست یافته است.