بهینه‌‌سازی شبکه‌های فاضلاب با الگوریتم دسته ذرات با قابلیت پرواز بازگشتی و مجهز به حافظه هارمونی

نبود یک شبکه فاضلاب کارا، باعث به‌خطر افتادن سلامت عمومی و شیوع بیماری‌های واگیردار در جوامع شهری می‌شود. هزینه‌های زیاد احداث این شبکه‌ها و وجود محدودیت‌های مالی، سبب ورود روش‌های مختلف بهینه‌سازی در طراحی این شبکه‌ها شده است. مسئله طراحی شبکه‌های فاضلاب، دارای متغیرهای تصمیم گسسته و پیوسته همزمان است. علاوه بر آن، پیچیدگی زمانی غیرخطی این‌گونه مسائل باعث استفاده از روش‌های مختلف بهینه‌سازی در طراحی شبکه‌های فاضلاب شده است. در این پژوهش، از الگوریتم دسته ذرات با قابلیت پرواز بازگشتی و مجهز به حافظه هارمونی در بهینه‌‌سازی شبکه‌‌‌‌های فاضلاب استفاده شد. تابع هدف، شامل حداقل کردن هزینه‌های حفاری و تهیه لوله‌های شبکه، با توجه به قطرهای موجود در بازار بود. استفاده از مکانیسم‌های پرواز بازگشتی و حافظه هارمونی، مانع از پرواز بی‌ثمر ذرات و افزایش کارایی و ثبات محاسباتی الگوریتم دسته ذرات می‌شود. در مطالعه حاضر، قیود مسئله بهینه‌سازی شبکه‌های فاضلاب در دو سطح، بررسی و ارضا شدند که موجب همگرایی مطلوب الگوریتم ذرات، در مقایسه با روش‌های معمول جریمه‌دهی در سایر روش‌های تکاملی شد. برای تعیین فضای امکان‌پذیر متغیرهای تصمیم، از مدل هیدرولیکی معادله مانینگ استفاده شد. کارایی الگوریتم با ارائه دو نمونه از شبکه‌های فاضلاب نشان داده شد. نتایج، بهبود محسوسی در کاهش هزینه‌ها نسبت به دیگر الگوریتم‌‌ها و ثبات محاسباتی بیشتری را نسبت به دسته ذرات استاندارد در بهینه‌سازی شبکه‌های فاضلاب نشان داد.