Sborník příspěvků 2012 - Katedra hydromeliorací a krajinného ...

Katedra hydromeliorací a krajinného inženýrství, FSv ČVUT v PrazeVODA A KRAJINA 2012POROVNANIE OPTIMALIZAČNÝCH METÓD APLIKOVANÝCH PRI NÁVRHUDISTRIBUČNEJ SÚSTAVY PRE ROZVOD ZÁVLAHOVEJ VODYCOMPARISON OPTIMIZATION METHODS APPLIED AT DESIGN OF IRRIGATION WATERDISTRIBUTION NETWORKSZbyněk Bajtek 1 , Juraj Bezák 2AbstractThe aim of this work was mutual comparison of different deterministic, heuristic and hybridmethods employed in the optimization of pressurized water distribution systems. The design of anoptimal water distribution network is a complex task. Various deterministic and heuristic algorithmshave been proposed and attempted for solving this problem. Researchers have focused on stochastic orso-called heuristic optimization methods in the past two decades. Heuristic methods are used forsolving a very general class of computational problems. Hybrid methods described in this work weresuccessfully tested on the benchmark networks, by taking advantage of the both deterministic andheuristic methods, was also formulated and demonstrated on the benchmark networks.KeywordsOptimization, irrigation networks, hybrid methods, genetic algorithm, linear programing1 ÚVODPríspevok je zameraný na aplikáciu zvolených metód na vybrané optimalizačné problémy kdehlavným cieľom je komparácia daných metód aplikovaných na rozličné distribučné sústavy pre rozvodvody. Môžeme ho rozdeliť na dve časti. Prvá časť je zameraná na porovnanie zvolených heuristickýchmetód a odchýlky výsledkov dosahovaných týmito metódami od globálneho optima. Testované súmetódy využívajúce k optimalizácii genetické algoritmy[1], harmonické prehľadávanie[2]a optimalizáciu pomocou roja častíc[3]. Toto testovanie prebiehalo na vetvovej sústave. Príspevok sana tomto mieste zameriava na určenie odchýlky výsledkov dosiahnutých heuristickými metódami odglobálneho optima. Hlavným cieľom tejto časti testovania bolo poukázať na rastúcu odchýlkuvýsledkov dosiahnutých heuristickými metódami od globálneho optima pri zväčšovaníoptimalizovanej sústavy, čím sa zdôvodňuje potreba zdokonaľovania metód pre optimalizáciu DSRV.Druhá časť testovania prebiehala na okruhovej sústave a bola zameraná na testovanie hybridné metódyGALP a HALP ktoré boli vytvorené na katedre VHK a sú bližšie popísané napríklad v Čistý et.al.[4].Zároveň boli pre porovnanie aplikované aj tri heuristické metódy, ktoré sa použili v prvej častitestovania.2 HYBRIDNÁ METÓDANový prístup k problému optimalizácie tlakových sústav pre rozvod vody kombinácioudeterministického z heuristickým algoritmom bol predstavený v Čistý, M., Bajtek, Z., (2009). MetódaGALP je založená na kombinácii lineárneho programovania (LP) a heuristického prístupu genetickéhoalgoritmu (GA). Hlavná idea spočíva vo fakte, že lineárne programovanie vždy nájde globálneoptimum pokiaľ existuje, ale pretože LP je použiteľné iba na riešenie vetvových sústav, jeimplementovaná heuristická metóda, pomocou ktorej je komplexná okruhová sústava rozložená naskupinu vetvových sústav. Navrhovaná metóda rieši návrh priemerov na sústave s danou topológiou.Sú v nej využité dve algoritmické techniky - lineárne programovanie a genetický algoritmus. Cieľom1 Zbyněk Bajtek, Ing., PhD.,STU, Stavebná fakulta, katedra vodného hospodárstva krajiny, Radlinského 11, 81368 Bratislava 1, zbynek.bajtek@stuba.sk2 Juraj Bezák, Ing., STU, Stavebná fakulta, katedra vodného hospodárstva krajiny, Radlinského 11, 813 68Bratislava 1, juraj.bezák@stuba.sk7