Ứng dụng giải thuật di truyền NSGA-II để lựa chọn phương án tối ưu cải tạo hệ thống thoát nước thành phố Sầm Sơn, Thanh Hóa

Bài viết Ứng dụng giải thuật di truyền NSGA-II để lựa chọn phương án tối ưu cải tạo hệ thống thoát nước thành phố Sầm Sơn, Thanh Hóa sử dụng giải thuật di truyền NSGA II (Nondominated sorting genetic Agorithm) (Sharma và nnk 2012) để tìm giải pháp tối ưu cải tạo hệ thống cống thoát nước thải của thành phố Sầm Sơn, tỉnh Thanh Hóa.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng giải thuật di truyền NSGA-II để lựa chọn phương án tối ưu cải tạo hệ thống thoát nước thành phố Sầm Sơn, Thanh Hóa Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN NSGA-II ĐỂ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU CẢI TẠO HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THÀNH PHỐ SẦM SƠN, THANH HÓA Đặng Minh Hải Trường Đại học Thủy lợi, email: hai_ctn@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG chôn cống của các tuyến cống thoát nước thải biến đổi từ 0,5 m đến 3,0 m. Đường kính của Hệ thống thoát nước thải đô thị (HTTN) có vai trò hết sức quan trọng đối với dân cư đô các tuyến cống biến đổi từ 300 mm đến 600 mm. Các cống thoát nước thải được đều là thị. Để HTTN làm việc theo công suất thiết kế, các công trình trong hệ thống phải được cống bê tông cốt thép. Qua điều tra, có 18 cải tạo hằng năm. Công tác bảo trì, giám sát đoạn cống bị hư hỏng (có chiều dài hư hỏng và cải tạo HTTN gặp rất nhiều khó khăn do lớn hơn 25% chiều dài đoạn cống) trên tổng hệ thống cống được chôn sâu dưới lòng đất. số 30 đoạn cống trong hệ thống (Bảng 1). Chi phí cải tạo và tuổi thọ của cống thoát Bảng 1. Thông số của các đoạn cống hỏng nước phụ thuộc vào vật liệu thay thế và D Lc H Lhỏng phương pháp cải tạo. Phương án cải tạo TT (mm) (m) (m) (m) tối ưu hệ thống thoát nước sẽ góp phần tiết kiệm chi phí và tăng tuổi thọ của các cống 1 600 111 1,3 20 thoát nước. 2 600 114 2 30 Trên thế giới, nhiều nhà khoa học đã sử 3 300 200 2,3 5 dụng giải thuật di truyền để tìm lời giải tối ưu cho các bài toán tối ưu đa mục tiêu liên quan 4 600 391 3 30 đến thiết kế, vận hành và cải tạo hệ thống 5 300 89 4 15 thoát nước (Yang và Su 2007). Tuy nhiên, ở 6 600 391 2,5 39 nước ta, sử dụng giải thuật di truyền để tìm 7 300 150 3 50 lời giải tối ưu trong kỹ thuật nói chung và trong lĩnh vực cấp thoát nước nói riêng còn 8 600 489 2,5 100 hạn chế. Vì vậy, bài báo này sử dụng giải 9 600 485 3 150 thuật di truyền NSGA II (Nondominated 10 600 300 2 120 sorting genetic Agorithm) (Sharma và nnk 2012) để tìm giải pháp tối ưu cải tạo hệ thống 11 600 527 3 240 cống thoát nước thải của thành phố Sầm Sơn, 12 600 549 2,5 250 tỉnh Thanh Hóa. 13 600 610 3 200 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 600 94 2,5 20 15 600 610 3 150 2.1. Vùng nghiên cứu và hệ thống thoát nước 16 600 1040 2 200 17 600 500 3 100 HTTN thành phố Sầm Sơn, tỉnh Thanh Hóa có diện tích phục vụ 250 ha. Độ sâu 18 600 400 4 200 363 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 2.2. Mô hình tối ưu hóa cải tạo hệ thống tú làm tăng tính hội tụ và đa dạng của lời thoát nước giải. Quá trình thực hiện thuật toán trải qua Mục tiêu thứ nhất là tối thiểu hóa tổng chi các bước sau: phí cải tạo các cống thoát nước. Tổng chi phí Bước 1: Mã hóa chromosomes cải tạo (Cct ) phụ thuộc vào đường kính cống, Thuật toán gen bắt đầu với các chuỗi được vật liệu và phương pháp cải tạo. mã hóa gọi là chromosomes. Trong bài báo này, choromosomes được mã hóa bằng số Cct = Cvl +Ctc (1) nguyên và mô tả 2 biến là vật liệu thay thế Cvl =  ni1 Ci j (2) (Mi ) và phương pháp thi công (CMi). Mi được mã hóa là 1 đối với ống bê tông cốt thép; 2 Theo Yang and Su (2007), tổng chi phí đối với ống cốt sợi thủy tinh; 3 đối với ống phục vụ thi công Ctc được xác định như sau: HDPE; 4 đối với ống sành. CMi được mã hóa Ctc = là 1 đối với sữa chữa nhỏ; 2 đối với sửa chữa 740 n (74,1Dri  ...