استفاده ازکلنی مورچگان در مسیریابی وسایل نقلیه امدادی در شرایط عدم قطعیت – عمران

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی عمران
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:148
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

استفاده ازکلنی مورچگان در مسیریابی وسایل نقلیه امدادی در شرایط عدم قطعیت – عمران

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب

چکیده ……………………. ۱

مقدمه …………………….. ۲

۱- فصل اول: تعریف مسأله …………… ۳
۱- ۱- مقدمه ………………… ۴
۱- ۲- تعریف مسأله مسیریابی برای وسایل نقلیه امدادی ……… ۵
۱- ۳- اهداف مطالعه ………………… ۷
۱- ۴- ضرورت انجام کار …………………. ۸
۱- ۵- فرضیات ……………….. ۱۰
۱- ۶- روش انجام کار …………………. ۱۱
۱- ۷- ساختار پایاننامه ………………. ۱۳
۲- فصل دوم: مروری بر مطالعات پیشین ………… ۱۵
۲- ۱- مقدمه ………………….. ۱۶
۲- ۲- الگوریتم دایکسترا …………… ۱۷
۲- ۳- دستور حل بلمن ………………. ۱۹
۲- ۴- دستور حل فلوید ……………….. ۲۰
۲- ۵- الگوریتم *A ………..ا…….. ۲۲
۲- ۶- الگوریتم جستجوی سطحی (BFS) ……..ا……. ۲۳
۲- ۷- الگوریتم جستجوی عمقی (DFS) ………ا…….. ۲۵
۲- ۸- موقعیت الگوریتمهای مسیریابی در مسایل چند هدفه …….. ۲۷
۲- ۹- آشنایی با الگوریتمهای فرا ابتکاری مورچگان ………. ۲۹
۲- ۹- ۱- اساس الگوریتمهای فرا ابتکاری مورچگان ……….. ۳۰
۲- ۹- ۲- انواع مختلف الگوریتمهای فرا ابتکاری مورچگان …………. ۳۳
۲- ۹- ۳- الگوریتم فرا ابتکاری سیستم مورچگان AS)) ….ا……. ۳۵
۲- ۹- ۴- الگوریتم فرا ابتکاری سیستم مورچگان نخبه EAS)) ……..ا…. ۳۷
۲- ۹- ۵- الگوریتم فرا ابتکاری سیستم مورچگان مبتنی بر رتبه (AS-Rank) ..ا…. ۳۸
۲-۹-۶- الگــوریتم فــرا ابتکــاری سیســتم مورچگــان بــا تعیــین ســطح مقــادیر بیشــینه و کمینــه
فرمون(MMAS) …………..ا……… ۳۹

۲- ۹- ۷- الگوریتم فرا ابتکاری سیستم اجتماع مورچگان (ACS) ….ا… ۴۱
۲- ۹- ۸- الگوریتم جستجوی تقریبی و غیر قطعی درخت جواب (ANTS) ..ا.. ۴۶
۲- ۱۰- استفاده از الگوریتم بهینهیابی مورچگان در مسایل تصمیمگیری چند هدفه …….. ۴۹
۲- ۱۱- مروری چند بر روشهای بیمقیاسسازی شاخصهای تصمیمگیری …….. ۵۳
۲- ۱۱- ۱- بیمقیاسسازی با استفاده از نرم ……………. ۵۴
۲- ۱۱- ۲- بیمقیاس کردن خطی ………….. ۵۴
۲- ۱۱- ۳- بیمقیاسی فازی ……………… ۵۵
۳- فصل سوم: ارائه روش …………. ۵۶
۳-۱- مقدمه …………………. ۵۷
۳-۲- متدولژی روش حل مسأله مسیریابی چند هدفه با استفاده از الگوریتمهای مورچگان ….. ۶۰
۳-۲-۱- پیادهسازی مسأله مسیریابی چند هدفه در قالب روش سیستم مورچه نخبه (EAS) …..ا.. ۶۱
۳-۲-۲- پیادهسازی مسأله مسیریابی چند هدفـه در قالـب روشهـای سیسـتم چنـد دسـتهای مورچـه
(MCAS) و سیستم چند دستهای مورچه نخبه ((MCEAS ….ا…… ۶۲
۳-۲-۳- پیادهسازی مسأله مسیریابی چند هدفه در قالب روش رویکرد چند دسـته ای مورچـه (MCAA)ص ۶۵
۳-۳- اصلاح و آمادهسازی شبکه پیش از آغاز فعالیت مورچههای مسیریاب …… ۶۸
۳-۳-۱- قطع برگها و حذف مسیرهای بنبست در شبکه حمل و نقل ……. ۶۹
۳-۳-۲- تعریف و نقش مورچه دیدهبان در الگوریتم مسیریابی ………….. ۷۲
۳-۴- چگونگی تولید جواب در فرآیند مسیریابی توسط مورچههای مسیریاب ………. ۷۳
۳-۴-۱- نحوه تصمیمگیری مورچهها در گزینش گرههای شبکه ………… ۷۴
۳-۵- به هنگامسازی فرمون کمانهای شبکه ……………… ۷۹
۳-۵-۱- تبخیر سراسری فرمون ………………… ۸۱
۳-۵-۲- تبخیر موضعی فرمون ……………. ۸۱
۳-۵-۳- فرمونگذاری توسط مورچههای مسیریاب …………… ۸۲
۳-۵-۴- محدود کردن حد پایین سطح فرمون کمانهای شبکه ……….. ۸۳
۴- فصل چهارم: مطالعه موردی و نتایج عددی ……….. ۸۵
۴-۱- مقدمه ………………… ۸۶
۴-۲- تعریف مسأله ………………….. ۸۶
۴-۳- تعیین کوتاهترین مسیر چند هدفه بین یک مبدأ- مقصد با اسـتفاده از الگـوریتمهـای مورچگـان ۹۱
۴-۳-۱- تحلیل حساسیت پارامترهای مدل در روش (MCAS) …ا………. ۹۴
۴-۳-۲- تحلیل حساسیت پارامترهای مدل در روشهای (EAS) ،(MCAA) ،(MCEAS) …ا… ۱۱۱
۴-۳-۳- مقایسه نتایج به دست آمده از مدلهای ارائه شده ………….. ۱۱۶
۴-۳-۴- محدود کردن حد پایین میزان فرمون کمانهای شبکه در مدلهای ارائه شده از طریق تعریـف کران پایین …………………… ۱۱۹
۴-۴- ارزیابی عملکرد مدلهای ارائه شده در مقایسه باروش دایکسترا …….. ۱۲۱
۴-۴-۱- مقایسه عملکرد مورچههای مسیریاب تک هدفه با روش دایکسترا ……. ۱۲۲
۴-۴-۲- مقایسه عملکرد مورچههای مسیریاب چند هدفه با روش دایکسترا ….. ۱۲۳
۴-۵- به کارگیری روش حل مسیریابی چند هدفه با استفاده الگوریتم مورچگان در مسأله طراحی شبکه
برای اعزام نیروهای امدادی ……………. ۱۲۵

۵- فصل پنجم: نتیجهگیری و پیشنهادات ………… ۱۳۱
نتیجهگیری ………………… ۱۳۲

پیشنهادات ………………… ۱۳۶
منابع و ماخذ ……………….. ۱۳۷

فهرست منابع فارسی ……………….. ۱۳۷

فهرست منابع لاتین …………………. ۱۳۷
چکیده انگلیسی …………………. ۱۴۲

چکیده
در این پایان نامه برای حل مسأله مسیریابی چند هدفه وسایل نقلیه امدادی در شبکه حمل و نقل رویکرد جدیدی مبتنی بر الگوریتم مورچگان ارائه گردیده اسـت . اهـداف مـورد بررسـی زمـان سـفر وقابلیت اطمینان می باشند. در ا یـن راسـتا ن یـز سـه الگـوریتم بـه نامهـای (MCEAS) ,(MCAS) و(MCAA) بـر اسـاس الگـوریتم بهینـه یـابی مورچگـان (ACO) ارائـه گرد یـده و عملکـرد آنهـا بـا الگوریتم های مورچه نخبه(EAS) و دایکسـترا (DA)، مقایسـه شـده اسـت. نتـایج، نشـان از بهبـودجوابهای بدست آمده از مدلهای ارائه شده، نسبت به روشهای متداول دارد.

مقدمه
در این پایاننامه مسیریابی بر یک شبکه گراف متشکل از تعدادی گره و کمان بررسـی شـده اسـتکه ویژگی اصلی آن چند معیار بودن میسریابی و تکیه بر دو معیار زمان سفر و قابلیت اطمینـان سـفردر کمانهای شبکه است. این مسأله در واقع میتواند در قالب ارائه نوعی نـرم افـزار جهـت مسـیریابی وسایل نقلیه امدادی برای یافتن کوتاهترین مسیر از مبدأ حرکت یا پایانه (نقطه صـفر ) بـه هـر مقصـدمورد نظر در شبکه مطرح باشد. ماهیت این مسیریابی بالطبع سرعت بـالای پـردازش اطلاعـات جهـتارائه به کاربر و نیز ارائه یک الگوی مناسب یا بهینه جهـت حرکـت در شـبکه را مـیطلبـد . در همـینراستا، این پایاننامه از روش فراابتکاری مورچگان برای انجام مسیریابی چند هدفه خود بهره میبرد.
ویژگی اصلی این شیوه الگوریتمیک دستیابی به جوابهایی بهینه با تکیـه بـر محـدودیتهـای اعمـالشده بر معیارهای مفروض و آن هم در کمترین زمان ممکن میباشد. بنابراین تا حد زیادی پاسـخگوینیازهای مطرح در مسأله مسیریابی برای وسایل نقلیه امدادی خواهد بود. به منظور پیادهسازی الگوریتم مورچگان از چند نسخه ارائه شده در این خانواده یعنی سیستم مورچـهنخبـه (EAS)، سیسـتم چنـد دسـتهای مورچـه ((MCAS، سیسـتم چنـد دسـتهای مورچـه نخبـه (MCEAS) و رویکرد چند دستهای مورچه (MCAA) استفاده شد. برخی از محدودیتهای موجود در الگوریتم مورچگان (مثلاً جستجوی گره به گره و ناتوانی مورچه-های مسیریاب در پیشبینی ادامه مسیر در گراف شبکه) سبب شد که بـا هـدف جلـوگیری از گرفتـارشدن مورچهها در یک مسیر بنبست (مثلاً در ساختار یک شبکه درختی) پیش از آغاز فعالیت آنهـا،نوعی اصلاحات مقدماتی شامل قطع برگها و تصحیح مسیرهای بـن بسـت در سـاختار شـبکه صـورتپذیرد، در ادامه مورچههای مسیریاب در قالب دو دسته مجزا که دسته اول مسیرهای بـا معیـار زمـانبهینه و دسته دوم مسیرهای با قابلیت اطمینان بهینه را جستجو میکنند، فعالیت خـود را آغـاز مـی-کنند. در پایان هر تکرار از الگوریتم تعدادی از مسیرهای یافته شده پیشرو خواهد بود که با توجه بـهدو نوع معیار متفاوت در مسیریابی به دست آمدهاند. لذا در این مرحلـه بـا تعریـف نـوعی تـابع ارزش-گذاری، ارزش هر دو معیار در مسیرهای به دست آمده، به صـورت فرمـونگـذاری (کـه میـزان آن بـرمبنای هر دو معیار مطرح در مسأله میباشد) بر کمانهای مسیر اعمال میشود.
مدلهای ارائه شده بر یک شبکه فرضی منطبق با شـبکه شـهر سـایوکس فـالز ایـالات متحـده مـوردآزمایش عددی قرار گرفتند. نتایج حکایت از توفیق بیشتر روشهـای (MCEAS) و(MCAA) نسـبتبه دو روش دیگر داشت. در پایان با مقایسه مدلهای برتر با روش قطعی دایکسترا به عنوان روش پایه، عملکرد این مدلها مورد ارزیابی قرار گرفتند. سپس با استناد به نتـایج بـه دسـت آمـده از مـدلهـای(MCEAS) و(MCAA) شبکهای بر مبنای حداقل طول تحت پوشش جهت اعزام نیروهای امدادی در شرایط بحران طراحی شد.

نتیجه گیری
مسأله مسیریابی (SP) یکی از مسائل مطرح و کاربردی در مهندسی حملونقل است که رویکرد اصلی این پژوهش را برای ارائه یک متدولژی کارآمد در حل نسخه چند هدفه آن (MSPP) به خود اختصاص داده است. تاکنون شمار زیادی از الگوریتمها جهت حل مسأله مسیریابی و یا به بیان دیگر مسأله کوتاه ترین مسیر در شبکه ارائه گردیدهاند که هر کدام دارای نقاط ضعف و قوت خود می باشند. در این رساله نیز با بهرهگیری از ایده یک الگوریتم فراابتکاری تحت عنوان الگوریتم مورچگان، چهار مدل مختلف به نام های (MCEAS) ،(MCAS) ،(EAS) و (MCAA) مطرح گردیدند که از میان آن ها دو مدل (MCEAS) و (MCAA) نتایج بهتری به بار آوردند.
با ملاحظه جدول (۵-۱) و مقایسه شماری از الگوریتم های مطرح در مسأله مسیریابی با مدل های ارائه شده در این پژوهش می توان ضمن تأیید ضرورت انجام این تحقیق به عملکرد موفق مدلهای مزبور نیز پی برد ضمن آن که نتایج عددی ارائه شده در فصل پنجم نیز، تأییدی است بر صحت این گفتار.
همان طور که بارها و بارها پیش از این اشاره شد، هدف از این پژوهش حل مسأله کوتاهترین مسیر با دو معیار غیرهمجنس زمان سفر و قابلیت اطمینان به قابل عبور بودن مسیر است که در آن معیار قابلیت اطمینان یک شاخص احتمالی و عددی بین صفر و یک برای هر کمان و نهایتاً برای هر مسیر است. به فراخور عنوان این رساله و کاربرد مورد انتظار آن در مورد مسیریابی وسایل نقلیه امدادی، اعمال محدودیت هایی برای هر دو معیار مطرح شده در مسأله ضروری به نظر می رسد. از این دیدگاه مسیرهایی به عنوان مسیرهای بهینه تلقی می شوند که در آن ها زمان سفر از حد مشخصی فراتر و قابلیت اطمینان به مسیر نیز از حد معینی کمتر نباشد.
در این پژوهش نیم نگاهی نیز به مسأله طراحی شبکه می شود. بدین منظور پس از شناسایی کوتاه ترین مسیرهای بهینه بین مبادی و مقاصد مشخص، مبادی نمایانگر مراکز امداد رسانی و مقاصد نمایانگر نقاط نیازمند به امداد در شبکه می باشند، از بین این مسیرها شبکه به نحوی طراحی میشود که با پوشش کمترین طول از شبکه تمامی نقاط حادثهدیده توسط نیروهای امدادی مورد رؤیت قرار گیرند.
در نهایت می توان موارد زیر را تحت عنوان نتایج کلی این تحقیق بر شمرد:
۱- هدف از این پژوهش ارائه مدلی جهت یافتن کوتاه ترین مسیر بین هر مبدأ و مقصد در شبکه با در نظر گرفتن معیارهای تصمیمگیری چندگانه و رعایت محدودیتهای اعمال شده برای هر یک از معیارهای مزبور می باشد.
۲- دو معیار زمان سفر و میزان قابلیت اطمینان به قابل عبور بودن مسیر، معیارهای مطرح در این رساله می باشند که در واقع تا حد زیادی می توانند بسیاری از عوامل مؤثر دیگر در تصمیم گیری برای گزینش میسر، نظیر طول، تراکم و عوارض مربوط به یک مسیر را نیز در خود جای دهند.
۳- ایده اصلی این پایاننامه جهت مواجهه با مسأله مسیریابی چند هدفه با قید محدودیت برای معیارها، استفاده از الگوریتم مورچگان به صورت چند دسته ای میباشد به نحوی که هر دسته در صدد یافتن جوابهای بهینه با در نظر گرفتن یک معیار مؤثر در تصمیم گیری می باشد وجه اشتراک دستههای متفاوت جمعیت مورچگان، همان مفهوم آشنای فرمون است. این مفهوم نیز در قالب یک تابع ارزش که در برگیرنده تمامی معیارهای مؤثر در تصمیمگیری می باشد، قابل تعریف است.
۴- با توجه به دو معیار مطرح در این رساله، مسأله تصمیمگیری چند هدفه تبدیل به یک مسأله تصمیم گیری دو هدفه می شود که با چهار شکل مختلف از الگوریتم های مورچگان به نام های (MCEAS) ،(MCAS) ،(EAS) و (MCAA) پیاده سازی می شود. همچنین محدودیت های اعمال شده در معیارها نیز از طریق کنترل فرمون گذاری مورچه های مسیریاب قابل تحقق می باشند.
۵- پیاده سازی مدلهای ارائه شده بر روی یک شبکه فرضی حملونقل، نشان از نتایج ارشمندتر دو مدل (MCAA) و (MCEAS) نسبت به سایر مدلها دارد. همچنین مقایسه نتایج دو الگوریتم فوق و الگوریتم قطعی دایکسترا (DA) حاکی از صحت نتایج این مدل ها و نیز توانمندی آن ها در اعمال محدودیت های مورد نظر بر معیارهای مطرح شده میباشد ، امری که در مورد الگوریتم دایکسترا (DA) به این صورت تحقق نمییابد.
۶- از جمله نتایج کاربردی این تحقیق، استفاده از کوتاهترین مسیرهای به دست آمده بین مراکز امدادرسانی و نقاط حادثهدیده، برای طراحی یک شبکه حملونقل براساس معیار طول و در شرایط رخداد یک پیشامد فراگیر همانند زلزله می باشد. بر این اساس کمترین طول ضروری برای پوشش تمامی نقاط حادثهدیده در شبکه جهت اعزام نیروهای امدادی مورد گشایش قرار می گیرد و ساختار جدیدی از شبکه ارائه می گردد.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط