Cost Optimization of Hanoi Water Distribution Netvvork with Meta- Heuristic Optimization Algorithms

Abstract

Water transfer and distribution systems have high-cost values in a process from the collection of required water to the delivery by end-users. Besides the existence of few options for water transmission systems, there are more possible Solutions for water distribution systems which have to require necessary conditions. Defining the best system which has minimum cost value for a water distribution system has been an optimization problem in time. Different optimization algorithms have been revealed with the help of the innovation of Computer technologies and these algorithms were used in cost optimization of water distribution network field and performance of algorithmshave been evaluatednearly for 50 years. Inthis study, Partide Swarm Optimization (PSO) and Genetic Algorithm (GA) methods, commonly used in the literatüre, and recently revealed Artificial Bee Colony (ABC) algorithm method were applied to Hanoi water distribution network for the purpose of cost optimization. T o determine the bestperforming algorithm for this case study; the comparative performance analysis of convergence velocity, stability, and distribution of results were evaluated.

Gerekli suyun toplanmasından kullanıcılara ulaştırılmasına kadar geçen bir süreç içerisinde su iletim ve dağıtım sistemlerinin yüksek maliyet değerleri içerdiği görülmektedir. Su iletim sistemlerinde daha az sayıda seçeneğin bulunmasına karşılık su dağıtım şebekeleri istenen şartları sağlayan daha fazla olası çözümü içermektedir. Zamanla, minimum maliyet değerine sahip olan en iyi sistemin tasarlanması bir optimizasyon problemi haline gelmiştir. Son 50 yıldır bilgisayar teknolojilerindeki gelişme ile birlikte çeşitli optimizason algoritmaları ortaya atılmış ve bu algoritmalar su dağıtım şebekelerinin maliyet optimizasyonu konusunda kullanılarak algoritmaların performansları değerlendirilmiştir. Bu çalışmada literatürde yaygın olarak kullanılmış olan Parçacık Sürü Optimizasyon ve Genetik Algoritma yöntemlerine ilave olarak diğer iki yönteme kıyasla daha yakın zamanda ortaya atılmış olan Yapay Arı Kolonisi algoritması ile Hanoi su dağıtım şebekesi üzerinde maliyet optimizasyonu yapılmıştır. Mevcut çalışma kapsamında en başarılı algoritmanın belirlenmesi için yakınsama hızı, tutarlılık ve sonuçların dağılımı karşılaştırmalı performans analizi kapsamında incelenmiştir.