Genetic Algorithms for Scheduling D

Genetic Algorithms for Scheduling Devices Operation in a Water Distribution System in Response to Contamination Events

This paper heuristically tackles a challenging scheduling problem arising in the field of hydraulic distribution systems in case of a contamination event, that is, optimizing the scheduling of a set of tasks so that the consumed volume of contaminated water is minimized. Each task consists of manually activating a given device, located on the hydraulic network of the water distribution system. In practice, once contamination has been detected, a given number of response teams move along the network to operate each device on site. The consumed volume of contaminated water depends on the time at which each device is operated, according to complex hydraulic laws, so that the value associated to each schedule must be evaluated by a hydraulic simulation.

We explore the potentials of Genetic Algorithms as a viable tool for tackling this optimization-simulation problem. We compare different encodings and propose ad hoc crossover operators that exploit the combinatorial structure of the feasible region, featuring hybridization with Mixed Integer Linear Programming.

Computational results are provided for a real life hydraulic network of average size, showing the effectiveness of the approach. Indeed, we greatly improve upon common sense inspired solutions which are commonly adopted in practice.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ขั้นตอนวิธีพันธุกรรมสำหรับการจัดตารางการทำงานของอุปกรณ์ในระบบการจ่ายน้ำในการตอบสนองเหตุการณ์ปนเปื้อนกระดาษนี้สำนึกแก้ปัญหาการจัดตารางเวลาท้าทายเกิดขึ้นในด้านของระบบไฮดรอลิกจำหน่ายในกรณีเหตุการณ์การปนเปื้อน นั่นคือ การเพิ่มประสิทธิภาพการจัดกำหนดการชุดงานเพื่อให้ใช้ปริมาตรของน้ำที่ปนเปื้อนถูกย่อเล็กสุด แต่ละงานประกอบด้วยการเปิดใช้งานอุปกรณ์ที่กำหนด ตั้งอยู่บนเครือข่ายของระบบการกระจายน้ำไฮดรอลิกด้วยตนเอง ในทางปฏิบัติ เมื่อมีการตรวจพบการปนเปื้อน จำนวนทีมงานย้ายตามเครือข่ายเพื่อใช้งานอุปกรณ์แต่ละเว็บไซต์ ใช้ปริมาตรของน้ำที่ปนเปื้อนขึ้นกับเวลาซึ่งแต่ละอุปกรณ์ดำเนินการ ตามกฎหมายไฮดรอลิกที่ซับซ้อน เพื่อให้ค่าที่เกี่ยวข้องกับแต่ละตารางต้องมีประเมิน โดยการจำลองไฮดรอลิกเราสำรวจศักยภาพของอัลกอริทึมทางพันธุกรรมเป็นเครื่องมือทำงานได้สำหรับการแก้ปัญหาปัญหานี้จำลองเพิ่มประสิทธิภาพ เราเปรียบเทียบการเข้ารหัสที่แตกต่าง และเสนอกิจครอสโอเวอร์ตัวดำเนินการที่ใช้ประโยชน์จากโครงสร้าง combinatorial ของภูมิภาคเป็นไปได้ มี hybridization กับผสมจำนวนเต็มเส้นเขียนโปรแกรมคำนวณผลไว้สำหรับชีวิตจริงเครือข่ายไฮดรอลิกขนาดเฉลี่ย การแสดงประสิทธิผลของวิธีการ แน่นอน เราปรับปรุงตามสามัญสำนึกโซลูชั่นซึ่งถูกนำมาใช้ในทางปฏิบัติโดยทั่วไปเป็นแรงบันดาลใจ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ขั้นตอนวิธีพันธุกรรมสำหรับอุปกรณ์การจัดตารางเวลาการดำเนินงานในระบบการกระจายน้ำในการตอบสนองต่อเหตุการณ์การปนเปื้อนกระดาษนี้ heuristically โหม่งปัญหาการจัดตารางเวลาที่ท้าทายที่เกิดขึ้นในด้านระบบการจัดจำหน่ายไฮโดรลิกในกรณีของเหตุการณ์การปนเปื้อนที่เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการจัดตารางเวลาของชุดของงานที่ เพื่อให้ปริมาณการบริโภคน้ำที่ปนเปื้อนจะลดลง งานแต่ละงานประกอบด้วยตนเองเปิดใช้งานอุปกรณ์ที่กำหนดที่ตั้งอยู่บนเครือข่ายไฮดรอลิระบบการกระจายน้ำ ในทางปฏิบัติเมื่อการปนเปื้อนได้รับการตรวจเป็นจำนวนที่กำหนดของทีมตอบสนองย้ายไปตามเครือข่ายการทำงานของอุปกรณ์ในแต่ละเว็บไซต์ ปริมาณการบริโภคน้ำที่ปนเปื้อนขึ้นอยู่กับเวลาที่อุปกรณ์แต่ละคนจะดำเนินการตามกฎหมายไฮโดรลิกที่ซับซ้อนเพื่อให้ค่าที่เกี่ยวข้องกับแต่ละกำหนดการจะต้องได้รับการประเมินโดยการจำลองไฮโดรลิค. เราจะสำรวจศักยภาพทางพันธุกรรมขั้นตอนวิธีเป็นเครื่องมือในการทำงานได้ สำหรับการแก้ปัญหาปัญหาการเพิ่มประสิทธิภาพการจำลองนี้ เราเปรียบเทียบการเข้ารหัสที่แตกต่างกันและนำเสนอเฉพาะกิจประกอบการครอสโอเวอร์ที่ใช้ประโยชน์จากโครงสร้าง combinatorial ของภูมิภาคเป็นไปได้ที่มีการผสมข้ามพันธุ์ผสมกับการเขียนโปรแกรมเชิงเส้นจำนวนเต็ม. ผลการคำนวณที่มีให้สำหรับเครือข่ายไฮดรอลิชีวิตจริงที่มีขนาดเฉลี่ยที่แสดงถึงประสิทธิภาพของวิธีการที่ แท้จริงเรามากขึ้นอยู่กับการแก้ปัญหาความรู้สึกที่เป็นแรงบันดาลใจร่วมกันซึ่งเป็นที่ยอมรับกันทั่วไปในทางปฏิบัติ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ขั้นตอนวิธีเชิงพันธุกรรมสำหรับการจัดตารางการดำเนินงานอุปกรณ์ในระบบการกระจายน้ำในการตอบสนองต่อเหตุการณ์การปนเปื้อนกระดาษนี้ heuristically โหม่งความท้าทายตารางปัญหาที่เกิดขึ้นในด้านระบบไฮดรอลิก ในกรณีของการปนเปื้อนในครั้งนี้ นั่นคือ การเพิ่มประสิทธิภาพการจัดตารางของชุดของงานที่ใช้ ปริมาณของน้ำที่ปนเปื้อนน้อยที่สุด แต่ละงานประกอบด้วยตนเอง กระตุ้นให้อุปกรณ์ไฮดรอลิก ตั้งอยู่บนเครือข่ายของระบบการกระจายน้ำ ในการฝึก เมื่อถูกตรวจพบ จำนวนของการย้ายทีมไปตามเครือข่าย การใช้งานแต่ละอุปกรณ์ในเว็บไซต์ การใช้ปริมาณของน้ำที่ปนเปื้อนขึ้นอยู่กับเวลาที่แต่ละอุปกรณ์จะดำเนินการตามกฎหมาย ไฮดรอลิคที่ซับซ้อน ดังนั้นมูลค่าที่เกี่ยวข้องกับแต่ละตารางจะต้องถูกประเมินโดยแบบจำลองชลศาสตร์เราสำรวจศักยภาพของทางพันธุศาสตร์เป็นเครื่องมือที่ทำงานได้สำหรับการแก้ปัญหาปัญหา optimization จำลองนี้ เราเปรียบเทียบการเข้ารหัสที่แตกต่างกันและนำเสนอเฉพาะกิจการ ) ใช้ประโยชน์จากโครงสร้างเชิงของภูมิภาคเป็นไปได้ที่มี hybridization กับจำนวนเต็มผสม การโปรแกรมเชิงเส้นผลการคำนวณให้ชีวิตจริงไฮดรอลิกเครือข่ายขนาดเฉลี่ย แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของวิธีการ แน่นอน เราปรับปรุงตามสามัญสำนึก แรงบันดาลใจ โซลูชั่น ที่ใช้กันทั่วไปในการปฏิบัติ