توسعه و ارزیابی الگوریتم بهینه‌سازی اسب خودتطبیقی (SA-HA) برای مدیریت بهره‌برداری از مخزن

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیأت علمی گروه مهندسی عمران دانشگاه قم

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم، قم، ایران

10.22034/ceej.2026.70140.2468

چکیده

مدیریت بهینه منابع آب در شرایط اقلیمی ناپایدار، نیازمند ابزارهای محاسباتی پیشرفته برای تصمیم‌گیری هوشمند و سازگار با تغییرات محیطی است. در این پژوهش، نسخه‌ای خودتطبیقی از الگوریتم اسب (HA) توسعه داده شد تا محدودیت‌های نسخه کلاسیک مانند همگرایی زودرس و حساسیت به تنظیم پارامترها کاهش یابد. در مدل پیشنهادی، هر عامل (اسب) دارای ضریب یادگیری پویا است که براساس میزان بهبود تابع هدف در هر تکرار به‌صورت خودکار به‌روزرسانی می‌شود. این فرآیند موجب برقراری تعادل هوشمند میان جستجوی گسترده در مراحل اولیه و تمرکز دقیق بر نواحی امیدبخش در مراحل پایانی می‌گردد. برای ارزیابی عملکرد، الگوریتم اسب خودتطبیقی (SA-HA) و نسخه کلاسیک (HA) در مسئله‌ی تخصیص بهینه آب مخزن قرنقو در استان آذربایجان شرقی با تابع هدف بیشینه‌سازی نسبت آب تأمین‌شده در طول دوره‌ی بهره‌برداری اجرا شدند. نتایج نشان داد که نسخه خودتطبیقی در مقایسه با نسخه پایه، باعث افزایش حدود 17 درصدی در کارایی تأمین آب، کاهش 27 درصدی در کمبود، و ارتقای شاخص اطمینان‌پذیری سامانه از ۰٫۵۹ به ۰٫۶۸ گردید. همچنین SA-HA با تنظیم پویا و خودکار پارامترهای حرکتی، از نوسانات نتایج کاسته و روند همگرایی را تسریع کرده است. یافته‌های این پژوهش بیانگر آن هستند که افزودن سازوکار خودتطبیقی به HA می‌تواند دقت، پایداری و انعطاف‌پذیری الگوریتم را در مدیریت سامانه‌های پیچیده منابع آب به‌طور چشمگیری افزایش دهد و در نتیجه به‌عنوان روشی مؤثر برای بهینه‌سازی تصمیمات بهره‌برداری پایدار مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Development and Evaluation of the Self-Adaptive Horse Algorithm (SA-HA) for Reservoir Operation Management

نویسندگان [English]

  • Parisa-Sadat Ashofteh 1
  • Leila Shakarami 2
1 Department of Civil Engineering, University of Qom, Qom, Iran
2 Department of Civil Engineering, University of Qom, Qom, Iran
چکیده [English]

Optimal water resource management under unstable climatic conditions requires advanced computational tools that can support intelligent, environment adaptive decision making. In this study, a self adaptive version of the Horse Algorithm (HA) is developed to alleviate the limitations of the classical version, such as premature convergence and sensitivity to parameter settings. In the proposed model, each agent (horse) is equipped with a dynamic learning rate that is automatically updated based on the improvement of the objective function at every iteration. This mechanism balances wide range exploration in the early stages with focused exploitation of promising regions in the later stages. To assess performance, the self adaptive Horse Algorithm (SA HA) and the classical HA were applied to the optimal water allocation problem of the Qaranqu Reservoir in East Azerbaijan Province, with the objective of maximizing the ratio of water supplied during the operation period. Results show that the adaptive version, compared with the baseline, yields an approximate 17 % increase in water supply efficiency, a 27 % reduction in deficit, and improves the system reliability index from 0.59 to 0.68. Moreover, SA HA, by dynamically and automatically tuning its movement parameters, reduces result volatility and accelerates convergence. The findings indicate that incorporating a self adaptive mechanism into HA markedly enhances the algorithm’s accuracy, stability, and flexibility for managing complex water resource systems, making it an effective approach for optimizing sustainable operation decisions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Self-Adaptive Horse Algorithm (SA-HA)
  • Single-Objective Optimization
  • Dynamic Learning
  • Adaptive Convergence
  • Sustainable Water Resource Management