Dimensionamento Ótimo de Sistemas de Distribuição de Água via Particle Swarm Optimization (Design of Optimal Water Distribution Systems Using Particle Swarm Optimization)

8 Pages Posted: 13 Feb 2018

Date Written: November 30, 2017

Abstract

Portuguese Abstract: A otimização de sistemas de distribuição de água tem recebido atenção especial de projetistas e pesquisadores da área de recursos hídricos devido, principalmente, aos altos custos de implantação e operação. Não existe um método de otimização que resolva eficientemente todos os tipos de problemas, e é por isso que, ao longo do tempo, pesquisadores têm desenvolvido várias técnicas de busca com diversos algoritmos matemáticos. Nas últimas décadas, a classe de algoritmos evolucionários, baseados na inteligência coletiva proveniente da auto-organização e do comportamento adaptativo da sociedade de certos animais, vem se destacando no meio acadêmico por apresentar bons resultados. No entanto, a questão da baixa eficiência computacional da maioria dos algoritmos dificulta a aplicação desses em problemas reais de grande porte. Essa pesquisa objetiva o desenvolvimento de um modelo, baseado na técnica de Particle Swarm Optimization – PSO, para o dimensionamento de quaisquer redes de distribuição de água. O PSO modificado foi aplicado em benchmark examples e em uma rede de distribuição real de grande porte, apresentando bons resultados na busca de solução ótima e elevado desempenho computacional.

English Abstract: The optimization of water distribution systems has received special attention from designers and researchers in the area of water resources due, mainly, to the high costs of implementation and operation. There is not optimization method that solves all kinds of problems efficiently, and this is why, over time, researchers have developed several search techniques with several mathematical algorithms. In the last decades, evolutionary algorithms, based on collective intelligence proven of the self-organization and the adaptive behavior of the society of certain animals, have been emphasizing in the environment academic for presenting good results. However, the question of the low computational efficiency of most algorithms makes it difficult to apply large real problems. This research aims at the development of a model based on the technique of Particles Swarms Optimization – PSO for the design of any water distribution systems. The modified PSO was applied in benchmark examples and in a large real distribution network, presenting good results in search of the optimal solution and better computational performance.

Note: Downloadable document is in Portuguese.

Keywords: Water Supply, Water Distribution Networks, Evolutionary Algorithms, Optimization Problems

Suggested Citation

Silva de Macêdo, José Eloim and Marques Bezerra, Saulo de Tarso, Dimensionamento Ótimo de Sistemas de Distribuição de Água via Particle Swarm Optimization (Design of Optimal Water Distribution Systems Using Particle Swarm Optimization) (November 30, 2017). Ibero-American Seminar on Water and Drainage Networks (SEREA 2017). Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=3109110 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.3109110

José Eloim Silva de Macêdo (Contact Author)

Universidade Federal de Pernambuco ( email )

Cidade Universitária
Cidade Universitária, Pernambuco 50670-901
Brazil

Saulo de Tarso Marques Bezerra

Universidade Federal de Pernambuco ( email )

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Cidade Universitária, Pernambuco 50670-901
Brazil

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