پیاده سازی الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه (ACO) در مکانیابی پناهگاه های اسکان موقت بعد از زلزله(مطالعه موردی:شهر کرمان)
یکی از مهمترین رشته های علوم پایه در دانشگاه رشته زمین شناسی هستش که اتفاقا لازمه موفقیت در این رشته علاوه بر دانش و بحث تئوریک آن ، داشتن روحیه ماجراجویی و شرایط جسمانی بالا میباشد.دیجی لود برای این عزیزان ماجراجو و عاشق علم شناخت زمین مجموعه مقالات، تحقیق های زمین شناسی و پایان نامه های مقطع کارشناسی ارشد را گردآوری کرده که امیدواریم مورد توجه قرار بگیرد.پایان نامه ای که در ادامه معرفی میگردد با عنوان ” پیاده سازی الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه (ACO) در مکانیابی پناهگاه های اسکان موقت بعد از زلزله(مطالعه موردی:شهر کرمان) ” با فرمت Word (قابل ویرایش) و در ۱۳۱ صفحه با گرایش رشته سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی- منابع آب و خاک میباشد.
چکیده پایان نامه پیاده سازی الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه (ACO) در مکانیابی پناهگاه های اسکان موقت بعد از زلزله :
ازجمله مسائل مهم در مديريت بحران حوادث غيرمترقبه طبیعی به ويژه زلزله، مکان یابی بهينه به منظور اسکان شهروندان در هنگام و يا پس از بروز حادثه میباشد. يكي از مشكلات بزرگ سازمانهای درگير در مديريت بحران شهري، فقدان يك مدل مكاني جامع به منظور اعمال مديريت واحد در انتقال ساكنين شهر به مکانهای اسكان موقت از پيش تعيين شده پس از وقوع حادثه میباشد. بهینهسازی فرآیند اسکان موقت در سه فاز تعیین مکانهای بهینه امن، تعیین مسیرهای بهینه و تخصیص جمعیت به اماکن امن صورت می گیرد. هدف از انجام این تحقیق پیاده سازی و بررسی نتایج الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه (ACO ) در مکانیابی پناهگاه اسکان موقت با تعیین مسیرهای بهینه و تخصیص جمعیت به مکانهای امن در شهر کرمان بعنوان منطقه مورد مطالعه میباشد.
با ایجاد تغییرات لازم در اجرای الگوریتم ACO در حل مسئله فروشنده دورهگرد، مراحل مربوط به مکانیابی و تخصیص در قالب یک مدل مکانی طراحی شده است. این مدل بر اساس یک تابع هدف به منظور کمینه کردن هزینه انتقال جمعیت بلوک های ساختمانی و سه محدودیت میانگین سرریز/کمریز، حداکثر تعداد مکانهای انتخاب شده و میانگین تناسب مکانی، به گونهای طراحی شده است که قیود مسئله تضمین کننده کیفیت جوابهای مدل میباشد. برای تصمیم گیری در مورد بهینه بودن راه حل ها در ACO از روش ارزیابی چند معیاره استفاده شد.
به منظور بهبود نتایج، حساسیت مدل نسبت به تغییر پارامترهای فرومون و تابع ابتکاری الگوریتم ACO مورد ارزیابی قرار گرفت و مقادیر مناسب و بهینه آنها تعیین شد. با در نظر گرفتن قیود تعیین شده و همچنین نمودار همگرایی تابع هدف، بهترین عملکرد در کاهش نهایی تابع هدف توسط مدل مشخص شد و علاوه بر آن، نتایج حاصل از تست تکرارپذیری نشان دهنده پایداری و ثبات جوابهای الگوریتم مورد بررسی میباشد. نتایج تخصیص جمعیت به مکانهای امن، وابستگی انکارناپذیری به نحوه توزیع اماکن امن و ظرفیت آنها و همچنین پراکندگی و جمعیت بلوکهای ساختمانی دارد. میانگین فاصله طی شده تا نزدیکترین مکان امن در مدل نهایی تخصیص برابر با ۱۲۰۰ متر می باشد اما به دلیل عدم توزیع مناسب این مکانها با توجه به توزیع جمعیت در سطح شهر، بیش از ۴۰ درصد جمعیت فاصله ایی بیش از ۱۵۰۰ متر را تا نزدیکترین مکان امن انتخاب شده باید طی کنند. در نتیجه جستجو و تاسیس مراکز امن جدید برای کاهش این فاصله ضرورت دارد. نتایج نشان میدهند که استفاده از الگوریتم ACO، قابلیتهای زیادی برای ترکیب با سیستمهای اطلاعات جغرافیایی برای حل مسئله مکانیابی و تخصیص که نیازمند محیط شبیهسازی پویا (تغییر ترکیب مکانهای امن – تغییر ظرفیت) میباشند، دارا می باشد.
کلمات کلیدی: مدیریت بحران، اسکان موقت، مکانیابی و تخصیص، الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه(ACO)، مسافت طی شده، مکان امن، شهر کرمان
سوالات تحقیق
- چگونه می توان الگوریتم ACO را در مکانیابی پناهگاه های اسکان موقت پیاده سازی نمود؟
- آیا امکان تلفیق الگوریتم ACO با روشهای ارزیابی چند معیاره وجود دارد؟
- چگونه می توان تخصیص جمعیت را همزمان با مکانیابی اماکن اسکان موقت در نظر داشت؟
فرضیه ها
- با استفاده از روند کلی حل مسائل با الگوریتم ACO و ایجاد تغییرات لازم، وهمچنین تعریف توابع هدف مناسب، مدل پیاده سازی می شود.
- با قرار دادن خروجی روش ارزیابی چند معیاره به عنوان یکی از پارامترهای ورودی الگوریتم می توان این روش را با الگوریتم ACO ترکیب نمود.
- با قرار دادن یکسری قیود از جمله میانگین سرریز/کم ریز، می توان میزان تناسب تخصیص جمعیت را بررسی کرد.
اهداف تحقیق
با توجه به مطالعات صورت گرفته در زمینه مدیریت بحران و فرآیند اسکان موقت و توضیحات اخیر در این زمینه، اهمیت مکانیابی این اماکن به روشنی مشخص گردیده است. اهدافی که این تحقیق به دنبال دستیابی به آنها می باشد به شرح ذیل است:
- بکارگیری و پیاده سازی الگوریتم ACO در مکانیابی بهینه پناهگاههای اسکان موقت بعد از زلزله
- مدلسازی تخصیص جمعیت به مکانهای امن همزمان با انجام فرآیند بهینهسازی
- تعیین و بررسی عوامل موثر در مقدار تابع هدف به کار گرفته شده در الگوریتمACO به منظور کمینهنمودن هزینه های مدل
- بررسی قابلیت الگوریتم بهینهسازی کلونی مورچه ها در ترکیب با سیستمهای اطلاعات جغرافیایی و روش ارزیابی چند معیاره در فرآیند مکانیابی بهینه پناهگاههای اسکان موقت بعد از زلزله
فهرست مطالب پایان نامه پیاده سازی الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه :
- ۱- فصل اول: کلیات تحقیق ۲
- ۱-۱- طرح مسئله ۲
- ۱-۲- ضرورت انجام تحقیق ۴
- ۱-۳- سوالات تحقیق ۶
- ۱-۴- فرضیه ها ۶
- ۱-۵- اهداف تحقیق ۶
- ۱-۶- معرفی ساختار پایان نامه ۷
- ۲- فصل دوم: منطقه مورد مطالعه و پیشینه تحقیق ۹
- ۲-۱- مقدمه ۹
- ۲-۲- منطقه مورد مطالعه ۹
- ۲-۲-۱- موقعیت جغرافیایی شهر کرمان ۹
- ۲-۲-۲- گسلها ۱۱
- ۲-۲-۳- سابقه لرزه خیزی ۱۲
- ۲-۲-۴- نتیجه گیری: ۱۳
- ۲-۳- مروری بر پیشینه تحقیقاتی ۱۴
- ۲-۳-۱- تحقیقات انجام شده در زمینه اسکان موقت با استفاده از هوش مصنوعی و GIS ۱۴
- ۲-۳-۲- مکانیابی و تخصیص با استفاده از هوش مصنوعی ۱۸
- ۳- فصل سوم: مبانی نظری تحقیق ۲۵
- ۳-۱- مقدمه ۲۵
- ۳-۲- مدیریت بحران ۲۵
- ۳-۲-۱- اهمیت و ضرورت مدیریت بحران ۲۶
- ۳-۲-۲- چرخه مدیریت بحران و فازهای آن ۲۶
- ۳-۲-۳- جایگاه اسکان موقت در مدیریت بحران ۲۸
- ۳-۲-۴- برنامه ریزی اسکان موقت در مدیریت بحران ۲۸
- ۳-۲-۵- مراحل کلی فرآیند بهینهسازی اسکان موقت ۲۹
- ۳-۳- مفاهیم تخصیص و مکانیابی ۳۰
- ۳-۳-۱- مکانیابی در GIS ۳۰
- ۳-۳-۲- مسئله مکانیابی و تخصیص ۳۱
- ۳-۴- روشهای حل مسئله مکانیابی و تخصیص ۳۵
- ۳-۵- بهینه یابی ۳۷
- ۳-۵-۱- الگوریتمهای فراابتکاری ۳۸
- ۳-۶- هوش مصنوعی ۳۹
- ۳-۶-۱- شاخههای هوش مصنوعی ۳۹
- ۳-۶-۲- سیستم اطلاعات جغرافیایی و ارتباط آن با هوش مصنوعی ۴۰
- ۳-۶-۳- نقش هوش مصنوعی در مدیریت بحران زلزله ۴۱
- ۳-۶-۴- هوش جمعی ۴۱
- ۳-۷- الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه ۴۲
- ۳-۷-۱- منشاء زیست شناسانه الگوریتم کلونی مورچهها ۴۲
- ۳-۷-۲- ساختار مسائل قابل مدلسازی برای حل با مجموعه الگوریتمهای مورچه ۴۵
- ۳-۷-۳- شبیهسازی رفتار مورچهها در ACO ۴۶
- ۳-۷-۴- ساختار عمومی الگوریتم های ACO ۴۸
- ۳-۷-۵- حل مسئله TSP با استفاده از الگوریتمACO ۴۹
- ۳-۷-۶- ترکیبات مختلف و ۵۳
- ۳-۷-۷- مجموعه الگوریتم های ACO ۵۴
- ۴- فصل چهارم: مواد و روش ها ۵۷
- ۴-۱- مقدمه ۵۷
- ۴-۲- دادههای مورد نیاز ۵۸
- ۴-۲-۱- معیارهای ناسازگاری ۵۸
- ۴-۲-۲- معیارهای سازگاری ۶۱
- ۴-۲-۳- بلوکهای جمعیتی(نقاط تقاضا) ۶۴
- ۴-۲-۴- مکانهای امن(نقاط عرضه) ۶۵
- ۴-۳- محاسبه تناسب مکانی ۶۶
- ۴-۴- اجرای گامهای مکانیابی و تخصیص در تحقیق حاضر ۶۹
- ۴-۴-۱- گام اول: انتخاب مکانهای امن ۶۹
- ۴-۴-۲- گام دوم: انتخاب مسیر انتقال بلوکهای جمعیتی به مکانهای امن ۷۴
- ۴-۴-۳- گام سوم: تخصیص جمعیت ۷۵
- ۴-۴-۴- بروزرسانی فرومون ۸۱
- ۴-۵- جمعبندی ۸۳
- ۵- فصل پنجم: نتایج و بحث ۸۶
- ۵-۱- مقدمه ۸۶
- ۵-۲- ارزیابی عملکرد الگوریتم ACO با در نظر گرفتن مقادیر مختلف و : ۸۶
- ۵-۲-۱- بررسی تغییرات پارامتر : ۸۷
- ۵-۲-۲- بررسی تغییرات پارامتر : ۹۰
- ۵-۳- بررسی تغییرات ضریب تبخیر بروی تابع هدف ۹۲
- ۵-۴- بررسی نمودار همگرایی نهایی مدل ۹۲
- ۵-۵- ارزیابی پایداری نتایج ۹۴
- ۵-۶- بررسی نتایج تخصیص بلوکهای جمعیتی به مکانهای انتخاب شده ۹۴
- ۵-۷- بررسی تاثیر محدودیت تعداد مکان حداکثر در نتایج تابع هدف ۱۰۰
- ۶- فصل ششم: جمعبندی و پیشنهادات ۱۰۴
- ۶-۱- مقدمه: ۱۰۴
- ۶-۲- جمعبندی: ۱۰۴
- ۶-۳- آزمون فرضیات ۱۰۵
- ۶-۳-۱- فرض اول ۱۰۵
- ۶-۳-۲- فرض دوم: ۱۰۶
- ۶-۳-۳- فرض سوم: ۱۰۶
- ۶-۴- پیشنهادات: ۱۰۷
- فهرست منابع: ۱۱۰
- پیوست شماره ۱: …….۱۱۶
فهرست شکلها:
- شکل ۲‑۱: موقعیت شهر کرمان در ایران و استان کرمان………….. ۹
- شکل ۲‑۲: تصویر ماهوارهای شهر کرمان………… ۱۰
- شکل ۲‑۳: گسلهای محدوده ۱۰۰ کیلومتری به مرکزیت شهر کرمان…………. ۱۱
- شکل ۲‑۴: نقشه خطر لرزهای ایران………. ۱۲
- شکل ۳‑۱: چرخه مدیریت بحران …….. ۲۷
- شکل ۳‑۲: گامهای اسکان موقت……… ۲۹
- شکل ۳‑۳: تقسیمات هوش مصنوعی……… ۴۰
- شکل ۳‑۴: رفتار مورچههای واقعی در حالت عادی………… ۴۴
- شکل ۳‑۵: ترکیبات پارامترهای و ………۵۳
- شکل ۴‑۱: مراحل کلی تحقیق………….. ۵۷
- شکل ۴‑۲: موقعیت گسلهای مهم دشت کرمان نسبت به شهر کرمان…………. ۵۹
- شکل ۴‑۳: نقشه پراکندگی جایگاههای سوخترسانی در سطح شهر کرمان…….. ۶۰
- شکل ۴‑۴: شبکه خطوط اصلی انتقال گاز شهرکرمان……… ۶۰
- شکل ۴‑۵: شبکه معابر اصلی شهر کرمان………. ۶۱
- شکل ۴‑۶: مراکز درمانی و ایستگاههای آتشنشانی شهر کرمان…………….. ۶۲
- شکل ۴‑۷: مراکز انتظامی شهر کرمان…………… ۶۳
- شکل ۴‑۸: تراکم جمعیت بلوکهای ساختمانی شهر کرمان……………. ۶۴
- شکل ۴‑۹: مکانهای کاندید به عنوان پناهگاه اسکان موقت……….. ۶۶
- شکل ۴‑۱۰: مراحل انتخاب مکانهای امن در گام اول………. ۷۰
- شکل ۴‑۱۱: روند اجرای فرایند انتخاب عاملهای اولیه و ثانویه…………….. ۷۳
- شکل ۴‑۱۲: روند نحوه تخصیص بلوکهای جمعیتی به مکان های امن………. ۷۶
- شکل ۴‑۱۴: نحوه ارزیابی مقادیر تابع هدف عاملها در یک تکرار………….. ۸۱
- شکل ۵‑۱: نمودار تاثیر تغییر مقدار بتا در ایجاد جوابهای مدل با فرومون ثابت…………… ۸۷
- شکل ۵‑۲:تغییرات میانگین تناسب مکانی با افزایش ضریب بتا………… ۸۹
- شکل ۵‑۳: روند تغییر مقدار تابع هدف با تغییر مقدار ضریب آلفا…………. ۹۰
- شکل ۵‑۴: نمودار همگرایی نهایی تابع هدف……….. ۹۲
- شکل ۵‑۵: نمودار تناسب مکانی نهایی……………….. ۹۳
- شکل ۵‑۶: نمودار محدودیت سرریز/کمریز……………… ۹۳
- شکل ۵‑۸: نحوه تخصیص بلوکهای جمعیتی به مکانهای انتخاب شده………….. ۹۶
- شکل ۵‑۹: نحوه تخصیص بلوکهای جمعیتی به مکانهای انتخاب شده……… ۹۷
- شکل ۵‑۱۰: نحوه تخصیص و عدم تخصیص به یک مکان امن…….. ۹۷
- شکل ۵‑۱۱:هزینههای انتقال بلوک های جمعیتی به مکانهای امن انتخاب شده…………۹۹
- شکل ۵‑۱۲: تابع همگرایی مدل با محدودیت سرریز/کمریز…………۱۰۰
فهرست جداول:
- جدول ۴‑۱: تعداد مکانهای قابل استفاده و مجموع مساحت در شهر کرمان……… ۶۶
- جدول ۴‑۲: جدول مقایسات زوجی زیرمعیارهای سازگاری………… ۶۸
- جدول ۴‑۳: جدول مقایسات زوجی زیر معیارهای ناسازگاری…………. ۶۸
- جدول ۴‑۴: وزن نهایی معیارها و زیرمعیارها……………. ۶۸
- جدول ۵‑۱: تغییرات تابع هدف هزینه نسبت به تغییرات مقدار ضریب آلفا در برابر مقدار ثابت بتا…….. ۹۰
- جدول ۵‑۲: تغییرات تابع هدف هزینه نسبت به تغییرات مقدار ضریب بتا در برابر مقدار ثابت آلفا….. ۹۰
- جدول ۵‑۳: جدول جمعیت و فاصله دو بلوک جمعیتی ۱ و ۲٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫٫۹۷
- جدول ۵‑۴: فاصله طی شده توسط بلوک های جمعیتی………۹۷
- جدول ۵‑۵: نحوه تغییر هزینههای تخصیص با جابجایی اعضای هر ترکیب و یا تغییر ترکیب مکانهای امن……….۱۰۳
راهنمای خرید و دانلود فایل
برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.
بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.
در صورت بروز هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا شکایت شما مورد بررسی قرار گیرد.
برای دانلود فایل روی دکمه خرید و دانلود کلیک نمایید.
ديدگاه ها