ПРИМЕНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПОМЕЩЕНИЙ ПОСРЕДСТВОМ РЕГУЛИРОВАНИЯ БАЛАНСИРОВОЧНЫХ КЛАПАНОВ СТОЯКОВ

Авторы

  • А. П. Шуравин ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, Ижевск, Россия
  • С. В. Вологдин ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, Ижевск, Россия

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2018-2-113-120

Ключевые слова:

искусственный интеллект, методы оптимизации, генетический алгоритм, метод покоординатного поиска, термогидравлический расчет

Аннотация

В статье обосновывается актуальность исследований алгоритмов оптимизации как для области науки об искусственном интеллекте, так и для решения различных прикладных задач. Поясняется необходимость решения задач оптимизации термогидравлических режимов зданий. Температура воздуха в отапливаемых помещениях зависит от многих факторов, в частности от параметров ограждающих конструкций, параметров теплоносителя, окружающей среды, а также от сопротивлений балансировочных клапанов стояков отопления. Обосновывается необходимость регулирования гидравлического сопротивления ветвей многоконтурной системы отопления зданий при помощи регулировочных клапанов для устранения температурного дисбаланса помещений зданий. В статье приводится математическая постановка задачи оптимизации, а также два метода решения поставленной задачи: метод покоординатного поиска и генетический алгоритм. Приводится блок-схема генетического алгоритма, формулы вероятностей скрещивания и правила селекции. Представлены результаты эксперимента для этих методов оптимизации, включая графики изменения целевой функции по итерациям, сравнительную таблицу, объяснение результатов. В заключении сделан вывод о том, что генетический алгоритм показывает лучшие результаты оптимизации, чем метод покоординатного поиска, но имеет большую вычислительную стоимость. Предложена гипотеза для дальнейшего исследования.

Биографии авторов

А. П. Шуравин, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, Ижевск, Россия

аспирант кафедры «Информационные системы»

С. В. Вологдин, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, Ижевск, Россия

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Информационные системы»

Библиографические ссылки

Вологдин С. В., Якимович Б. А. Методы и алгоритмы повышения энергоэффективности многоуровневой системы централизованного теплоснабжения. Ижевск : Изд-во ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, 2015. 264 с.

Умный город. [Электронный ресурс]. URL: http://city-smart.ru (дата обращения: 23.02.2018).

Сеннова Е. В., Сидлер В. Н. Математическое моделирование и оптимизация развивающихся систем теплоснабжения. Новосибирск : Наука, 1987. 224 с.

Новицкий Н. Н., Луценко А. В. Исследование задач и методов многокритериальной оптимизации гидравлических режимов распределительных тепловых сетей // Научный вестник НГТУ. 2016. № 3 (64). С. 131-145.

Майков И. Л., Директор Л. Б., Зайченко В. М. Методы теплогидравлической оптимизации и управления тепловыми сетями // Управление большими системами. 2011. № 32. С. 205-220.

Вологдин С. В., Мошкин А. В. Математическая модель оптимизации затрат на производство и транспортировку тепловой энергии в системе централизованного отопления, при наличии регулятора напора и сопротивления // В мире научных открытий. 2011. № 8. С. 281-290.

Вологдин С. В. Математическая модель оптимизации тепловых потоков между зданиями многоконтурной тепловой сети с целью снижения дисбаланса системы теплоснабжения за счет регулирования сопл элеваторных узлов // В мире научных открытий. 2011. № 12. С. 194-204.

Акулич И. Л. Математическое программирование в примерах и задачах: учеб. пособие для студентов эконом. спец. вузов. СПб. : Лань, 2011. 352 с.

Коробейников А. В. Программирование нейронных сетей : учеб.-метод. пособие по дисциплинам «Методы оптимизации. Нейронные сети», «Нейрокомпьютерные системы» и «Нечеткая логика и генетические алгоритмы». Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2013. 44 с.

Вологдин С. В., Якимович Б. А. Указ. соч.

Там же.

Там же.

Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М. : Мир, 1978. С. 835.

Коробейников А. В. Указ. соч.

Шуравин А. П. Исследование обучаемости нейронной сети на примере предсказания числовых рядов // Научные достижения и открытия - 2017: сборник статей III Международного научно-практического конкурса. Пенза : Наука и просвещение, 2017. С. 31-36.

Шуравин А. П., Вологдин С. В. Фильтрация входных данных нейронной сети с применением технологии цифровой обработки сигналов // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2017. Т. 20. № 4. С. 104-109.

Вологдин С. В., Якимович Б. А. Указ. соч.

Селетков С. Г. Конструктор научной публикации // Вестник ИжГТУ. 2015. № 3. С. 155-117.

Опубликован

02.07.2018

Как цитировать

Шуравин, А. П., & Вологдин, С. В. (2018). ПРИМЕНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПОМЕЩЕНИЙ ПОСРЕДСТВОМ РЕГУЛИРОВАНИЯ БАЛАНСИРОВОЧНЫХ КЛАПАНОВ СТОЯКОВ. Интеллектуальные системы в производстве, 16(2), 113–120. https://doi.org/10.22213/2410-9304-2018-2-113-120

Выпуск

Раздел

Статьи