ПРИМЕНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ПОМЕЩЕНИЙ ПОСРЕДСТВОМ РЕГУЛИРОВАНИЯ БАЛАНСИРОВОЧНЫХ КЛАПАНОВ СТОЯКОВ
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2018-2-113-120Ключевые слова:
искусственный интеллект, методы оптимизации, генетический алгоритм, метод покоординатного поиска, термогидравлический расчетАннотация
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.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.