مقاله درباره شبکه حسگر بی سیم

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 16

«استفاده از Mobile Agent جهت پیمایش موقعیت در شبکه های حسگر بی سیم»

خلاصه

شبکه حسگر بی سیم یک تکنولوژی جدید است که ممکن است با مهیا ساختن دریافت اطلاعات در هر جا، محاسبه و توانایی ارتباط، زندگی بشر را به طرز فوق العاده ای تسهیل نماید، آنچنانکه مردم بتوانند ارتباط نزدیکی با محیطی که در آن قرار دارند، بر قرار نمایند. برای توضیح بیشتر، یکی از مباحث اصلی در Sensar Network پیمایش مکان ها (Location tracking) است که هدف آن نظارت بر مسیر حرکت شئ متحرک است. مشکلی مشابه به مشکل به هنگام سازی مکان (Location vpdatc) در شبکه های مبتنی بر pc ، در این شبکه نیز وجود دارد. در شبکه های حسابگر این مسئله بیشتر به این خاطر پیش می آید که یک مکانیزم کنترل مرکزی و شبکه backbone در چنین محیطی وجود نداشته باشد.

در این متن، ما یک پروتکل مبتنی بر ناول (navel) را روی الگوی mobile پیشنهاد می دهیم. هنگامی که یک شئ حس شد، یک mobile برای پیمایش مسیر حرکتی آن، شروع به کار می کند. حرکت agent تا زمانی ادامه می یابد تا بتواند نزدیک ترین حسگر را به آن شئ بیابد. agent می تواند حسگرهای جانبی مجاور را برای پذیرش شئ به طور مشارکتی، دعوت نماید و حسگرهای نامرتبط را از پی گیری شئ منع نماید. به عنوان یک نتیجه سربار ارتباط و حس کردن csensing بسیار کاهش می یابد. نمونه ما از mobile پیماینده مکان، بر مبنایIEEE 802.llb NIG استوار است و تجارت آزمایشگاهی نیز گزارش داده شده است.

1) مقدمه: پیشرفت سریع ارتباطات بی سیم وembedded micro-sensing MEMS techno logies ایجاد شبکه های حسگر بی سیم را ممکن ساخته است. این چنین محیط هایی می توانند تعداد زیادی نودهای بی سیم ارزان قیمت داشته باشند، که هر یک توانایی جمع آوری، پردازش و ذخیره اطلاعات محیطی و ارتباط با نودهای مجاور را دارا می باشند. در گذشته حسابگرها را تسهیل نماید. قابلیت نصب و راه اندازی بسیار بهبود یافته است. موج فعالیت های تحقیقاتی، اخیرا درباره شبکه های حسگر آغاز شده است. با شبکه های حسگر، بشر می تواند با محیط های گوناگون ارتباط نزدیک برقرار کند. گروه بندی هزاران حسگر با یکدیگر می تواند انقلابی در گردآوری اطلاعات ایجاد کند. به عنوان مثال یک کف کننده سانحه می تواند راه اندازی شود، آنچنان که درجه حرارت های یک جنگل بوسیله حسگرها نظارت شود و بدین وسیله از تبدیل یک آتش کوچک بی ضرر به جهنمی بزرگ، جلوگیری شود. تکنیک های مشابهی می تواند برای کشف سیل و قانون به کار گرفته شود. کاربرد دیگری که می توان به آن اشاره کرد. کنترل محیط است؛ حسگرها می توانند فاکتورهایی مثل درجه حرارت و رطوبت را مورد نظارت قرار دهند و این اطلاعات را برای مرکز وضع هوا و سیستم تهویه بفرستند.

با قرار دادن حسگرها در وسایل نقلیه، راه ها و چراغ های راهنمایی، اطلاعات ترافیکی می تواند در زمانی بسیار کوتاه به اداره مرکزی فرستاده شود که این به کنترل هوشمندانه کمک شایانی می کند. علاوه بر این، وسایل نقلیه می توانند به صورت on line زمانیکه از کنار هم عبور می کنند، اطلاعات ترافیکی را ردو بدل می کنند. حسگرها همچنین می توانند، جهت بهبود موقعیت یابی با GPS ترکیب شوند. به هرحال، بسیاری از مسائل باقی مانده اند که برای موقعیت شبکه های حسگر باید حل شوند.

- مقیاس پذیری (Scalability):

نظر به اینکه یک شبکه حسگر در برگیرنده مقدار زیادی نود می باشد، مدیریت این تعداد زیاد ازنودها به همراه متوازن نگه داشتن کارایی، کار ساده ای نیست. الگوریتم های توزیع شده و مرکز در این چنین محیط هایی ضروری است. همچنین مغیاس پذیری یک مسئله بحرانی در راه اندازی تعداد زیادی از ارتباطات است. در ]12و 11[، پوشش دسترس پذیری یک شبکه حسگر بی قاعده با استفاده از هندسه محاسباتی وتکنیک های گراف، توصیف شده است.

این مشکل پوشش می تواند به عنوان Art Galler Problem در نظر گرفته شود. Art Galler Problem به صورت بهینه در 2D حل شد و در مورد 3D... قاعده پوشش می تواند جهت حل برخی مشکلات مرتبط با مکان مورد استفاده قرار گیرد. جایگذاری مرتب حسگرها و توانایی حس آنها در ]3[و]10[ بحث شده است.

- ثبات (Stablity): از آنجایی که حسگرها احتمالاً در محیط خارجی و حتی منطقه دشمن نصب می شوند، این قابل قبول است که خطاهای این وسایل را امری عادی و متداول بدانیم. پروتکل ها باید مقاوم و با قابلیت تحمل خطا باشند. همزمان سازی میان حسگرها در ]2[ بحث شده است.

- صرفه جویی در توان:

از آنجا که نیروی درونی (plug-in در دسترس نیست) وسایل حسگر با نیروی باتری کار می کنند. حفظ انرژی باید در تمام موارد مد نظر باشد . مصرف انرژی در مکانیزم ها می تواند یک فاکتور اصلی باشد. تکنیک هایی همچون data fusion (ترکیب داده ها) می تواند ضروری باشد، اما باید مناسب و به جا بودن داده ها نیز مورد نظر باشد. انتشار داده ها در ‌]4[ بررسی شده است. راه حل های مبتنی بر mobile agent ها، برخی از اوقات نیروی کارآمد تر ی است.

نظر به اینکه یکی از اهداف شبکه های حسگر، نظارت بر محیط است، یک مبحث بنیادی، مسئله پیمایش مکان (locationtracking) می باشد که هدف از آن دنبال کردن مسیر حرکت شئ متحرک در شبکه است. این مسئله مشابه مسئله به هنگام سازی مکان در شبکه ای از pc ها می باشد، اما جدی تر از آن است. زیرا یک مکانیزم کنترل مرکزی و شبکه back bone در چنین محیطی وجود ندارد. در این متن ما یک پروکتل ناول مبتنی بر mobile agent را پیشنهاد می دهیم. زمانیکه یک شئ جدید حس (sense) شد، یک agent برای پیگیری مسیر حرکت شئ، شروع به کار می کند، این agent تا وقتی حرکت می کند که نزدیکترین حسگر به شئ را انتخاب کند agent در واقع با پریدن از یک حسگر به حسگر دیگر، شئ را دنبال می کند. agent می تواند حس های جانبی مجاور را برای پذیرش اشتراکی شئ دعوت کند و حسگرهای نامرتب (دورتر) دیگر را از دنبال کردن شئ منع کند. به عنوان یک نتیجه سربار ارتباطی و حسگری به میزان زیادی کاهش می یابد. نمونه ها از mobile agent پیمانده مکان بر مبنای IEEE 802.llb.NIC استواراست. تجارب آزمایشگاهی نیز گزارش داده شده است. سازماندهی این متن به شرح زیر است:

بخش 2 مدل شبکه ما را توصیف می کند و مسأله پیمایش مکان (Lockating tracking) را تعریف می کند. پروتکل ما بر مبنای mobile agent ها در بخش 3 نشان داده شده است. نمونه ما و تجارب آزمایشگاهی در بخش 4 داده شده است و بخش 5 نتیجه گیری است.

2. مدل شبکه و بیان مشکل:

تحقیق در مورد متن کلی در مورد کامپیوتر جهت میل

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 20

رایانه

رایانه، رایانگر، یا کامپیوتر (به انگلیسی: Computer) ماشینی است که برای پردازش اطلاعات استفاده می‌شود.

نام

در زبان انگلیسی «کامپیوتر» به کسی می‌گفتند که محاسبات ریاضی را (بدون ابزارهای کمکی مکانیکی) انجام می‌داد. بر اساس «واژه‌نامه ریشه‌یابی Barnhart Concise» واژه کامپیوتر در سال ۱۶۴۶ به زبان انگلیسی وارد گردید که به معنی «شخصی که محاسبه می‌کند» بوده است و سپس از سال ۱۸۹۷ به ماشین‌های محاسبه مکانیکی گفته می‌شد. در هنگام جنگ جهانی دوم «کامپیوتر» به زنان نظامی انگلیسی و آمریکایی که کارشان محاسبه مسیرهای شلیک توپ‌های بزرگ جنگی توسط ابزار مشابهی بود، اشاره می‌کرد.

در اوایل دهه ۵۰ میلادی هنوز اصطلاح ماشین‌ حساب (computing machines) برای معرفی این ماشین‌ها به‌کار می‌رفت. پس از آن عبارت کوتاه‌تر کامپیوتر (computer) به‌جای آن به‌کار گرفته شد. ورود این ماشین به ایران در اوائل دهه ۱۳۴۰ بود و در فارسی از آن زمان به آن «کامپیوتر» می‌گفتند. واژه رایانه در دو دهه اخیر در فارسی رایج شده و به‌تدریج جای «کامپیوتر» را گرفت.

برابر این واژه در زبان‌های دیگر حتما همان واژه زبان انگلیسی نیست. در زبان فرانسوی واژه "ordinateur"، که معادل "سازمان‌ده" یا "ماشین مرتب‌ساز" می‌باشد به‌کار می‌رود. در اسپانیایی "ordenador" با معنایی مشابه استفاده می‌شود، همچنین در دیگر کشورهای اسپانیایی زبان computadora بصورت انگلیسی‌مآبانه‌ای ادا می‌شود. در پرتغالی واژه computador به‌کار می‌رود که از واژه computar گرفته شده و به معنای "محاسبه کردن" می‌باشد. در ایتالیایی واژه "calcolatore" که معنای ماشین حساب بکار می‌رود که بیشتر روی ویژگی حسابگری منطقی آن تاکید دارد. در سوئدی رایانه "dator" خوانده می‌شود که از "data" (داده‌ها) برگرفته شده است. به فنلاندی "tietokone" خوانده می‌شود که به معنی "ماشین اطلاعات" می‌باشد. اما در زبان ایسلندی توصیف شاعرانه‌تری بکار می‌رود، "tölva" که واژه‌ایست مرکب و به معنای "زن پیشگوی شمارشگر" می‌باشد. در چینی رایانه "dian nao" یا "مغز برقی" خوانده می‌شود. در انگلیسی واژه‌ها و تعابیر گوناگونی استفاده می‌شود، به‌عنوان مثال دستگاه داده‌پرداز ("data processing machine").

تاریخچه

لایبنیتز (leibniz) ریاضی‌دان آلمانی از نخستین کسانی است که در ساختن یک دستگاه خودکار محاسبه کوشش کرد. او که به پدر حسابدارش در تنظیم حساب‌ها کمک می‌کرد، از زمانی که برای انجام محاسبات صرف می‌کرد ناراحت بود.

چارلز بابیج (Charles Babbage) یکی از اولین ماشین‌های محاسبه مکانیکی را که به آن ماشین تحلیلی گفته می‌شد، طراحی نمود، اما بخاطر مشکلات فنی فراوان مورد استفاده قرار نگرفت.

در گذشته دستگاه‌های مختلف مکانیکی ساده‌ای مثل خط‌کش محاسبه و چرتکه نیز کامپیوتر خوانده می‌شدند. در برخی موارد از آن‌ها به‌عنوان کامپیوتر‌های آنالوگ نام برده می‌شود. چراکه برخلاف کامپیوتر‌های رقمی، اعداد را نه به‌صورت اعداد در پایه دو بلکه به‌صورت کمیت‌های فیزیکی متناظر با آن اعداد نمایش می‌دهند. چیزی که امروزه از آن به‌عنوان "کامپیوتر" یاد می‌شود در گذشته به عنوان "کامپیوتر‌های رقمی (دیجیتال)" یاد می‌شد تا آن‌ها را از انواع "کامپیوتر‌های آنالوگ" جدا سازد(که هنوز در برخی موارد استفاده می‌شود مثلاً نشانک پرداز آنالوگ (analog signal processing).( بر گرفته از مقاله ای مندرج توسط دانشجو حامد حاج سعیدی )

تعریف داده و اطلاعات

داده به آن دسنه از ورودی هایی خام گفته می شود که برای پردازش به رایانه ارسال می شوند.

اطلاعات به داده های پردازش شده می گویند.

رایانه‌ها چگونه کار می‌کنند؟

از زمان رایانه‌های اولیه که در سال ۱۹۴۱ ساخته شده بودند تا کنون فناوری‌های دیجیتالی رشد نموده است، معماری فون نوِیمن یک رایانه را به چهار بخش اصلی توصیف می‌کند: واحد محاسبه و منطق (Arithmetic and Logic Unit یا ALU)، واحد کنترل یا حافظه، و ابزارهای ورودی و خروجی ( که جمعا I/O نامیده می‌شود). این بخش‌ها توسط اتصالات داخلی سیمی به نام گذرگاه (bus) با یکدیگر در پیوند هستند.

حافظه

در این سامانه، حافظه بصورت متوالی شماره گذاری شده در خانه‌ها است، هرکدام محتوی بخش کوچکی از داده‌ها می‌باشند. داده‌ها ممکن است دستورالعمل‌هایی باشند که به رایانه می‌گویند که چه کاری را انجام دهد باشد. خانه ممکن است حاوی اطلاعات مورد نیاز یک

بازآرائی بهینه شبکه های توزیع به روش الگوریتم ژنتیک جهت کاهش تلفات 10 ص1

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 10

بازآرائی بهینه شبکه های توزیع به روش الگوریتم ژنتیک جهت کاهش تلفات

علی سوادپور

شرکت توزیع نیروی برق آذربایجان‌شرقی

کلمات کلیدی‌:

بازآرایی بهینه، الگوریتم ژنتیک، کاهش تلفات

چکیده:

در این مقاله الگوریتم ژنتیک جهت حل یک مساله بهینه سازی بکار برده شده است. منظور از بهینه‌سازی انتخاب بهترین ساختار از یک شبکه توزیع جهت کمینه کردن تلفات می باشد. الگوریتم ژنتیک یکی از روشهای پرقدرت در یافتن بهینه مطلق می باشد. نرم افزاری به زبان C برای الگوریتم پیشنهادی تهیه شده است و نتیجه عددی آن برای دو شبکه نمونه آورده شده است.

1. مقدمه

تغییر ساختار در شبکه‌های توزیع جهت کاهش تلفات در واقع حل یک مساله بهینه‌سازی می‌باشد. روش بکارگرفته شده در این مقاله جهت حل این مساله بهینه‌سازی استفاده از روش الگوریتم ژنتیک می‌باشد.

روش الگوریتم ژنتیک به دلیل اینکه کلیه جوابهای ممکن را تولید و سپس از میان آنها بهترین گزینه را انتخاب می‌کند. لذا از اطمینان بیشتری برای رسیدن به بهینه مطلق برخوردار می‌باشد.

در یک شبکه توزیع با گستردگی فراوان تنوع بار (اعم از صنعتی، خانگی یا تجاری) و همچنین تغییرات بار بدلیل تنوع فصول، ساعات کار و پیک مصرف و سایر عوامل دیگر و ثایت بودن ساختار شبکه، موجب افزایش تلفات در سیستم می‌شود. در چنین شرایطی لازم است با اعمال یک آرایش بهینه روی شبکه با باز و بسته کردن کلیدهای موجود به بهینه‌ساختن تلفات امیدوار بود. [1]

برای تجدید آرایش روی شبکه‌های توزیع روشهای مختلفی پیشنهاد شده است که می‌توان آنها را به روش‌های خاص و عام تقسیم‌بندی نمود.

الف: روشهای خاص:

در روشهای خاص برای حل مساله الگوریتم خاصی پیشنهاد می‌شود که با استفاده از این آلگوریتم ابتدا یک پاسخ محاسبه شده و از روی آن پاسخ و با توجه به الگوریتم مربوطه پاسخ بعدی تا رسیدن به نقطه بهینه با رعایت قیود مساله ادامه می‌یابد. روشهای خاص به دو روش SEM و SSOM تقسم بندی می گردند.

ب: روشهای عام:

روشهای عام روشهایی هستند که به شکل مساله بستگی نداشته و یگ الگوریتم کلی برای حل مساله پیشنهاد می‌گردد. دراین روش مجموعه وسیعی از جوابها انتخاب گردیده و با انجام عملیاتی بهینه مطلق انتخاب می‌گردد. الگوریتم ژنتیک یکی از این روشهاست. دراین مقاله سعی شده است از این روش جهت کاهش تلفات در شبکه‌های توزیع استفاده گردد.[2]

2. الگوریتم ژنتیک:

الگوریتم ژنتیک یکی از روشهای بهینه‌سازیی است که بر پایه ایده توارث و تکامل پیاده‌سازی شده‌است.

نحوه عملکرد الگوریتم ژنتیک بدین صورت است که جمعیتی از نقاط به صورت تصادفی انتخاب گردیده و مقدار تابع هدف به ازای تک تک آنها محاسبه می‌شود. درمرحله بعد توسط سه عملیات چرخ رولت، تکثیر و جهش نسل جدید تولید می‌گردد و مقدار تابع هدف برای فرزندان نیز محاسبه می‌گردد تا سرانجام با توجه به شرایطی پاسخ بهینه بدست آید. [3]

3. مفاهیم اساسی الگوریتم ژنتیک

3-1: کد کردن:

جایگزین کردن دنباله‌‌ی مناسب از اعداد 0.1 (بیت‌ها) به جای پارامترهای مساله را کد کردن می‌نامند.

3-2: کروموزوم:

به رشته یا دنباله‌ای از بیت‌ها که به‌عنوان مشکل یک پاسخ، (اعم از ممکن یا غیرممکن) اطلاق می‌گردد. یک کروموزوم دارای n ژن یا بیت می‌باشد.

3-3: جمعیت:

به مجموعه‌ای از کروموزوم‌ها جمعیت گفته می‌شود.

3-4: مقدار برازندگی:

مناسب بودن یا نبودن جواب، با معیاری که از تابع هدف بدست می‌آید سنجیده می‌شود. هر چه یک جواب مناسب باشدمقدار برازندگی بزرگتری دارد. برای آنکه شانس بقای چنین جوابی بیشتر شود، احتمال بقای متناسب با مقدار برازندگی آن در نظر گرفته می‌شود. معمولاً در صورت امکان تابع برازندگی را در بین [1.0] نرمالیزه می‌کنند.

3-5: عمل تکثیر:

این عمل برای یک جفت از کروموزوم عمل می‌کند و می‌تواند به صورت تک نقطه‌ای و یکنواخت باشد. به این صورت که دو کروموزوم از یک نقطه شکسته و بخش‌های شکسته شده کروموزوم جابه‌جا می‌گردد. نقطه شکست نیز یک عدد تصادفی n از بین 1 تا k (k طول کروموزوم) با توزیع احتمال یکنواخت ( 1/k ) صورت می‌پذیرد. (مطابق شکل 1)

3-6: عملگر جهش:

این عملگر روی هر یک از کروموزوم‌ها حاصل از عملگر تکثیر بکارگرفته می‌شود. بدین ترتیب که به ازای هر بیت از کروموزوم یک عدد تصادفی تولید می‌شود، درصورتیکه مقدار عدد تصادفی تولید شده از مقدار Pm (احتمال عمل جهش ) کمتر باشد در آن بیت عمل جهش انجام می‌شود. درغیر این صورت در آن بیت عمل جهش صورت نمی‌گیرد. [4] ( مطابق جدول1)

4. مراحل اجرای الگوریتم ژنتیک

با توجه به صورت مساله، متغیرهایی که باید تعیین شوند مشخص شده سپس آنها را به نحو مناسبی کدگذاری کرده و به شکل کروموزوم نمایش داده می‌شوند. بر اساس تابع هدف یک تابع برازندگی برای کروموزوم‌ها تعریف می‌گردد و یک جمعیت اولیه دلخواه نیز به طور تصادفی انتخاب می‌شوند و بدنبال ان میزان تابع برازندگی برای کروموزوم جمعیت اولیه محاسبه می‌شود و الگوریتم مطابق شکل(2) صورت می پذیرد.

5. اعمال الگوریتم ژنتیک به مساله بهینه سازی

جهت درک بهتر اعمال الگوریتم ژنتیک، موضوع را برای یک شبکه ساده پیاده می کنیم. جهت این کار شبکه مطابق شکل (3) را با 15 شین و 17 فیدر در نظر می گیریم.

ابتدا جمعیت اولیه را به صورت تصادفی جهت شروع عملیات بهینه سازی انتخاب می کنیم. هر آرایش شبکه را در قالب یک کروموزوم (دنباله از اعداد 0.1) مطابق شکل زیر نشان می دهیم (عدد 0 نشانه بازبودن خط و عدد 1 نشانه بسته بودن خط) می باشد.

واضح است که همه کروموزوم های انتخاب شده همگی شرط شعاعی بودن را نداشته باشند. لذا لازم است همه کروموزوم ها بعد از لحاظ دارار بودن این شرط بررسی می گردند:

منظور از شعایی بودن این است که:

اولاً: همه پستهای توزیع مورد تغذیه قرار گیرند.

ثانیاً: هیچ مسیر بسته ای بین پستهای فوق توزیع ایجاد نشود.

ثالثاً: هیچ حلقه ای بین پست های توزیع ایجاد نگردد.

برای بررسی شعایی بودن یک شبکه از دو اصل زیر استفاده می کنیم:

الف: یک شبکه شعاعی با m پست توزیع و n پست توزیع دقیقاً دارای n فیدر در حال وصل است. (شرط لازم)

ب: اگر در یک درخت رئوسی که درجه آنها یک است حذف کنیم و این عمل تکرار پذیرد و چنانچه در نهایت تمامی رئوس درخت حذف شوند شبکه شعاعی خواهد بود. (شرط کافی)

جهت کنترل شرط ایزوله نشدن بار به این صورت عمل می گردد که مجموعه ای از شماره شین های ابتدا و انتهای تمامی خطوط تهیه می گردد و چنانچه این مجموعه تمامی شین های مصرف را در بر بگیرد شرط فوق تامین شده است.

همچنین دیگر قیود الکتریکی شبکه شامل حداکثر افت ولتاژ مجاز شین‌ها و همچنین حداکثر جریان عبوری از خطوط می باشد. درصورت عدم تامین قیود فوق کروموزوم مربوطه از اعضاء جمعیت اولیه کنار گذاشته می‌شود کروموزوم دیگری انتخاب می گردد. این مرحله از کار تا آنجا انجام می‌پذیرد که تعداد اعضاء جمعیت اولیه به تعداد تعریف شده برسد.[6]

6. تعیین تابع ارزیاب

ارزش‌گذاری یک کروموزوم توسط تابع ارزیاب صورت می‌پذیرد که مقدار برازندگی کروموزوم می‌باشد. تابع هدف در این مرحله مجموع تلفات شبکه است. چنانچه تلفات خط i ام برابر ri و جریان انتقالی در این خط Ii باشد، تابع هدف به صورت زیر خواهد بود:

و چون بدنبال یافتن حداکثر تابع هدف می‌باشیم، لذا تابع ارزیاب به صورت زیر تعریف می‌گردد:

برای آنکه بتوان ارزیاب را برای هر آرایش خاص از شبکه توزیع بدست آورد لازم است که برای هر آرایش از شبکه عمل پخش بار اجرا گردد و مقادیر ولتاژ باسها و جریان فیدرها محاسبه گردد. در نتیجه مقدار تلفات محاسبه می شود.

7. تولید جمعیت جدید و شرط توقف الگوریتم و رسیدن به جواب

جهت تولید جمعیت جدید از دو تابع تکثیر و جهش استفاده می‌گردد. در ضمن لازم است قبل از انجام دو تابع فوق از کروموزوم‌های با برازندگی بالا استفاده گردد که برای این کار نیز از عملیات چرخ رولت استفاده می‌کنیم. در نهایت دوباره از تابع برازندگی استفاده نموده و جمعیت جدید انتخاب می‌گردد.

در این الگوریتم شرط پایان و همگرایی عملیات جستجو، تغییر نکردن جواب برای تعداد مشخصی از نسل‌ها درنظر گرفته شده است. اما برای اطمینان بیشتر از تغییر نکردن جواب برای مدت طولانی لازم است که از تغییرات اضافی مانند تغییر مقدار احتمال جهش استفاده نمود. [6]

8. نتایج عددی و مقایسه

نرم افزاری به منظور اعمال الگوریتم پیشنهادی به کمک زبان برنامه نویسی ++C تهیه شده است. این نرم افزار محاسبات افت ولتاژ، پخش بار و تعیین وضعیت فیدرها ( از لحاظ باز یا بسته بودن ) را در شبکه‌های توزیع شعاعی انجام می دهد. (پخش بار بکار رفته در این نرم افزار از روش گوس–سایدل استفاده شده است)

برای تست الگوریتم پیشنهادی دو شبکه 16 شینه با 16 فیدر (شکل 5) و یک شبکه 19 شینه با 24 فیدر (شکل 6) درنظر گرفته شده اند. اطلاعات کامل خطوط و بار این دو شبکه در مرجع (5) و جدول (2) نشان داده شده است.

نتایج حاصله از اعمال نرم افزار بر روی این دوشبکه در جداول (3.4) نشان داده شده است و همچنین پاسخ نرم افزار برای شبکه اول که شبکه استفاده شده در مرجع [5] نیز می باشد، یکسان است.

جهت برآورد مقادیر مناسب پارامترهای الگوریتم ژنتیک، تغییرات پاسخ بهینه (تلفات) نسبت به تغییرات پارامترها بررسی گردید، شایان ذکر است برای ارائه این منحنی برای هر مقدار پارامتر به تعداد 10 بار برنامه اجرا و میانگین پاسخهای بهینه جهت رسم منحنی منظور شده است. به عنوان نمونه منحنی تغییرات تلفات توان (Ploss) نسبت به احتمال Pm (جهشی) رسم گردیده است. (شکل 7)

9. نتیجه‌گیری و پیشنهادات:

بازآرائی بهینه شبکه های توزیع به روش الگوریتم ژنتیک جهت کاهش تلفات 10 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 10

بازآرائی بهینه شبکه های توزیع به روش الگوریتم ژنتیک جهت کاهش تلفات

علی سوادپور

شرکت توزیع نیروی برق آذربایجان‌شرقی

کلمات کلیدی‌:

بازآرایی بهینه، الگوریتم ژنتیک، کاهش تلفات

چکیده:

در این مقاله الگوریتم ژنتیک جهت حل یک مساله بهینه سازی بکار برده شده است. منظور از بهینه‌سازی انتخاب بهترین ساختار از یک شبکه توزیع جهت کمینه کردن تلفات می باشد. الگوریتم ژنتیک یکی از روشهای پرقدرت در یافتن بهینه مطلق می باشد. نرم افزاری به زبان C برای الگوریتم پیشنهادی تهیه شده است و نتیجه عددی آن برای دو شبکه نمونه آورده شده است.

1. مقدمه

تغییر ساختار در شبکه‌های توزیع جهت کاهش تلفات در واقع حل یک مساله بهینه‌سازی می‌باشد. روش بکارگرفته شده در این مقاله جهت حل این مساله بهینه‌سازی استفاده از روش الگوریتم ژنتیک می‌باشد.

روش الگوریتم ژنتیک به دلیل اینکه کلیه جوابهای ممکن را تولید و سپس از میان آنها بهترین گزینه را انتخاب می‌کند. لذا از اطمینان بیشتری برای رسیدن به بهینه مطلق برخوردار می‌باشد.

در یک شبکه توزیع با گستردگی فراوان تنوع بار (اعم از صنعتی، خانگی یا تجاری) و همچنین تغییرات بار بدلیل تنوع فصول، ساعات کار و پیک مصرف و سایر عوامل دیگر و ثایت بودن ساختار شبکه، موجب افزایش تلفات در سیستم می‌شود. در چنین شرایطی لازم است با اعمال یک آرایش بهینه روی شبکه با باز و بسته کردن کلیدهای موجود به بهینه‌ساختن تلفات امیدوار بود. [1]

برای تجدید آرایش روی شبکه‌های توزیع روشهای مختلفی پیشنهاد شده است که می‌توان آنها را به روش‌های خاص و عام تقسیم‌بندی نمود.

الف: روشهای خاص:

در روشهای خاص برای حل مساله الگوریتم خاصی پیشنهاد می‌شود که با استفاده از این آلگوریتم ابتدا یک پاسخ محاسبه شده و از روی آن پاسخ و با توجه به الگوریتم مربوطه پاسخ بعدی تا رسیدن به نقطه بهینه با رعایت قیود مساله ادامه می‌یابد. روشهای خاص به دو روش SEM و SSOM تقسم بندی می گردند.

ب: روشهای عام:

روشهای عام روشهایی هستند که به شکل مساله بستگی نداشته و یگ الگوریتم کلی برای حل مساله پیشنهاد می‌گردد. دراین روش مجموعه وسیعی از جوابها انتخاب گردیده و با انجام عملیاتی بهینه مطلق انتخاب می‌گردد. الگوریتم ژنتیک یکی از این روشهاست. دراین مقاله سعی شده است از این روش جهت کاهش تلفات در شبکه‌های توزیع استفاده گردد.[2]

2. الگوریتم ژنتیک:

الگوریتم ژنتیک یکی از روشهای بهینه‌سازیی است که بر پایه ایده توارث و تکامل پیاده‌سازی شده‌است.

نحوه عملکرد الگوریتم ژنتیک بدین صورت است که جمعیتی از نقاط به صورت تصادفی انتخاب گردیده و مقدار تابع هدف به ازای تک تک آنها محاسبه می‌شود. درمرحله بعد توسط سه عملیات چرخ رولت، تکثیر و جهش نسل جدید تولید می‌گردد و مقدار تابع هدف برای فرزندان نیز محاسبه می‌گردد تا سرانجام با توجه به شرایطی پاسخ بهینه بدست آید. [3]

3. مفاهیم اساسی الگوریتم ژنتیک

3-1: کد کردن:

جایگزین کردن دنباله‌‌ی مناسب از اعداد 0.1 (بیت‌ها) به جای پارامترهای مساله را کد کردن می‌نامند.

3-2: کروموزوم:

به رشته یا دنباله‌ای از بیت‌ها که به‌عنوان مشکل یک پاسخ، (اعم از ممکن یا غیرممکن) اطلاق می‌گردد. یک کروموزوم دارای n ژن یا بیت می‌باشد.

3-3: جمعیت:

به مجموعه‌ای از کروموزوم‌ها جمعیت گفته می‌شود.

3-4: مقدار برازندگی:

مناسب بودن یا نبودن جواب، با معیاری که از تابع هدف بدست می‌آید سنجیده می‌شود. هر چه یک جواب مناسب باشدمقدار برازندگی بزرگتری دارد. برای آنکه شانس بقای چنین جوابی بیشتر شود، احتمال بقای متناسب با مقدار برازندگی آن در نظر گرفته می‌شود. معمولاً در صورت امکان تابع برازندگی را در بین [1.0] نرمالیزه می‌کنند.

3-5: عمل تکثیر:

این عمل برای یک جفت از کروموزوم عمل می‌کند و می‌تواند به صورت تک نقطه‌ای و یکنواخت باشد. به این صورت که دو کروموزوم از یک نقطه شکسته و بخش‌های شکسته شده کروموزوم جابه‌جا می‌گردد. نقطه شکست نیز یک عدد تصادفی n از بین 1 تا k (k طول کروموزوم) با توزیع احتمال یکنواخت ( 1/k ) صورت می‌پذیرد. (مطابق شکل 1)

3-6: عملگر جهش:

این عملگر روی هر یک از کروموزوم‌ها حاصل از عملگر تکثیر بکارگرفته می‌شود. بدین ترتیب که به ازای هر بیت از کروموزوم یک عدد تصادفی تولید می‌شود، درصورتیکه مقدار عدد تصادفی تولید شده از مقدار Pm (احتمال عمل جهش ) کمتر باشد در آن بیت عمل جهش انجام می‌شود. درغیر این صورت در آن بیت عمل جهش صورت نمی‌گیرد. [4] ( مطابق جدول1)

4. مراحل اجرای الگوریتم ژنتیک

با توجه به صورت مساله، متغیرهایی که باید تعیین شوند مشخص شده سپس آنها را به نحو مناسبی کدگذاری کرده و به شکل کروموزوم نمایش داده می‌شوند. بر اساس تابع هدف یک تابع برازندگی برای کروموزوم‌ها تعریف می‌گردد و یک جمعیت اولیه دلخواه نیز به طور تصادفی انتخاب می‌شوند و بدنبال ان میزان تابع برازندگی برای کروموزوم جمعیت اولیه محاسبه می‌شود و الگوریتم مطابق شکل(2) صورت می پذیرد.

5. اعمال الگوریتم ژنتیک به مساله بهینه سازی

جهت درک بهتر اعمال الگوریتم ژنتیک، موضوع را برای یک شبکه ساده پیاده می کنیم. جهت این کار شبکه مطابق شکل (3) را با 15 شین و 17 فیدر در نظر می گیریم.

ابتدا جمعیت اولیه را به صورت تصادفی جهت شروع عملیات بهینه سازی انتخاب می کنیم. هر آرایش شبکه را در قالب یک کروموزوم (دنباله از اعداد 0.1) مطابق شکل زیر نشان می دهیم (عدد 0 نشانه بازبودن خط و عدد 1 نشانه بسته بودن خط) می باشد.

واضح است که همه کروموزوم های انتخاب شده همگی شرط شعاعی بودن را نداشته باشند. لذا لازم است همه کروموزوم ها بعد از لحاظ دارار بودن این شرط بررسی می گردند:

منظور از شعایی بودن این است که:

اولاً: همه پستهای توزیع مورد تغذیه قرار گیرند.

ثانیاً: هیچ مسیر بسته ای بین پستهای فوق توزیع ایجاد نشود.

ثالثاً: هیچ حلقه ای بین پست های توزیع ایجاد نگردد.

برای بررسی شعایی بودن یک شبکه از دو اصل زیر استفاده می کنیم:

الف: یک شبکه شعاعی با m پست توزیع و n پست توزیع دقیقاً دارای n فیدر در حال وصل است. (شرط لازم)

ب: اگر در یک درخت رئوسی که درجه آنها یک است حذف کنیم و این عمل تکرار پذیرد و چنانچه در نهایت تمامی رئوس درخت حذف شوند شبکه شعاعی خواهد بود. (شرط کافی)

جهت کنترل شرط ایزوله نشدن بار به این صورت عمل می گردد که مجموعه ای از شماره شین های ابتدا و انتهای تمامی خطوط تهیه می گردد و چنانچه این مجموعه تمامی شین های مصرف را در بر بگیرد شرط فوق تامین شده است.

همچنین دیگر قیود الکتریکی شبکه شامل حداکثر افت ولتاژ مجاز شین‌ها و همچنین حداکثر جریان عبوری از خطوط می باشد. درصورت عدم تامین قیود فوق کروموزوم مربوطه از اعضاء جمعیت اولیه کنار گذاشته می‌شود کروموزوم دیگری انتخاب می گردد. این مرحله از کار تا آنجا انجام می‌پذیرد که تعداد اعضاء جمعیت اولیه به تعداد تعریف شده برسد.[6]

6. تعیین تابع ارزیاب

ارزش‌گذاری یک کروموزوم توسط تابع ارزیاب صورت می‌پذیرد که مقدار برازندگی کروموزوم می‌باشد. تابع هدف در این مرحله مجموع تلفات شبکه است. چنانچه تلفات خط i ام برابر ri و جریان انتقالی در این خط Ii باشد، تابع هدف به صورت زیر خواهد بود:

و چون بدنبال یافتن حداکثر تابع هدف می‌باشیم، لذا تابع ارزیاب به صورت زیر تعریف می‌گردد:

برای آنکه بتوان ارزیاب را برای هر آرایش خاص از شبکه توزیع بدست آورد لازم است که برای هر آرایش از شبکه عمل پخش بار اجرا گردد و مقادیر ولتاژ باسها و جریان فیدرها محاسبه گردد. در نتیجه مقدار تلفات محاسبه می شود.

7. تولید جمعیت جدید و شرط توقف الگوریتم و رسیدن به جواب

جهت تولید جمعیت جدید از دو تابع تکثیر و جهش استفاده می‌گردد. در ضمن لازم است قبل از انجام دو تابع فوق از کروموزوم‌های با برازندگی بالا استفاده گردد که برای این کار نیز از عملیات چرخ رولت استفاده می‌کنیم. در نهایت دوباره از تابع برازندگی استفاده نموده و جمعیت جدید انتخاب می‌گردد.

در این الگوریتم شرط پایان و همگرایی عملیات جستجو، تغییر نکردن جواب برای تعداد مشخصی از نسل‌ها درنظر گرفته شده است. اما برای اطمینان بیشتر از تغییر نکردن جواب برای مدت طولانی لازم است که از تغییرات اضافی مانند تغییر مقدار احتمال جهش استفاده نمود. [6]

8. نتایج عددی و مقایسه

نرم افزاری به منظور اعمال الگوریتم پیشنهادی به کمک زبان برنامه نویسی ++C تهیه شده است. این نرم افزار محاسبات افت ولتاژ، پخش بار و تعیین وضعیت فیدرها ( از لحاظ باز یا بسته بودن ) را در شبکه‌های توزیع شعاعی انجام می دهد. (پخش بار بکار رفته در این نرم افزار از روش گوس–سایدل استفاده شده است)

برای تست الگوریتم پیشنهادی دو شبکه 16 شینه با 16 فیدر (شکل 5) و یک شبکه 19 شینه با 24 فیدر (شکل 6) درنظر گرفته شده اند. اطلاعات کامل خطوط و بار این دو شبکه در مرجع (5) و جدول (2) نشان داده شده است.

نتایج حاصله از اعمال نرم افزار بر روی این دوشبکه در جداول (3.4) نشان داده شده است و همچنین پاسخ نرم افزار برای شبکه اول که شبکه استفاده شده در مرجع [5] نیز می باشد، یکسان است.

جهت برآورد مقادیر مناسب پارامترهای الگوریتم ژنتیک، تغییرات پاسخ بهینه (تلفات) نسبت به تغییرات پارامترها بررسی گردید، شایان ذکر است برای ارائه این منحنی برای هر مقدار پارامتر به تعداد 10 بار برنامه اجرا و میانگین پاسخهای بهینه جهت رسم منحنی منظور شده است. به عنوان نمونه منحنی تغییرات تلفات توان (Ploss) نسبت به احتمال Pm (جهشی) رسم گردیده است. (شکل 7)

9. نتیجه‌گیری و پیشنهادات:

تحقیق در مورد سایت اینترنتی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 9

از آن جهت که یک سایت اینترنتی امروزه جزء لاینفک یک سیستم بازرگانی موثر را تشکیل میدهد. و همچنین از آنجاییکه هزارها سایت در وب با موضوعات مختلف و متنوع وجود دارد. طراحی یک سایت وب ظرافتها و نکات خاصی را طلب می نماید که عدم توجه به این نکات موجب عدم کارائی لازم و در نهایت دلسردی مدیران از این فناوری خواهد شد.چه بسیارند مدیرانی که با انتظار وسیع و امیدهای روشن اقدام به بوجود آوردن سایت نموده و پس از صرف هزینه های مربوطه بدون نتیجه سایت خود را رها کرده و همواره از این تجربه تلخ ابراز ناراحتی می نمایند. دلایل این ناکامی را از نگاه کلی می توان در عواملی بسیاری دانست که ذیلاً به توضیح ۷ اصل کلی پرداخته می‌شود. این نکات با بررسی چندین سایت تجاری موفق و یادداشت برداری از نکات مثبت آنها بدست آمده که از از این لحاظ دارای اهمیت زیادی است. البته به دلیل وجود مدیریت دولتی و انحصارات مربوط به آن درگذشته و همچنین برخی از رانتها تعدادی از مدیران بازرگانی عادت به رقابت تجاری و جلب مشتری و نکات مربوط به آن ندارند و بعضی بایدها و نباید هارا برای مشتریشان مطرح نموده و خود را محق در داشتن انتظاراتی که زائیده نظام انحصاری است می دانند ولی اصولاً در نظام تجارت بین المللی بصورت طبیعی بجز در موارد خاص هیچگونه انحصاری وجود ندارد و انحصار طلبی بزودی با شکست مواجه خواهد شد. مدیران باید این نکته را نصب‌العین خود قرارداده و با ابزارهایی مانند تبلیغات مناسب ، استفاده از فناوری ، بالابردن کیفیت کالاها دقت در بسته بندی و درکل رعایت اصول تجاری اقدام به جلب مشتری و رسیدن به نتیجه نمایند و ایجاد یک وب سایت موفق هم یکی از این ابزارهاست. ۱- بهره گیری مفید از فضای موجود در صفحات طراحی صفحات باید به گونه ای باشد که حداکثر بهره دهی را برای بازدید کننده داشته‌باشد. بطور خلاصه بازدید کننده در دید اول بلافاصله مطلب مورد نظر یا حداقل راه دسترسی به آن را پیدا کند. این نکته بخصوص در طراحی صفحات اول از اهمیت بیشتری برخورداراست. اصل اول در طراحی سایت ارزش قائل بودن برای وقت بازدید کننده است. به این معنا که نباید وقت وی را با مطالب غیر مربوط و کسل کنند پرنمود که نتیجه ای جز دلسردی و عدم نیل به موفقیت در بر نخواهدداشت. برای رسیدن به چنین هدفی باید بدقت بازدید کنندگان را شناخت و هدف یابی نمود و ایشان را بر اساس اهدافشان به گروههایی تقسیم کرد. همچنین باید به این نکته توجه شود که بازدید کننده علاوه بر اهداف اصلی چه اهداف فرعی را نیز ممکن است دنبال کند. پس از اینکار باید اطلاعات مورد نیاز هر گروه را طبقه بندی نموده و سپس اقدام به تقسیم صفحه به قسمتهایی نموده و اطلاعات مربوط به هر گروه را در قسمت خاص خود قرارداد. در این رابطه باید سعی شود که اطلاعات مربوط به اهداف فرعی هر گروه در نزدیکی اهداف اصلی ایشان باشد. بدیهی است که اهداف فرعی یک گروه ممکن است برای گروه دیگر اهداف اصلی بحساب آمده و برعکس. باید از درج تصاویر بی ربط به موضوع و توضیحات اضافی مخصوصاً در صفحات اصلی جداً خودداری شود. بدلیل اصل فوق و همچنین ارزش فضای وب باید با تقسیم بندی مناسب بگونه ای عمل‌شود که از وجود فضاهای خالی و بدون اطلاعات در صفحات اصلی احتراز گردد. ۲- تعامل و برقراری ارتباط دوطرفه با بازدید کننده اصل دوم در طراحی یک سایت وب تعامل با بازدید کننده و برقراری ارتباط دوطرفه است. یعنی همانطور که بازدیدکننده با مراجعه به سایت اطلاعاتی در مورد اهداف خود کسب می‌کند سایت نیز باید بگونه ای باشد که اطلاعاتی از بازدید کننده خود کسب نماید. موارد ذیل به ترتیب درجه اهمیت ذکر شده : - اطلاعات شخصی و مخصوصاً طریق تماس با وی چگونه است ؟ - چرا به این سایت مراجعه نموده و اهداف اصلی و فرعی وی چیست؟ - طریقه آشنایی وی با سایت چگونه بوده است؟ - به کدامیک از اهداف خود رسیده و در جستجوی کدامیک ناکام بوده است؟ - نظر وی در مورد سایت چیست و چه پیشنهاداتی در مورد بهبود آن دارد؟ طبیعی است که دریافت اطلاعات از اطلاع رسانی بسیار مشکل تر است زیرا افراد بسختی حاضرند اطلاعات بدهند درحالیکه شاید بسیار راحت تر حاضر شوند اطلاعات کسب نمایند. در ضمن هدف اصلی بازدید کننده کسب اطلاعات است نه دادن آن. لذا باید به طرقی وی را تشویق ویا حتی مجبور به اینکار نمود. در بسیاری از سایتها قسمت ثبت نام و اعلام نظریات و پیشنهادات وجود دارد ولی در نیل به این هدف ناکامند و با وجود تعداد زیاد بازدید کنندگان حتی یکنفر هم حاضر به ثبت نام و اعلام نظریات خود نیست. اینکار باید با ظرافت و درایت خاصی صورت گیرد که بازدید کننده خواسته یا ناخواسته اقدام به اینکار نماید. - برخی از سایتها برای جلب نظر مشتری اقدام به ارائه تسهیلاتی در قبال ثبت نام می‌نمایند از جمله این تسهیلات می‌توان به تخفیف ، ارائه خدمات خاص تجاری، دادن امتیازات ویژه‌درخرید یا فروش و غیره اشاره نمود. - برخی دیگر خدمات رایگانی را پس ازثبت نام به بازدید کننده ارائه می نمایند مانند سرویس مجانی پست الکترونیک (این خدمت بسیار رایج است و حسن آن در این نکته است که بصورت طبیعی آدرس شخص در اختیار سایت قرار میگیرد.)، تلفن اینترنتی در مدت محدود، دادن فضا روی سایت و صفحه اختصاصی جهت معرفی وغیره. - برخی دیگر درقبال ثبت نام به بازدید کننده جایزه هایی مانند استفاده رایگان از خدمات اینترنت ، هدیه هایی که باپست ارسال می شود، نرم افزارهای رایگان استفاده از تورهای رایگان یا نصف قیمت وغیره اعطا می کنند. - برخی دیگر ارائه یکسری از خدمات مانند پشتیبانی از کالاها را منوط به ثبت نام نموده و مشتری خود را به این طریق مجبور به ثبت نام و دادن اطلاعات می‌نمایند. این درصورتی است که مشتری قبلاً کالای ذکر شده را خریده باشد. (یعنی مشتری باشد نه بازدید کننده) بهرحال شکی نیست که در دنیای تجاری کنونی برای دریافت هرگونه اطلاعات ویا