دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته زمین شناسی 

تمایل :Gis

عنوان : اجرا الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه

وزارت علوم ، تحقیقات و فناوری

دانشگاه شهید بهشتی

دانشکده علوم زمین

گروه آموزشی امتحان از دور و GIS

پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد M
Sc

رشته امتحان از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی- منابع آب و خاک

عنوان:

اجرا الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه (ACO) در مکانیابی پناهگاه­های اسکان موقت بعد از زلزله(مطالعه موردی:شهر کرمان)

استادان راهنما:

دکتر علی اکبر متکان – دکتر عباس علیمحمدی

 استاد مشاور:

مهندس بابک میرباقری

واسه رعایت تکهایی از متن پایان نامه مثلا :

(ممکنه هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزه یا بعضی نمادها و اشکال درج نشه ولی در فایل دانلودی همه چیز منظم و کامله)

عنوان                   صفحه

 

1-1-  طرح مسئله
2

1-2-  ضرورت انجام تحقیق

4

1-3-  سوالات تحقیق

6

1-4-  فرضیه ها 6

1-5-  اهداف تحقیق

6

1-6-  معرفی ساختار پایان نامه
7

2-1-  مقدمه
9

2-2-  منطقه مورد مطالعه
9

2-2-1-    موقعیت جغرافیایی شهر کرمان

9

2-2-2-    گسل­ها 11

2-2-3-    سابقه لرزه پا شی

12

2-2-4-    نتیجه گیری: 13

2-3-                                                      مروری بر گذشته تحقیقاتی  14


14

2-3-2-    جای­یابی و تخصیص با استفاده از هوش مصنوعی

18

3-1-  مقدمه
25

3-2-  مدیریت بحران

25

3-2-1-    اهمیت و ضرورت مدیریت بحران

26

3-2-2-    چرخه مدیریت بحران و فازهای اون

26

3-2-3-    جایگاه اسکان موقت در مدیریت بحران

28

3-2-4-    برنامه ریزی اسکان موقت در مدیریت بحران

28

3-2-5-    مراحل کلی پروسه بهینه­سازی اسکان موقت

29

3-3-  مفاهیم تخصیص و جای­یابی  30

3-3-1-    مکانیابی در GIS
30

3-3-2-    مسئله جای­یابی و تخصیص

31

3-4-  روش­های حل مسئله جای­یابی و تخصیص

35

3-5-  بهینه یابی

37

3-5-1-    الگوریتمهای فراابتکاری   38

3-6-  هوش مصنوعی

39

3-6-1-    شاخههای هوش مصنوعی   39

3-6-2-    سیستم اطلاعات جغرافیایی و رابطه اون با هوش مصنوعی

40

3-6-3-    نقش هوش مصنوعی در مدیریت بحران زلزله
41

3-6-4-    هوش جمعی   41

3-7-  الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه  42

3-7-1-    ریشه زیست شناسانه الگوریتم کلونی مورچه­ها 42

3-7-2-    ساختار مسائل قابل مدلسازی واسه حل با مجموعه الگوریتم­های مورچه
45

3-7-3-    مثل­سازی رفتار مورچهها در ACO

46

3-7-4-    ساختار عمومی الگوریتمای ACO

48

3-7-5-    حل مسئله TSP با استفاده از الگوریتمACO

49

3-7-6-    ترکیبات جور واجور  و

53

3-7-7-    مجموعه الگوریتمای ACO

54

4-1-  مقدمه
57

4-2-  داده­های لازم
58

4-2-1-    معیارهای اختلاف

58

4-2-2-    معیارهای موافقت

61

4-2-3-    بلوکهای جمعیتی(نقاط درخواست) 64

4-2-4-    مکانهای امن(نقاط عرضه) 65

4-3-  محاسبه تناسب مکانی

66

4-4-  اجرای قدم­های جای­یابی و تخصیص در تحقیق حاضر
69

4-4-1-    قدم اول:  انتخاب جای­های امن

69

4-4-2-    قدم دوم: انتخاب راه انتقال بلوک­های جمعیتی به جای­های امن

74

4-4-3-    قدم سوم: تخصیص جمعیت

75

4-4-4-    بروزرسانی فرومون

81

4-5-  جمع­بندی

83

86

5-1-  مقدمه
86

5-2-  آزمایش کارکرد الگوریتم ACO با در نظر گرفتن مقادیر جور واجور  و : 86

5-2-1-    بررسی تغییرات پارامتر : 87

5-2-2-    بررسی تغییرات پارامتر : 90

5-3-  بررسی تغییرات  ضریب تبخیر بروی پیرو هدف

92

5-4-  بررسی نمودار همگرایی پایانی مدل

92

5-5-  آزمایش پایداری یافته های

94

5-6-  بررسی یافته های تخصیص بلوک­های جمعیتی به جای­های انتخاب شده
94

5-7-  بررسی تاثیر محدود کردن تعداد جای بیشترین حد در یافته های پیرو هدف

100

6-1-  مقدمه: 104

6-2-  جمع­بندی: 104

6-3-  آزمون فرضیات

105

6-3-1-    فرض اول

105

6-3-2-    فرض دوم: 106

6-3-3-    فرض سوم: 106

6-4-  پیشنهادات: 107

:               110

چکیده

ازجمله مسائل مهم در مدیریت بحران حوادث یهویی طبیعی به ویژه زلزله، جایابی بهینه به خاطر اسکان شهروندان موقع و یا پس از بروز حادثه می باشه
یكی از مشكلات بزرگ سازمان های درگیر در مدیریت بحران شهری، از دست دادن یك مدل مكانی کامل به خاطر اعمال مدیریت واحد در انتقال ساكنین شهر به جای های اسكان موقت از پیش تعیین شده پس از اتفاق حادثه می باشه
بهینه­سازی پروسه اسکان موقت در سه فاز تعیین جای­های بهینه امن، تعیین مسیرهای بهینه و تخصیص جمعیت به اماکن امن صورت میگیره
هدف از انجام این تحقیق اجرا و بررسی یافته های الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه (ACO ) در جای­یابی پناهگاه اسکان موقت با تعیین مسیرهای بهینه و تخصیص جمعیت به جای­های امن در شهر کرمان بعنوان منطقه مورد مطالعه می­باشه

    با ایجاد تغییرات لازم در اجرای الگوریتم ACO در حل مسئله فروشنده دوره­گرد، مراحل مربوط به مکانیابی و تخصیص به شکل یه مدل مکانی طراحی شده
این مدل طبق یک پیرو هدف به خاطر کمینه کردن هزینه انتقال جمعیت بلوکای ساختمانی و سه محدود کردن میانگین سرریز/کمریز، بیشترین حد تعداد جای­های انتخاب شده و میانگین تناسب مکانی، به گونه­ای طراحی شده که قیود مسئله  تضمین کننده کیفیت جواب­های مدل می­باشه
واسه تصمیم گیری در مورد بهینه بودن راه حلا در ACO از روش آزمایش چند معیاره استفاده شد

      به خاطر بهتر شده های، حساسیت مدل نسبت به تغییر پارامترهای فرومون و پیرو ابتکاری الگوریتم ACO مورد آزمایش قرار گرفت و مقادیر مناسب و بهینه اونا تعیین شد
با در نظر گرفتن قیود تعیین شده و هم اینکه نمودار همگرایی پیرو هدف، بهترین کارکرد در کاهش پایانی پیرو هدف به وسیله مدل مشخص شد و جدا از اینکه اون، یافته های حاصل از تست تکرارپذیری نشون دهنده پایداری و ثبات جواب­های الگوریتم مورد بررسی می­باشه
یافته های تخصیص جمعیت به جای­های امن، وابستگی انکارناپذیری به نحوه پخش اماکن امن و ظرفیت اونا و هم اینکه پراکندگی و جمعیت بلوک­های ساختمانی داره
میانگین فاصله طی شده تا نزدیکترین جای امن در مدل پایانی تخصیص برابر با 1200 متره اما به دلیل نبود پخش مناسب اینجا­ها با در نظر گرفتن پخش جمعیت در سطح شهر، بیشتر از 40 درصد جمعیت فاصله ایی بیشتر از 1500 متر رو تا نزدیکترین جای امن انتخاب شده باید طی کنن
پس جستجو و تاسیس مراکز امن جدید واسه کاهش این فاصله ضرورت داره
یافته های نشون می­دهند که استفاده از الگوریتم ACO، توانایی­های زیادی واسه ترکیب با سیستم­های اطلاعات جغرافیایی واسه حل مسئله جای­یابی و تخصیص که نیازمند محیط مثل­سازی پویا (تغییر ترکیب مکانهای امن – تغییر ظرفیت) می­باشن، دارا می با­شد

کلمات کلیدی: مدیریت بحران، اسکان موقت، مکانیابی و تخصیص، الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه(ACO)، فاصله طی شده، جای امن، شهر کرمان

 

1-       فصل اول: کلیات تحقیق

1-1-    طرح مسئله

 علیرغم پیشرفت های عجیب در تكنولوژی و دست یابی به ناممکن های قرون گذشته، هنوز آدم در برابر حوادث غیر شدنی طبیعی چون زلزله، سیل و … درماندهه و بعضی وقتا و بی بعضی وقتا در خطر مرگ ها و ضرر های مالی بسیاری قرار می گیرد
در دهه ای كه گذشت بیشتر از 200  میلیون نفر در سال به دلیل بروز بلایای طبیعی دچار صدمات جانی و مالی شده ان
این وسط ساخت و سازه های غیر اصولی و بی توجهی به
کشور ما ایران در پهنا لرزه پا شی از دنیا هستش
بیشتر نقاط شهری و غیرشهری كشور در نواحی با خطر نسبی زمین لرزه زیاد قرار گرفته
اهمیت زلزله در ایران، با شدت یافتن روند پیشرفت کشور، گسترش شهر­ها، تمرکز جمعیت این روزا بیشتر درک می­شه
با در نظر گرفتن رویارویی همیشگی كشور با پدیده زلزله، لازمه همیشه تلاش هایی جهت رسیدن عملی به روش ها و راه كارهای منظم جهت مقابله منطقی و به کمه کم رساندن ابعاد خیلی بد اینجور رخدادی صورت گیرد (اسدی نظری، 1383)
اداره هماهنگی امداد سوانح سازمان ملل متحد اعلام می کنه كه می توان با اطمینان گفت، در طول دهه های گذشته، ارائه کمک های لازم در مورد پزشكی، تغذیه و … پس از حادثه پیشرفت زیادی داشته، اما یك بخش مهم هم اونقدر بهبود ناچیزی داشته و اون سرپناه لازم یا به طور عام، سرپناه پس از سانحهه
( Fallahi, 2007)

طی یکصد سال گذشته، سیزده زلزله به بزرگی بیشتر از هفت ریشتر در ایران اتفاق افتاده و این در حالیه که روستاهای ما در برابر زلزله 5 ریشتری و شهرهای ما در برابر زلزله 6 ریشتری خیلی ضعیف هستن
کاهش اثرات جانبی زلزله یا یعنی، کاهش آسیب هایی مثل اجتماعی و پایه ای در زمان اتفاق زلزله، زمانی به اتفاق خواهد پیوست که فازهای جور واجور مدیریت بحران در همه سطوح برنامه­ریزی روش زوم بشه
اما هر تصمیم­گیری و برنامه­ریزی درست، نیازمند اطلاعات درست، دقیق و به روز و بررسی اون ها می باشه
به دلیل اینکه بیشتر اطلاعات لازم در بحث شهری و زلزله بیشتر وجود مکانی دارن، بنابر این علم و فناوری سیستم اطلاعات جغرافیایی با توانایی جمع آوری داده های مکانی و غیر مکانی، ذخیره سازی، بروزرسانی، بررسی، مدل سازی و نمایش اطلاعات مکانی می تونه به عنوان علم و فناوری بهینه، در جهت ساماندهی و جدا سازی و بررسی کامل و سریع اطلاعات و کمک به اخذ تصمیمات مناسب در مدیریت بحران، مورد استفاده قرار گیرد(آقامحمدی، 1379)
از طرفی باید توجه داشت که محیط سیستم های اطلاعات جغرافیایی، محیطی استاتیک می باشه و توانایی مثل سازی پویا رو نداره
هوش مصنوعی به ویژه عامل های هوشمند قادر به رفع نقاط ضعف بوده و می تونن در رفت و امد و حتی ترکیب با سیستم های اطلاعات جغرافیایی نقشی موثر در مدیریت بحران اجرا کنن (رجبی، 1388)

الگوریتم های هوشمند در GIS توانایی اون رو در قانون مند کردن تصمیمات به طور مناسبی ارتقاء بخشیده ان که برنامه ریزی مکانی پیچیده و بهینه سازی منابع از آن جمله می باشن (Birkin, et al
, 1996; Bong, et al
, 2004)
  ازجمله روش­های هوش مصنوعی که از آن به عنوان یه روش فراابتکاری یاد می شه، الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه (ACO) می باشه
این روش اولین بار به وسیله دوریگو در رساله دکترا خود در سال 1992 به عنوان یک راه حل چند عامله واسه حل مسائل پیچیده بهینه سازی پیشرفت داده شده
اولین کاربرد موفق اون، حل مسئله فروشنده دوره گرد (TSP) می باشه(Dorigo, 1992) که باعث شد تا کارایی اون در حل سریع مسائل بهینه­سازی ترکیبی اثبات شه
در سال های گذشته کاربردهای خیلی از استفاده در مسائل بهینه­سازی پیچیده مثل انتخاب وسایل و تشخیص حالت چهره، مسیریابی وسایل نقلیه(White, et al
, 1998)، تخصیص(Maneizzo, et al
, 1994)، طراحی و بهبود شبکه حمل و نقل و تکنیک های یاد گرفتن ماشین(Parpinelli, et al
, 2002) و

ارائه گردیده

با در نظر گرفتن چیزی که درمورد اهمیت و ضرورت توجه به بحران زلزله و ضرورت برنامه­ریزی واسه مقابله با نتیجه های بعد از آن بیان شد، در این تحقیق با استفاده از توانایی­های سیستمای اطلاعات جغرافیایی و الگوریتم ACO، مکانیابی پناهگاه­های اسکان موقت بعد از زلزله به خاطر تخصیص جمعیت آسیب دیده، به عنوان یک مسئله بهینه سازی در دنیای واقعی انجام گرفته
   

1-2-   ضرورت انجام تحقیق:

این روزا با در نظر گرفتن روند رو به رشد جمعیت و تراکم جمعیتی در مناطق شهری علی الخصوص در شهرهای پر جمعیت و با استعداد از نظر لرزه­پا شی، ضرورت نگرشی همه جانبه و گسترده به حوادث طبیعی و فجایع به دلیل بروز اون ها بیشتر از قبل جلوه کرده
اثرات زیان بار به دلیل تمرکز بیشتر از اندازه جمعیت در محدوده های خاص شهری در کنار از دست دادن برنامه­ریزی پیشگیرانه و نبود آمادگی لازم جهت مقابله با حوادثی مثل زلزله تهدیدی بسیار جدی و مهم واسه جون شهروندان و موندگاری زندگی شهری به حساب می رود (باقرپور،1389)

ازجمله مسائل مهم در مدیریت بحران به ویژه در مورد حوادث یهویی، جای­یابی بهینه به خاطر اسکان شهروندان در روبرو شدن و یا پس از بروز حادثه می باشه
به دلیل دخالت عوامل و پارامترهای زیاد در این مسئله، جای­یابی این جور اماکن دارای پیچیدگی زیادیه( صمدزادگان و همکاران, 1384)
در ایران جای­گزینی واسه اسکان موقت به طور تجربی پس از بروز حادثه و بدون در نظر گرفتن استانداردهای لازم به وسیله سازمان های امدادرسان انجام می گیرد
تجربیات به دست اومده از موارد گذشته نشون می بده که هنگام بحران اگه قوانین برنامه­ریزی و اجرای اسکان موقت از قبل مشخص نشن، در ایجاد سکونتگاه موقت و تخصیص بلوک های جمعیتی به نواحی امن، عوامل غیرقابل پیش­بینی دخالت کرده و به شکل های جور واجور جور واجور بر کیفیت اون اثر می گذارن
نبود رعایت جای­گزینی درست ممکنه فاجعه دیگری به مراتب خیلی بد تر از حادثه ابتدایی به دنبال داشته باشه(اشراقی, 1385)
طبق مدیریت لازم بحران به دلیل زمین­لرزه و جلوگیری از مرگ ها سنگین جانی با در نظر گرفتن تراكم بالای جمعیتی و تنوع مشکلات شهری، طراحی و اجرا یك مدل بهینه سازی و کامل به خاطر مكانیابی بهینه جای های اسكان و تخصیص جمعیت بهش ها در چهارچوب یك سیستم اطلاعات مكانی از اهمیت بالایی برخورداره( صمدزادگان و همکاران, 1384)

زمانی که بخوایم مکانیابی رو در فضای ترکیبی داده ها و با دید کردن اهداف زیاد اجرا و پروسه بهینه­سازی مکانی رو بروی اهداف انجام بدیم، به دلیل وجود محاسبات پیچیده و زمان بر و علما در بعضی مواقع نشدنی بودن اجرای مدل، روش­های رایج در این مورد کارایی لازم رو در ارائه یافته های بهینه ندارن
ورود روش های هوش مصنوعی مثل هوش جمعی به عنوان Geocomputation در GIS به خاطر بهینه سازی هر چی بیشتر مراحل مکانیابی در­حل­این­مشکل­کمک­زیادی­کرده­ان(LI, et al
, 2009)
 

پیچیدگی موجود در پخش مكانی جمعیت و ساختمون ها در كنار خصوصیات مكانی و توصیفی دیگه مشکلات شهری كه باعث تعریف شکل های جور واجور جور واجور سطوح دسترسی می شه، باعث شده تا در این نوع مدل سازی با معیارهای بهینه­سازی عادی در این نوع مسائل(فاصله تا کاربری های موافق و مخالف و هم اینکه کمه کم کردن هزینه های بهینه­سازی) درگیر شیم (صمدزادگان و همکاران 1384)
با اینحال، یكی از مشكلات بزرگ سازمان های درگیر در مدیریت بحران شهری، از دست دادن یك مدل مكانی کامل به خاطر اعمال یك مدیریت واحد در انتقال ساكنین شهر به جای های اسكان موقت از پیش تعیین شده پس از اتفاق حادثه می باشه
این مسئله، به نوبه خود وابسته به مكان­یابی بهینه جای های اسكان موقت ساکنین با در نظر گرفتن معیارهای مطرح بهینه­سازی درگیر در مسئله تحت بررسی می باشه

    در مکانیابی پناهگاه اسکان موقت، به دلیل احتیاج به مساحت زیاد جهت اسکان جمعیت، با مسئله متفاوتی نسبت به دیگه مسائل جای­یابی روبرو هستیم
چون که جای های قابل استفاده و مجاز واسه این منظور از قبل شناسایی شده ان
بر خلاف قانون عادی، هدف یافتن جای­های جدید نیس بلکه بهینه­یابی ترکیبی از جای­های موجود می­باشه
ولی با در نظر گرفتن جمعیت شهر و نسبت جمعیت نیازمند به اسکان موقت، احتیاجی به استفاده همه اونا نیست
پس انتخاب یه مجموعه از جای­های موجود از بین حالتهای جور واجور، مسئله­ایست که نیازمند استفاده روشی مناسب، هدف دار و علمی می­باشه
با­توجه ­به اینکه بهینه­سازی پروسه اسکان موقت در سه فاز تعیین مکانهای بهینه امن، تعیین مسیرهای بهینه و تخصیص جمعیت در اماکن هدف صورت میگیره (Saadat seresht, et al
, 2009)، هدف از انجام این تحقیق پیاده­سازی و بررسی یافته های الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه در بهینه سازی مکانیابی پناهگاه اسکان موقت با در نظر گرفتن با هم فاز دوم و سوم در اجرای اینه
این نوع بهینه سازی با در نظر گرفتن هر سه عامل اسکان موقت به طور با هم در یه مدل و با استفاده از الگوریتم ACO، در ایران به شکل منظم و کامل کمتر مورد توجه محققین قرار گرفته
تحقیقات انجام شده بیشتر در فاز سوم اسکان موقت (تخصیص جمعیت) بوده و مرحله اول و دوم در بعضی موارد به شکل پیش فرض بهینه در نظر گرفته و در نواحی خاصی از تهران مورد تحقیق قرار گرفته­ان
در این تحقیق با ایجاد تغییرات لازم در اجرای الگوریتم ACO، مراحل مربوط به جای­یابی و تخصیص جمعیت طراحی شده
این مسئله با تعیین یک پیرو هدف هزینه و سه محدود کردن میانگین سرریز/کمریز، بیشترین حد تعداد جای­های انتخاب شده و میانگین تناسب مکانی طراحی شده
پیرو هدف، هزینه انتقال جمعیت بلوک­های ساختمانی رو کمینه می­کنه، جدا از اینکه اینکه میزان میانگین سرریز/کمریز جای­های امن، تعداد جای­های انتخاب شده و دارا بودن تناسب مکانی بالاتر از میانگین، به عنوان قیود، تضمین کننده کیفیت جوابای مسئله می­باشه
استفاده از روش آزمایش چند معیاره در ترکیب با الگوریتم ACO به عنوان پیرو هیوریستیک، یکی دیگه از مواردیه که در این تحقیق اجرا شده

تعداد صفحه :134

قیمت : 14700 تومن

com/?checkout=3113″ method=”post” name=”frm_jahanpay3113″>

بی معطلی پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار میگیره

و در جدا از اینکه فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شه

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]
com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارین می تونین مبلغ مورد نظر واسه هر فایل رو کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز رو به ایمیل ما ارسال کنین تا فایل رو از راه ایمیل دریافت کنین

***  *** ***

متن کامل در سایت sabzfile.com