Hybrid method for least-cost design of the water distribution systems

V článku je predstavený model cenovej optimalizácie pri navrhovaní priemerov potrubí okruhových tlakových rozvodov určených na distribúciu vody, ktorý je založený na kombinácii metódy lineárneho programovania (LP) a genetických algoritmov (GA). Cenovo optimálny návrh okruhových sietí patrí do triedy relatívne veľkých kombinatorických problémov, ktoré sú ťažko riešiteľné klasickými technikami matematického programovania. Z tohto dôvodu bolo v posledných dvoch dekádach vyvinutých aj viacero heuristických algoritmov. Napriek tomu pretrváva určitá neistota, pokiaľ ide o spoľahlivosť existujúcich metód, ktorá sa odzrkadľuje ich malým využitím v praxi. Autori predkladajú metódu, v ktorej sa pri hľadaní optimálneho návrhu okruhových sústav v zmysle priblíženia sa ku globálnemu minimu hlavný dôraz kladie na vyššiu spoľahlivosť. Ide o hybridnú metódu, ktorá kombinuje genetické algoritmy (heuristická zložka) s lineárnym programovaním (deterministická zložka). Autori verifikujú metódu na benchmarkovej distribučnej sústave, používanej na testovanie v odbornej literatúre a na dvoch modeloch derivovaných z tejto sústavy so známym riešením. Výsledky potvrdzujú, že v porovnaní s existujúcimi modelmi navrhovaná metóda zaručí vyššiu úroveň kvality dosahovaných výsledkov, tak v zmysle priblíženia sa ku globálnemu minimu, ako aj z hľadiska jednoduchšieho nastavovania parametrov GA a rýchlejšej konvergencie. Metódu možno použiť pri navrhovaní nových systémov aj na rekonštrukciu existujúcich systémov na rozvod pitnej vody a pri navrhovaní tlakových závlahových systémov.