دانلود پایان نامه
مدلهای شبیهسازی مشخص مینمایند که اگر از یک گزینه و سیاست خاص استفاده شود در طول زمان و در گستره مکان، احتمالا چه اتفاقی خواهد افتاد. به همین دلیل در شبیهسازی معمولا مسائل بصورت سناریوهای “اگر-آنگاه که ” مطرح میگردند. این مدلها برخلاف مدلهای بهینهسازی با فرضهای ساده کننده مواجه نیستند؛ بنابراین به کمک شبیهسازی میتوان یک مسئله را مورد ارزیابی دقیقتری قرار داد. در شبیهسازی، تحلیلگر باید مقدار متغیرهای تصمیم را مشخص نماید. بهترین مقدار این متغیرهای تصمیم باید به وسیله تحلیل حساسیت تعیین گردد؛ بدین صورت که مقادیر آنها تغییر مییابد تا نظارهگر مقادیر خروجی برحسب توابع هدف شویم بنابراین شبیهسازی یک روند سعی و خطا است.
مدل شبیهسازی یک سیستم ساده به راحتی به وسیله یک صفحه گسترده قابل توسعه است. سیستمهای پیچیدهتر توسط بستههای نرمافزاری خاص قابل شبیهسازی است. برای مثال در مورد شبیهسازی حوضه رودخانه علاوه بر مورد اول استفاده از صفحه گسترده، بستههای نرمافزاری خاص وجود دارد؛ مانند RIBASIM، MIKEBASIN، WBalMo، MODSIM [5].
بستههای نرمافزاری شبیهسازی مزبور حوضه رودخانه را بصورت شماتیک گره-یال مدل مینمایند(شکل 2-1). گرهها بیانگر مخازن سدها، آب بندها، پمپها، ایستگاههای برقابی، کاربران آب، ورودیهای جریان، دریاچههای طبیعی و مانند اینها هستند. یالها آب را بین گرههای مختلف انتقال میدهند.
در مدل شبیهسازی، هر گام زمانی محاسبات بیلان آب در سه مرحله انجام میشود:
مرحله منابع: در مرحله اول موجودی آب در منابع مختلف محاسبه میشود.
مرحله تقاضا: در این گام میزان تقاضای آبی در سایتهای مختلف محاسبه میگردد.
مرحله تشخیص: بر اساس تقاضا، موجودی آب و قواعد (اولویتها) تخصیص صورت میپذیرد.

شکل 2-1 نمونه شبکه گره-یال در نرمافزار WEAP
تخصیص آب بین کاربران از چندین روش قابل انجام است. در سادهترین روش، آب بر مبنای اصل “اولین آمد، اولین تخصیص” در جهت طبیعی جریان تخصیص مییابد. این روش با اولویت بخشیدن به کاربران خاص یا تخصیص متناسب با نوع تقاضا میتواند بهبود یابد. با استفاده از مجموعهای از شبیه سازیها که در آن مقادیر متغیرهای مهم تصمیم تغییر مییابد (جهت تعیین بازهای از استراتژیهای مختلف توسعه و مدیریت) و بر اساس یک سری مولفههای عملکردی عبارتاند از میزان: تخصیص آب ، کمبود آب، تولید انرژی، بیلان کلی آب در حوضه رودخانه، تولید کشاورزی، هزینههای تولیدی و مانند اینها.
2-2-2 انواع روش های شبیه سازی
1- آماری یا فرآیندگرا
مدل های شبیه سازی یا آماری هستند یا فرآیندگرا و یا ترکیبی از این دو حالت. مدلهای آماری خالص (بدون خاصیت فرآیندگرا) تنها مبتنی بر دادهها (اندازهگیریهای میدانی) هستند. مدلهای کاملا فرآیندگرا (بدون خاصیت آماری) تنها مبتنی بر دانش فرآیندهای اساسی در حال رخداد، می باشد. البته بسیاری از مدلهای شبیه سازی خصوصیات این دو حالت حدی را دارند و در حقیقت ترکیبی از هر دو آنها هستند. گستره روشهای شبیه سازی گوناگون که در مورد سیستمهای منابع آب بکار میرود، در شکل 1 نمایان است.
مدلهای رگرسیون و شبکه عصبی نمونههای از مدلهای کاملا آماری (دادهگرا) میباشند. در این مدلها یک رابطه بین متغیر ورودی و متغیر خروجی بر اساس مشاهدات میدانی برقرار میگردد. این رابطه بوسیله واسنجی (کالیبراسیون) یک مدل حاوی ساختاری از پیش تعیین شده غیر مرتبط با فرآیندهای واقعی که اتفاق میافتد (جعبه سیاه)، بدست میآید. مدل واسنجی شده می تواند برای تخمین مقادیر خروجی استفاده گردد، البته مشروط بر آنکه ورودی در همان بازهای باشد که مدل نسبت به آن واسنجی شده است[5].

مطلب مرتبط :   منابع و ماخذ مقاله تبدیل داده به اطلاعات، فرآیند ...

شکل 2-2 گستره مدلهای شبیه سازی از دادهگرا تا فرآیندگرا [3]
با توجه به شکل 1 مدل های شبیه سازی مدلهای ترکیبی یا هیبریدی هستند. این مدلها بعضی از ارتباطات فرآیندهای فیزیکی را در مدلهای رگرسیون و شبکه عصبی وارد مینماید. نوع دیگر مدلهای شبیه سازی که در بین دو نوع حدی اشاره شده در بالا واقع است، مدلهای فرآیندی و همگونسازی دادهای میباشد. این مدلها شامل معادلات فرآیندهای اساسی در حال رخداد هستند، که در بعضی از پارامترهایی وجود دارد. مقادیر این پارامترها بوسیله واسنجی تخمین زده میشود که البته واسنجی نیازمند داده است. این دادهها علاوه بر واسنجی جهت صحتسنجی و در موارد شبیهسازی پیوسته جهت واسنجی پیوسته و کاهش عدم قطعیت نیز به کار میروند. واسنجی پیوسته، همگونسازی دادهای نیز نامیده میشود.
2- دستهبندی بر اساس کاربرد
مدلهای شبیه سازی را میتوان بر اساس آنچه مدل میگردد، به عبارت دیگر دامنه کاربرد، نیز دستهبندی نمود. بعضی از کاربردهای امروزی مدلهای شبیهسازی عبارتند از: کمیت و کیفیت آب رودخانهها، خورها، خلیجها و مناطق ساحلی؛ عملکرد کمی و کیفی مخزن؛ کمیت و کیفیت منطقه اشباع یا غیر اشباع آب زیرزمینی؛ رواناب ناشی از بارش حاوی رسوب و مواد شیمیایی؛ تصفیه، توزیع، تأمین و تقاضا در سیستم آب؛ پیش بینی و کنترول سیلاب؛ تغییرات ریختی؛ سیستمهای جمعآوری فاضلاب؛ تسهیلات پایش فاضلاب؛ عملکرد آبیاری؛ تولید برقآبی؛ حیات اکولوژیکی تالابها، دریاچهها و مخازن؛ سودها و هزینههای اقتصادی.
2-2-3 بهینهسازی سیستمهای منابع آب
بهینهسازی یعنی انتخاب بهترین جواب یا حداقل مجموعهای از جوابهای خوب از بین جوابهایی که همگی محدودیتهای مسأله را ارضاء مینمایند. به عبارت دیگر حل یک مسأله بهینهسازی یعنی بدست آوردن متغیرهای تصمیمگیری بهینه. همه مدلهای بهینهسازی حاوی یک تابع هدف هستند. تابع هدف یک مدل بهینهسازی برای ارزیابی جوابهای گوناگون ممکن میباشد. اغلب ممکن است چند تابع هدف تعیین گردد ولی باید حداقل یک تابع هدف وجود داشته باشد. تعیین بهترین تابع هدف عملی مهم و دشوار است. نمونهای از یک تابع هدف بیشینه کردن مجموع سود خالص در هر سایت s، NBs و w تابع وزنی سایت است.
(2-1)