تحسين موثوقية نظام الإطفاء باستخدام خوارزميات فوق الحدسية المهجنة

الباحث

رؤى عزيز فاضل محسن

المشرف

زاهر عبد الهادي حسن

الجامعة

جامعة بابل

الكلية / القسم

التربية للعلوم الصرفة / الرياضيات

الشهادة

دكتوراه

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Reliability;Shutdown system;Hybrid meta-heuristic algorithms;Nuclear reactor

تقدم هذه الاطروحة تقنيات جديدة تهدف الى زيادة موثوقية شبكة الإطفاء الموجودة داخل مفاعل نووي باستعمال خوارزميات هجينة مكونة من الخوارزميات الحدسية وفوق الحدسية ، وقد تم إنشاء النظام عن طريق تحويل شبكة بيتري لنظام اطفاء التشغيل الى شبكة معقدة. وللعثور على الحد الأدنى من مجموعات المسارات قدمنا خمس تقنيات هي خوارزمية Rai و Aggarwal ، ضرب المصفوفة ، تعداد مجموعة المسار، خوارزمية مصفوفة العقدة التابعة، وخوارزمية العقدتين الطرفيتين. كما تم استخدام ثلاث تقنيات هي خوارزمية العقد والحواف، خوارزمية Shal وتقنية جديدة تدعى تقنية رؤى لإيجاد الحد الأدنى من مجموعات القطع. لحساب متعدد الحدود لشبكة الاطفاء ، سنستخدم تقنية مجموع المنتجات المنفصلة وتقنية الحد الأدنى من القطع. ولدراسة تحسين وزيادة موثوقية نظام الاطفاء، نعمل اولا" على تصميم نموذجيين رياضيين للتحسين من خلال الجمع بين الخوارزميات فوق الحدسية مع طريقة نيلدر – ميد ، حيث تم تهجين خوارزمية غرير العسل (HBA) مع طريقة نيلدر – ميد (NM)، حيث كانت نتائج التهجين هي الخوارزمية الهجينة HBNMA، ومن تهجين خوارزمية النمس القزم (DMOA) مع طريقة نيلدر – ميد حصلنا على الخوارزمية الهجينة .DMONMA وللتحقق من متانة وفعالية الخوارزميات الهجينة، تم استخدام ثلاث وعشرين دالة اختبارية، وتم التحقق من نتائج هذه الدوال باستخدام التقييم الإحصائي للمتوسط والانحراف المعياري وزمن تنفيذ الخوارزميات. وجدنا أن الخوارزميات الهجينة حسنت معظم الوظائف مقارنة بالخوارزميات الأصلية. الخطوة اللاحقة لإجراء التحسين وزيادة الموثوقية للنظام المعطى ستتم عن طريق تهجين طريقة الجزاء مع خوارزميات P-HBA، P-HBNMA، P-DMOA، وP-DMONMA وسنقدم مقارنة بين نتائج الخوارزميات التي تستخدم تقنية التهجين مع نتائج الخوارزميات التي لا تستخدم هذه التقنية. وللحصول على حلول بيتري لحل مشاكل الامثلية غير الخطية متعددة الأهداف لشبكة إيقاف التشغيل، تم استخدام طريقة مجموع الوزن لتحويل مسألة دالة متعددة الأهداف إلى دالة هدف واحدة مع دراسة ثلاثة نماذج رياضية لتصميم نموذج رياضي للامثلية متعددة الأهداف لزيادة قيمة الموثوقية وتقليل التكلفة ، وقد أظهرت نتائج الخوارزميات الهجينة لـ P-HBA، P-HBNMA، P-DMOA وP-DMONMA ، انه يمكن العثور على أفضل قيمة للموثوقية وأقل تكلفة مقارنة بالخوارزميات الأخرى. نستنتج أن الدمج بين HBA و DMOA مع طريقة Penalty و طريقة نيلدر – ميد يعطي أفضل الحلول بالإضافة إلى تقليل زمن التنفيذ مقارنة بزمن تنفيذ الخوارزميات الأخرى.

This Dissertation presents new techniques that aim to increase the reliability of the shutdown system located inside a nuclear reactor using hybrid algorithms consisting of heuristic and meta-heuristic algorithms. The system was created by converting the Petri net of the operating shutdown system into a complex network. To find the minimum path sets, we introduced five techniques: Rai and Aggarwal's algorithm, multiplication of matrices, path set enumeration, child node matrix algorithm and two end node algorithm. Three techniques were also used: nodes and edges algorithm, Shall algorithm, and a new technique called Roaa’s technique to find the minimum cut sets of. To calculate the fire network polynomial, we will use sum of disjoint products and the minimum cut techniques. To study improving and increasing the reliability of the shutdown system, we first work on creating two mathematical models for optimization were obtained by combining meta-heuristic algorithms with the Nelder-Mead method, where the honey badger algorithm (HBA) was hybridized with the Nelder-Mead method (NM), where the results of the hybridization were the algorithm Hybrid HBNMA, and by hybridizing the Dwarf Mongoose algorithm (DMOA) with the Nelder-Mead method, we obtained the hybrid algorithm DMONMA. To verify the robustness and effectiveness of the hybrid algorithms, twenty-three test functions were used, and the results of these functions were verified using statistical evaluation of the mean, standard deviation, and execution time of the algorithms. We found that the hybrid algorithms improved most of the functions compared to the original algorithms. The next step to improve and increase the reliability of the given system will be by hybridizing the Penalty method with the P-HBA, P-HBNMA, P-DMOA, and P-DMONMA algorithms, and we will provide a comparison between the results of the algorithms that use hybridization technique with the results of the algorithms that do not use this technique. To obtain Petri solutions for solving nonlinear multi-objective optimization problems for the shutdown network, the weight sum method was used to transform a multi-objective function problem into a single objective function, while studying three mathematical models of to design a mathematical model for multi-objective optimization to increase reliability and reduce cost. The hybrid algorithms result for P-HBA, P-HBNMA, P-DMOA and P-DMONMA, showed that it is possible to find the best value for reliability and cost lowest compared to other algorithms. We conclude that the combination of HBA and DMOA with the Penalty method and the Nelder-Mead method gives the best solutions in addition to reducing the execution time compared to the execution time of other algorithms.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب