دانلود پایان نامه ارشد با موضوع تعیین، تأمین، الگوریتم

ضعیف‌ترین کشور در ضعیف‌ترین امپراطوری به یکی از امپراطوری‌های دیگر ملحق می‌شود که یکی از این دو حلقه برای اعمال آن استفاده می‌شود بدین صورت که اگر ضعیف‌ترین امپراطوری دارای مستعمره باشد حلقه‌ی اول و اگر فاقد مستعمره باشد حلقه‌ی دوم اجرا می‌گردد. در حلقه‌ی اول که در حالت واجد مستعمره بودن اجرا می‌شود ابتدا ضعیف‌ترین کلنی (مستعمره) در ضعیف‌ترین امپراطوری تعیین و با چرخه‌ی رولت ویل امپرا طوری برنده مشخص و این کشور به آن ملحق می‌گردد. در صورتی که امپراطوری فاقد کلنی باشد حلقه‌ی دوم اجرایی خواهد شد. در این حالت خود امپریالیست به امپراطوری برنده که با حلقه‌ی رولت ویل تعیین شده ملحق می‌گردد. با این کار امپراطوری ‌ضعیف به طور کامل حذف می‌شود.
ه:UpdateTotalBenfit
در خط 3 و 4 این برنامه پارامتر لازم (zeta) فراخوانی می‌گردد سپس طی یک ‌حلقه‌ی for و یک حلقه‌ی if قدرت کل امپراطوری‌ها بروز می‌شود. حلقه‌ی for حلقه‌ی اصلی است که در آن امپراطوری‌ها فراخوانی می‌شود. در حلقه‌ی if نیز ابتدا بررسی می‌شود که امپراطوری دارای کلنی می‌باشد یا خیر. اگر دارای کلنی بود قدرت کل امپراطوری بر اساس خط 10 در غیر این صورت براساس خط دوازده تعیین می‌گردد. در حالت اخیر قدرت امپراطوری با قدرت استعمارگر برابر خواهد بود (پیوست شماره‌ی 12).
3-2-9- سناریوها و خروجی‌های مورد انتظار
سناریوهای متفاوت و متنوعی برای تعیین الگوی کشت می‌توان در نظر گرفت. سناریوهای مربوط به آبیاری محصولات، سناریوهای مربوط به تأمین نیاز منطقه از جمله کارخانجات موجود و همچنین سناریوهای مربوط به محدودیت‌های مسئله می‌باشد. در نهایت می‌توان نتایج حاصل از شرایط اعمال شده در تعیین الگوی کشت را با هم مقایسه نمود.
3-2-9-1- سناریوهای کم آبیاری
الف : تأمین آب محصولات با نیاز آبی کامل
ب : تأمین آب محصولات با 90% نیاز آبی کامل
ج : تأمین آب محصولات با 80% نیاز آبی کامل
د : تأمین آب محصولات با 70% نیاز آبی کامل
د : تأمین آب محصولات با 60% نیاز آبی کامل
3-2-9-2- سناریوهای محدودیت‌ها
در این خصوص نیز می‌توان سناریوهای مختلف در نظر گرفت به این صورت که یک محدودیت اعمال ولی سایر محدودیت‌ها در نظر گرفته نشود. از این بین سه مورد انتخاب و نتایج آن‌ها با هم مقایسه گردید.
الف : تعیین الگوی کشت تنها با وجود محدودیت تأمین آب
ب : تعیین الگوی کشت تنها با وجود محدودیت کود و آب مورد نیاز
ج : تعیین الگوی کشت تنها با وجود محدودیت ماشین‌آلات و آب مورد نیاز
3-2-9-3- سناریوی تأمین نیاز منطقه
با توجه به این که تأمین نیاز کارخانجات موجود در منطقه نیز می‌بایست از مسایل مد نظر باشد. در این خصوص سناریوی در نظر گرفته شده است و در آن حداقل سطح زیر کشت محصولات طوری تعیین شود که نیاز اولیه‌ی کارخانه‌ی خوراک دام و کارخانجات پنبه پاک‌کنی تأمین گردد.
جدول 3-15 : میزان کم آبیاری در مدل کم آبیاری مدیریت شده
میزان کم آبیاری به درصد
فروردین
اردیبهشت
خرداد
تیر
مرداد
شهریور
مهر
آبان
آذر
دی
بهمن
اسفند
پنبه
50
25
25
25
50
گندم
25
25
جو
50
25
زیره
50
50
جالیز
50
50
سورگم
50
50
25
25
50
ارزن
50
50
25
یونجه
50
50
30
50
25
25
50
زعفران
25
25
پسته
50
50
50
25
50
50
50
3-2-9-4-سناریوی آبیاری مدیریت شده
در این حالت با توجه به نتایج بدست آمده از سناریوهای دیگر، محدود کننده‌ترین عوامل و ماه‌هایی که در آن محدودیت داریم بررسی می‌شود و با توجه به آن سناریویی تعیین می‌شود که این محدودیت‌ها کمتر و از منابع موجود استفاده‌ی بهتری به عمل آید. جدول شماره‌ی 3-15 میزان کم آبیاری اعمال شده و جدول 3-16 مقدار ky کل و مرحله‌ی محصولات ده‌گانه نیز در آورده شده است.
3-2-9-5-سناریوی شرایط موجود
در این سناریو با آب مصرفی که توسط کشاورز مصرف می‌شود برنامه اجرا می‌شود و نتیجه‌ی بدست آمده با شرایط فعلی مقایسه می‌گردد.
جدول 3-16 : مقدار ky کل و مرحله‌ای محصولات
محصول
مقدار ky مرحله ای
Ky کل
فروردین
اردیبهشت
خرداد
تیر
مرداد
شهریور
مهر
آبان
آذر
دی
بهمن
اسفند
پنبه
2/0
5/0
5/0
25/0
25/0
25/0
25/0
85/0
گندم
5/0
2/0
2/0
6/0
6/0
05/1
جو
5/0
2/0
2/0
6/0
5/0
05/1
زیره
4/0
6/0
1
جالیز
55/0
8/0
8/0
3/0
1/1
سورگم
2/0
2/0
55/0
45/0
2/0
9/0
ارزن
4/0
4/0
6/0
1
یونجه
2/0
2/0
45/0
45/0
7/0
7/0
2/0
1/1
زعفران
55/0
55/0
3/0
1
پسته
25/0
5/0
25/0
5/0
25/0
25/0
1
فصل چهارم
نتایج
فصل چهارم
نتایج
4-1- بهینه کردن پارامترهای الگوریتم
قبل از اجرای قطعی برنامه‌ی الگوریتم رقابت استعماری و گرفتن خروجی برای سناریوهای طراحی شده می‌بایست پارامترهای الگوریتم به نحوی تعیین گردد که علاوه بر ارائه‌ی پاسخ، زمان اجرای برنامه نیز حداقل باشد. پارامترهایی که در این خصوص می‌تواند تغییر یابد شامل تعداد تکرار حلقه‌ی اصلی الگوریتم، تعداد جمعیت، تعداد امپریالیست‌ها، فشار انتخاب، ضریب جذب، احتمال ایجاد انقلاب، نرخ انقلاب و ضریب تأثیر مستعمرات در قدرت کل امپراطوری می‌باشد.
بدیهی است که هر چه تعداد تکرار، تعداد جمعیت و امپریالیست‌ها و احتمال ایجاد انقلاب بیشتر باشد زمان اجرای الگوریتم افزایش می‌یابد و البته به تبع آن پاسخ به دست آمده نیز بهینه‌تر خواهد بود ولی در این تحقیق سعی شد که علاوه بر به دست آمدن جواب بهینه‌ی مطلوب زمان نیز
جدول 4-1 : مقادیر بهینه‌ی انتخاب شده برای پارامترهای اصلی الگوریتم
ردیف
علامت اختصاری
نام فارسی
مقدار متغیر
1
MaxIt
حداکثر مقدار تکرار حلقه اصلی الگوریتم
50
2
nPop
تعداد کشور‌ها
50
3
nEmp
تعداد امپریالیست‌ها
10
4
Alpha
فشار انتخاب
7
5
Beta
ضریب جذب
2
6
pRevolution
احتمال ایجاد انقلاب
1/0
7
Mu
نرخ انقلاب
1
8
Zeta
ضریب تأثیر مستعمرات در قدرت امپراطوری
1/0
حداقل شود لذا در اجراهای زیاد برنامه و تغییر پارامترها، مقدار بهینه‌ی آن‌ها به دست آمد که در جدول 4-1 می‌آید. فشار انتخاب، ضریب جذب و نرخ انقلاب در زمان اجرای برنامه تأثیر زیادی ندارد ولی در به دست آمدن جواب بهینه تأثیرگذار است. با پارامترهای بهینه‌ی فوق میزان همگرایی الگوریتم افزایش می‌یابد. در این تحقیق شرط پایان محاسبات اتمام تعداد تکرارها (50 بار) تعیین شده است. شکل شماره‌ی 4-1 همگرایی برنامه‌ی الگوریتم رقابت استعماری را در این تحقیق نشان می‌دهد.
شکل 4-1 : همگرایی جواب بهینه در تکرارهای الگوریتم رقابت استعماری
در شکل شماره‌ی 4-1 ستون افقی تکرار و ستون عمودی نیز سود بهینه‌ی حاصل از اجرای هر تکرار است. در این حالت حداکثر تعداد تکرار 50 تعیین گردیده است. جدول شماره‌ی 4-2 نشان می‌دهد که با افزایش تعداد تکرار از 50 به 80 زمان اجرای برنامه 65% افزایش می‌یابد در حالی که تغییر قابل ملاحظه‌ای در سود پاسخ بهینه حاصل نمی‌شود. پس از تعیین این پارامترها و اطمینان از بهینه بودن پاسخ‌های دریافتی نسبت به اجرای برنامه اقدام شد. برای نمونه نتیجه‌ی ده اجرا در جدول شماره‌ی 4-3 آورده شده است.
جدول 4-2 : مقایسه‌ی زمان و افزایش سود با افزایش تعداد تکرار الگوریتم
تعداد تکرار
زمان (ثانیه)
سود (هزار ریال)
درصد افزایش زمان نسبت به تکرار 50
درصد افزایش سود نسبت به تکرار 50
50
14/7
1837412888
60
18/9
1837564539
28/9
0/0083
65
20/1
1837576682
37/0
0/0089
70
22/7
1837544562
54/9
0/0072
75
22/7
1837496161
54/5
0/0045
80
24/3
1837567152
65/4
0/0084
جدول 4-3 : نتایج حاصل از ده اجرای الگوریتم رقابت استعماری
زمان اجرا
سود(هزار ریال)
پنبه
گندم
جو
زیره
جالیز
سورگم
ارزن
یونجه
زعفران
پسته
15/5
1,837,485,788/5
7,956
83
1,857
8,991
15/7
1,837,330,499/1
7,391
1,099
1,855
8,991
16/0
1,837,268,102/9
7,657
628
3
1,850
8,990
16/7
1,837,224,694/2
7,999
1
12
1,860
8,988
15/8
1,837,001,492/2
7,528
888
1,829
8,991
15/9
1,836,901,148/3
7,996
23
2
1,849
8,988
15/9
1,836,871,206/3
7,975
1,856
8,991
15/8
1,836,557,314/2
7,417
1,094
1,814
8,991
16/6
1,836,509,127/2
7,405
1,038
5
1,863
8,987
16/0
1,836,103,629/6
7,460
981
1,818
8,991
4-2- نتایج تحقیق
برنامه‌ی الگوریتم رقابت استعماری با استفاده از داده‌ها و اطلاعات موجود برای سناریوهای مختلف اجرا گردید. در جدول شماره‌ی 4-4 نام اختصاری و شرح سناریوها آورده شده است. خروجی اصلی الگوریتم، زمان اجرای برنامه، سطح زیر کشت هر مدل و سود حاصل از اجرای آن می‌باشد. سایر خروجی‌ها شامل نیروی انسانی، کود مصرفی، آب مصرفی و … برای هر مدل نیز با استفاده از برنامه‌های جانبی محاسبه گردید. نتایج و خروجی‌های حاصل از مدل‌های مختلف به تفکیک در این فصل می‌آید.
جدول 4-4 : سناریوهای تعیین الگوی کشت به روش الگوریتم رقابت استعماری
نام اختصاری
شرح مدل
Ica1
سناریوی تأمین آب محصولات به طور کامل
Ica2
سناریوی تأمین آب محصولات با 10% کم آبیاری
Ica3
سناریوی تأمین آب محصولات با 20% کم آبیاری
Ica4
سناریوی تأمین آب محصولات با 30% کم آبیاری
Ica5
سناریوی تأمین آب محصولات با 40% کم آبیاری
Ica6
سناریوی تعیین الگوی کشت تنها با وجود محدودیت تأمین آب
Ica7
سناریوی تعیین الگوی کشت تنها با وجود محدودیت کود و آب
Ica8
سناریوی تعیین الگوی کشت تنها با وجود محدودیت ماشین‌آلات و آب
Ica9
سناریوی تأمین نیاز اولیه‌ی کارخانه‌ی خوراک دام و کارخانجات پنبه پاک‌کنی
Ica10
سناریوی کم آبیاری مدیریت شده
Ica11
سناریوی کم آبیاری مدیریت شده با آب مصرفی توسط کشاورزان
Ica12
شرایط موجود
4-2–1 الگوی کشت
الگوی کشت پیشنهادی برای سناریوها توسط الگوریتم رقابت استعماری در جدول 4-5 آورده شده است. در این جدول سطح زیر کشت هر محصول و کل سطح زیر کشت در مدل‌های مورد بررسی آورده شده است.
جدول 4-5 : سطح زیر کشت پیشنهادی برای محصولات ده‌گانه در سناریوها
نام مدل
سطح زیر کشت هر محصول (هکتار)
مساحت کل (هکتار)
درصد نسبت به شرایط