Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Kopplung von Simulation und Optimierung Eine Vorstellung von BlueM.Opt Felix Froehlich, Christoph Hübner Fachgebiet Ingenieurhydrologie und Wasserbewirtschaftung.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Kopplung von Simulation und Optimierung Eine Vorstellung von BlueM.Opt Felix Froehlich, Christoph Hübner Fachgebiet Ingenieurhydrologie und Wasserbewirtschaftung."—  Präsentation transkript:

1 Kopplung von Simulation und Optimierung Eine Vorstellung von BlueM.Opt Felix Froehlich, Christoph Hübner Fachgebiet Ingenieurhydrologie und Wasserbewirtschaftung Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft Technische Universität Darmstadt 1. Darmstädter Ingenieurkongress, Darmstadt

2 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 2 Prinzip simulationsbasierter Optimierung Optimierungsalgorithmus Modell OptimierungswerkzeugSimulationswerkzeug Simulationsergebnisse Simulation Modellparameter

3 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 3 Problembeschreibung Kein einzelnes Modell/Simulationswerkzeug kann alle Anwendungsgebiete abdecken Kein einzelner Optimierungsalgorithmus ist für alle Problemstellungen geeignet Entwicklung eines generischen Optimierungssystems für die problemgetriebene Kopplung von geeigneten Modellen und Optimierungsalgorithmen

4 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 4 Modularer Aufbau Simulationsmodelle Zusätzliche Werkzeuge BlueM.Opt Optimierungsalgorithmen

5 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 5 Optimierungsalgorithmen BlueM.Opt Optimierungsalgorithmen

6 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 6 Integrierte Algorithmen PES: Parametric Evolution Strategy (Muschalla, 2006 und Hübner, 2003) CES: Combinatorial Evolution Strategy (Hübner, 2008) HYBRID: Kombination von PES and CES (Hübner, 2008) Hooke & Jeeves: Gradientenverfahren (Hooke & Jeeves, 1961) MetaEvo: Sequentielle Nutzung globaler und lokaler Verfahren (Kerber, 2008) DDS: Dynamically Dimensioned Search (Tolson & Shoemaker, 2007) TSP: Traveling Salesman Problem SensiPlot: Sensitivitätsanalyse …

7 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 7 Integration von Optimierungsalgorithmen Problemdefinition Einstellungen

8 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 8 Simulationsmodelle BlueM.Opt Optimierungsalgorithmen

9 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 9 Integrierte Simulationsmodelle BlueM.Sim: Hydrologisches Flussgebietsmodell SMUSI: Schmutzfrachtsimulationsmodell SWMM: Storm Water Management Model … Interne Anwendungen: Testprobleme: Mathematische Optimierungsprobleme Traveling Salesman: Rundreiseproblem …

10 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 10 Integration von Simulationsmodellen Fortran.NET.NET Wrapper launchSim() [EXE / DLL] readSimResults() [Werte / Zeitreihen] Mutterklasse w riteParameters() [Textdateien] Möglichkeit paralleler Evaluierung (multithreading)

11 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 11 Zusätzliche Werkzeuge Simulationsmodelle Zusätzliche Werkzeuge BlueM.Opt Optimierungsalgorithmen

12 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 12 Eingabedateien Definition des Optimierungsproblems Eingabe über Textdateien Unabhängig von Simulationsmodell oder Algorithmus

13 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 13 Zusätzliche Werkzeuge Grafische Benutzeroberfläche Optimierungen starten, stoppen, … Einstellungen bearbeiten, laden, … Überwachung des Optimierungsfortschritts

14 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 14 Zusätzliche Werkzeuge Analysemöglichkeiten Datenbank von Lösungen Lösungsauswahl / -vergleich Ganglinienanzeige Scatterplot Matrix

15 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 15 Anwendungsgebiete Wassergüteorientierte Optimierung urbaner Entwässerungssysteme Optimierung der regelbasierten Steuerung urbaner Entwässerungssysteme Mono- und multikriterielle Autokalibrierung von N-A- und Kanalnetzmodellen (Quantität und Qualität) Optimierung von Speicherbetriebsregeln hinsichtlich Ökologie, Wasserversorgung, Wasserkrafterzeugung und Hochwasserschutz Optimierung von Hochwasserschutzstrategien hinsichtlich Platzierung, Typ und Retentionsvermögen von Maßnahmen …

16 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 16 Verfügbarkeit Lauffähige Version Freier Download Quellcode Für Forschungszwecke nach Absprache und Vereinbarung

17 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 17 Vielen Dank! Felix Froehlich und das ihwb-Team,

18 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 18 Algorithmus: PES Anwendung: Testprobleme 2 Parameter, 1 Zielfunktion 15 Parameter, 2 Zielfunktionen (konvex, nicht stetig) 2 Parameter, 2 Zielfunktionen, 2 Randbedingungen

19 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 19 Algorithmus: HYBRID (PES + CES) Anwendung: BlueM.Sim Optimierung von Hochwasserschutzstrategien hinsichtlich Platzierung, Typ und Retentionsvermögen von Maßnahmen Jede Farbe entspricht einer anderen Kombination von Maßnahmen

20 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 20 Algorithmus: SensiPlot Sensitivitätsanalyse

21 15. September 2009 | Felix Froehlich | Fachgebiet ihwb | Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft | TUD | | 21 Algorithmus: TSP Rundreiseproblem (Traveling Salesman)


Herunterladen ppt "Kopplung von Simulation und Optimierung Eine Vorstellung von BlueM.Opt Felix Froehlich, Christoph Hübner Fachgebiet Ingenieurhydrologie und Wasserbewirtschaftung."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen