Академиялык изилдөөлөр, түшүнүктүү тил

Verianla | Кыргызча академиялык изилдөөлөр жана илим

27 сентябрь 2026, Жекшемби
VERİANLAКөз карандысыз илимий басма
Менюну ачуу же жабуу
...
Башкы бет / Колдонмо илимдер / Инженерия / Кум менен толтурулган жез канатчалуу конустук күн дистилляторлорунун иштөөсүн оптималдаштыруу үчүн бекемдөөчү үйрөнмөлүү кванттан шыктанган гибрид Таз Бүркүт–Ukari алгоритми: жаңы био-шыктанган ыкма
Компьютер илими

Кум менен толтурулган жез канатчалуу конустук күн дистилляторлорунун иштөөсүн оптималдаштыруу үчүн бекемдөөчү үйрөнмөлүү кванттан шыктанган гибрид Таз Бүркүт–Ukari алгоритми: жаңы био-шыктанган ыкма

Бул изилдөө кум менен толтурулган жез конустук канатчалар аркылуу иштелип чыккан пассивдүү күн дистилляторун жана системанын дизайнын көп максаттуу оптималдаштыруу үчүн сунушталган QI-HBEUA-RL аттуу кванттан шыктанган гибрид алгоритмди бирге изилдейт.

19/08/2026  Veri Anla 32 көрүү
Кум менен толтурулган жез канатчалуу конустук күн дистилляторлорунун иштөөсүн оптималдаштыруу үчүн бекемдөөчү үйрөнмөлүү кванттан шыктанган гибрид Таз Бүркүт–Ukari алгоритми: жаңы био-шыктанган ыкма

Бул изилдөө кум менен толтурулган жез конустук канатчалар колдонулуп иштелип чыккан пассивдүү күн дистилляторун жана системанын дизайнын көп максаттуу түрдө оптималдаштыруу үчүн сунушталган QI-HBEUA-RL аттуу кванттан шыктанган гибрид алгоритмди бирге карайт. Изилдөөчүлөр Алжирдин El-Oued аймагында жети башка дистиллятор конфигурациясын үч күндүк эксперименттик кампанияда салыштырган; эң жогорку өлчөнгөн күнүмдүк таза суу өндүрүмү, канатчалары бири-бирине тийе тургандай жайгаштырылган жана ар бири 14 g кум камтыган CSD-CCF&S0 түзүлүшүндө 7,75 L/m²/gün болду. Салттуу конустук күн дистилляторунун 4,80 L/m²/gün маанисине салыштырганда булакта %61,46 өсүш билдирилген; ошол эле конфигурация үчүн %61,9 термалык натыйжалуулук жана %4,02 эксергия натыйжалуулугу кабарланган. Бирок эксперимент болгону үч күн жана бир гана ысык-кургак талаа шартында жүргүзүлгөндүктөн, натыйжалар сезондук же узак мөөнөттүү иштөөнү түздөн-түз көрсөтпөйт; мындан тышкары макаланын айрым алгоритмдик теңдемелеринде жана экономикалык кейс эсептеринде маанилүү ички ыраатсыздыктар бар.

Изилдөөнүн эки өзүнчө илимий катмары бар. Биринчи катмар чыныгы күн дистиллятору эксперименттеринен турат. Конустук жез канатчалар жылуулук өткөрүү бетин көбөйтүшү, ал эми канатчалардын ичине жайгаштырылган кум сезилүүчү жылуулукту сактоону камсыз кылышы көздөлөт. Экинчи катмар таза суу өндүрүмүн, термалык натыйжалуулукту жана эксергия натыйжалуулугун арттырып жатып экономикалык өзүн актоо мөөнөтүн кыскартууга аракет кылган көп максаттуу оптималдаштыруу алкагы болуп саналат. QI-HBEUA-RL; Bald Eagle Search (BES), Ukari Algorithm (UA), кванттан шыктанган популяция көрсөтүлүшү жана Q-learning негизиндеги адаптивдүү башкаруу компоненттерин бириктирет.

Бул жердеги “кванттан шыктанган” деген сөз айкашы эсептөө чыныгы кванттык компьютерде жүргүзүлгөнүн билдирбейт. Изилдөө суперпозиция жана кванттык айландыруу дарбазасы сыяктуу түшүнүктөрдү классикалык компьютерде математикалык оптималдаштыруу көрсөтүлүшү катары колдонот. Ошондуктан алынган иштөө көрсөткүчү кванттык жабдык берген эсептөө үстөмдүгү катары чечмеленбеши керек.

Изилдөөнүн негизги көйгөйү эмне?

Күн дистилляторлору күн энергиясы менен сууну буулантып, кайра конденсациялоо аркылуу таза суу өндүрүүгө таянган салыштырмалуу жөнөкөй системалар. Тышкы электр муктаждыгынын төмөн болушу же таптакыр болбошу айрыкча тармактан алыс аймактар үчүн маанилүү артыкчылык берет. Буга карабастан салттуу пассивдүү күн дистилляторлорунун негизги көйгөйү төмөн күнүмдүк өндүрүм жана чектелген термалык натыйжалуулук болуп саналат.

Канатча кошуу суу менен тийишкен ысык бет аянтын көбөйтүшү мүмкүн; бирок өтө көп же геометриясы туура эмес канатчалар күн нурлануусун көлөкөлөп, күтүлгөн пайдасынын бир бөлүгүн азайтып коюшу мүмкүн. Изилдөөнүн физикалык дизайн көйгөйү ушул дилеммага негизделет: жылуулук өткөрүү аянтын көбөйтүп жатып көлөкөлөнүүнү кантип чектөө жана күн энергиясынын бир бөлүгүн кечки сааттарга өткөрө тургандай кантип сактоо керек?

Изилдөөдө ушул максатта жезден жасалган конустук канатчалар тандалып, айрым конфигурацияларда канатчалардын ичине кум толтурулган. Жез жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүгү үчүн, кум болсо арзан сезилүүчү жылуулук сактоочу материал катары колдонулган.

Жети эксперименттик конфигурация кантип түзүлдү?

КонфигурацияКанатчаАралыкКумКанатча саныСуу тереңдиги
TCSDЖок—Жок02,0 cm
CSD-CCF0Жез конустук0 cmЖок812,0 cm
CSD-CCF1Жез конустук1 cmЖок642,0 cm
CSD-CCF2Жез конустук2 cmЖок492,0 cm
CSD-CCF&S0Жез конустук0 cmОоба812,0 cm
CSD-CCF&S1Жез конустук1 cmОоба642,0 cm
CSD-CCF&S2Жез конустук2 cmОоба492,0 cm

Эксперименттик түзүлүштүн бассейн диаметри 36 cm жана суу тереңдиги 2 cm деп берилген. Сыноолор 16–18 Апрель 2024 күндөрү жүргүзүлгөн. Үч күн үчүн күнүмдүк күн энергиясы болжол менен 7,82–7,89 kWh/m² аралыгында, орточо мааниси болсо 7,85 kWh/m² катары кабарланган. Орточо чөйрө температурасы болжол менен 42,2 °C. Демек физикалык салыштыруу айрыкча күн нуру көп жана ысык-кургак шарттарды билдирет.

Verianla Live: Салттуу жана эң жогорку өндүрүмдүү конфигурация

Булактын күнүмдүк өндүрүм натыйжаларында салттуу TCSD менен эң жогорку өндүрүмгө жеткен CSD-CCF&S0 салыштырылат. Бул график үч күндүк эксперименттик кампанияда кабарланган күнүмдүк өндүрүм маанилерин гана көрсөтөт; жылдык өндүрүм болжолу эмес.

КонфигурацияКүнүмдүк өндүрүм (L/m²/gün)ӨлчөмБулак
TCSD4,80Салттуу конустук күн дистилляторуИзилдөөнүн эксперименттик натыйжалары
CSD-CCF&S07,750 cm аралыктагы, кум толтурулган жез конустук канатчаИзилдөөнүн эксперименттик натыйжалары
 

Бул эки маанинин ортосундагы айырма булакта %61,46 өндүрүм өсүшү катары берилет. CSD-CCF&S0 ошол эле учурда %61,9 термалык натыйжалуулук жана %4,02 эксергия натыйжалуулугу менен изилдөөнүн эң күчтүү физикалык конфигурациясы катары кабарланган.

Кум толтуруу эмне үчүн маанилүү?

Изилдөө сунуштаган механизмге ылайык жез канатчалар күндөн алынган жылуулуктун бассейн суусуна өтүшүн ылдамдатат, ал эми канатча ичиндеги кум күндүз энергия сактап, күн нурлануусу азайганда бул энергиянын бир бөлүгүн кайра берет. Сааттык өндүрүм ийри сызыктары бардык системаларда түш маалында көтөрүлүп, андан кийин төмөндөйт. Изилдөөчүлөр кум толтурулган системаларда термалык инерциянын айынан өндүрүм кечки сааттарда узагыраак уланып жатканын билдирет. Булакта саат 19.00 чамасында CSD-CCF&S0 үчүн 0,13 L/m²/саат, салттуу система үчүн 0,09 L/m²/саат өндүрүм мааниси берилген.

QI-HBEUA-RL алгоритми эмне кылат?

Алгоритмдин толук аты Quantum-Inspired Hybrid Bald Eagle-Ukari Algorithm with Reinforcement Learning катары берилет. Система беш дизайн өзгөрмөсүн колдонот: канатчалар аралыгы, канатча бийиктиги, канатча диаметри, ар бир канатчага туура келген кум массасы жана суу тереңдиги. Оптималдаштыруу бир эле убакта караган төрт максат болсо таза суу өндүрүмүн, термалык натыйжалуулукту жана эксергия натыйжалуулугун жогорулатуу; экономикалык өзүн актоо мөөнөтүн кыскартуу болуп саналат.

Verianla Live: QI-HBEUA-RL оптималдаштыруу агымы

Төмөнкү процесс изилдөөдө берилген алгоритм агымынын схемасынын түшүндүрмө кыргызча берилиши болуп саналат. Булакта аныкталбаган кошумча алгоритмдик этап кошулган эмес.

ЭтапТүшүндүрмөБулак
1. БаштооАлгоритм жана көйгөй параметрлеринин аныкталышыИзилдөөнүн QI-HBEUA-RL агым схемасы
2. Кванттан шыктанган популяцияQubit көрсөтүлүшүнүн түзүлүшү жана классикалык чечим талапкерлеринин байкалышыИзилдөөнүн кванттык коддоо бөлүмү
3. Максаттарды баалооӨндүрүм, термалык натыйжалуулук, эксергия натыйжалуулугу жана экономикалык максаттардын эсептелишиИзилдөөнүн көп максаттуу көйгөй аныктамасы
4. Pareto иреттөөсүДоминант эмес чечимдердин жана жыштык аралыгын баалооИзилдөөнүн Pareto тандоо бөлүмү
5. RL абалын баалооАр түрдүүлүк, жакындашуу жана токтоп калуу маалыматтарына ылайык издөө абалынын бааланышыИзилдөөнүн бекемдөөчү үйрөнүү бөлүмү
6. Издөө стратегиясыBES жана UA издөө жүрүмдөрүнүн итерация фазасына жараша динамикалык колдонулушуИзилдөөнүн гибрид издөө бөлүмү
7. Кванттык айланууКванттан шыктанган айландыруу операциялары менен популяция көрсөтүлүшүнүн жаңыланышыИзилдөөнүн quantum rotation бөлүмү
8. Кайра баалооЖаңы чечимдердин максат функцияларында бааланышы жана Pareto жыйындысынын жаңыланышыИзилдөөнүн алгоритм агымы
9. ЧыгууИтерация чегинен кийин доминант эмес чечимдер жыйындысынын кабарланышыИзилдөөнүн алгоритм агымы
 

Оптималдаштыруу кайсы чечимди тандады?

Изилдөөдө 47 Pareto-optimal, башкача айтканда бардык максаттар боюнча бири-бирине каршы ачык түрдө үстөм болбогон чечим алынганы билдирилет. Биринчи орунда эксперименттик жактан да эң жогорку өндүрүм берген 0 cm канатча аралыгы, 2,0 cm канатча бийиктиги, 4,0 cm диаметр, ар бир канатчага 14 g кум жана 2,0 cm суу тереңдиги турат.

КатарАралык (cm)Бийиктик (cm)Диаметр (cm)Кум (g/канатча)Суу тереңдиги (cm)Өндүрүм (L/m²/gün)Термалык натыйжалуулук (%)Эксергия натыйжалуулугу (%)Өзүн актоо (күн)
10,02,04,014,02,07,7561,94,025,8
21,02,04,014,02,06,9055,23,595,4
32,02,04,014,02,06,4551,63,355,4
40,51,83,812,51,87,1257,83,755,6
51,52,24,215,02,26,6853,43,485,5

Маанилүү чечмелөө чеги: Таблицадагы өзүн актоо мөөнөттөрү булак макаланын өзүнүн экономикалык моделинин чыгыштары болуп саналат. Төмөндө түшүндүрүлгөн ички эсеп ыраатсыздыктарына байланыштуу бул мөөнөттөр көз карандысыз тастыкталган экономикалык натыйжалар катары бааланбашы керек.

Алгоритм канчалык тез жакындашты?

Verianla Live: Оптималдаштыруу жакындашуусу

Булактын жакындашуу таблицасы итерация илгерилеген сайын гиперкөлөм көрсөткүчү жана эң мыкты физикалык максаттар кантип өзгөргөнүн көрсөтөт. Натыйжалар болжол менен 300. итерациядан кийин платого чыгат.

ИтерацияГиперкөлөмЭң мыкты өндүрүм (L/m²/gün)Эң мыкты термалык натыйжалуулук (%)Эң мыкты эксергия натыйжалуулугу (%)Булак
00,2455,1242,52,68Изилдөөнүн Таблица 26 маалыматтары
500,5126,8555,83,62Изилдөөнүн Таблица 26 маалыматтары
1000,6787,4259,43,88Изилдөөнүн Таблица 26 маалыматтары
1500,7427,6861,23,97Изилдөөнүн Таблица 26 маалыматтары
2000,7687,7361,64,00Изилдөөнүн Таблица 26 маалыматтары
3000,7827,7561,94,02Изилдөөнүн Таблица 26 маалыматтары
4000,7827,7561,94,02Изилдөөнүн Таблица 26 маалыматтары
5000,7827,7561,94,02Изилдөөнүн Таблица 26 маалыматтары
 

Абляциялык талдоо алгоритмдин кайсы бөлүгүн маанилүү деп табат?

Изилдөөчүлөр BES, UA, динамикалык гибрид өтүү, кванттан шыктанган коддоо жана бекемдөөчү үйрөнүү компоненттерин баскыч-баскыч менен кошуп, абляциялык талдоо жүргүзгөн. Гиперкөлөм мааниси BES-only үчүн 0,642, UA-only үчүн 0,638 болсо, толук QI-HBEUA-RL системасында 0,782ге көтөрүлөт.

Verianla Live: QI-HBEUA-RL компоненттеринин абляциялык салыштыруусу

Гиперкөлөмдө жогору, IGD жана spacing метрикаларында төмөн маанилер артыкчылыктуу. Өлчөмдөр ар башка багытта чечмеленгендиктен, ар бир серия өз метрикасынын ичинде бааланышы керек.

Алгоритм вариантыГиперкөлөмIGDSpacingБулак
BES-only0,6420,03180,0185Изилдөөнүн Таблица 27 маалыматтары
UA-only0,6380,03250,0192Изилдөөнүн Таблица 27 маалыматтары
BES + UA sabit0,6980,02560,0148Изилдөөнүн Таблица 27 маалыматтары
BES + UA dinamik0,7420,01980,0118Изилдөөнүн Таблица 27 маалыматтары
Q-BES + UA0,7680,01680,0102Изилдөөнүн Таблица 27 маалыматтары
QI-HBEUA-RL0,7820,01420,0095Изилдөөнүн Таблица 27 маалыматтары
 

Булак динамикалык BES–UA өтүүсү жалпы алгоритмдик жакшыртуунун эң чоң бөлүгүн түзөрүн жана кванттан шыктанган коддоо менен RL модулу муну дагы алдыга жылдырганын жактайт. RL сыйлык функциясынын өзүнчө абляциясында да “жакшыртуу” сыйлыгы алып салынганда гиперкөлөм 0,782ден 0,698ге төмөндөйт.

Атаандаш оптималдаштыруу ыкмалары менен салыштыруу

Алгоритмдер популяция көлөмү 100 жана итерация бюджети 500 боло тургандай 30 көз карандысыз иштетүү менен салыштырылганы билдирилет. Булак QI-HBEUA-RL үчүн гиперкөлөмдө %7,42 жакшыртуу, тескери муун аралыгында (IGD) %29,35 азаюу жана spacing метрикасында %19,49 жакшыртуу билдирет; Wilcoxon салыштырууларында p<0,001 кабарланган.

Бул жерде булак ичиндеги кичине, бирок маанилүү терминологиялык маселе бар: кыскача бөлүк “алты атаандаш көп максаттуу оптималдаштыргычка каршы” деген сөз айкашын колдонгону менен NSGA-II, MOEA/D, MOPSO, MOGWO жана MOHHO болуп беш атаандаш алгоритмди атайт. Негизги тексттеги “алты өкүл алгоритм” деген сөз айкашы сунушталган ыкманы кошо эсептегенде жалпы алты алгоритмди билдириши мүмкүн; бирок булак муну бардык жерде бирдей ачык айтпайт.

Benchmark натыйжалары кантип чечмелениши керек?

Изилдөө алгоритмди ZDT жана DTLZ үй-бүлөсүндөгү тест көйгөйлөрүндө да баалайт. Бирок кыскача бөлүктөгү “ZDT1-6, DTLZ2, DTLZ7” сөз айкашы жети көйгөй катары берилгени менен, кеңири салыштырууда ZDT1, ZDT2, ZDT3, ZDT4, ZDT6, DTLZ2 жана DTLZ7 көрүнөт; ZDT5 тизмеде жок. Ошондуктан benchmark топтомунун туура аныктамасы кеңири таблицалардын негизинде окулушу керек.

Түркия жагынан эмнени билдирет?

Түркиянын күн нуру көп аймактарында пассивдүү күн дистилляциясы айрыкча чакан масштабдагы же тармактан алыс колдонмолор үчүн изилдөөгө арзый турган инженердик ыкма болушу мүмкүн. Бирок бул изилдөө Түркияда эксперимент жасаган эмес, Түркия климаттары үчүн талаалык тастыктоо жүргүзгөн эмес жана жергиликтүү суу бааларын, материалдык чыгымдарды, суу химиясын же тейлөө шарттарын изилдеген эмес. Ошондуктан Алжирдеги 7,75 L/m²/gün өндүрүм же булакта берилген бир нече күндүк өзүн актоо мөөнөттөрү Түркияга түздөн-түз өткөрүлө албайт.

Изилдөө колдогон натыйжалар

  • Үч күндүк ысык-кургак эксперимент шарттарында кум толтурулган жез конустук канатчалар салттуу конустук күн дистилляторуна салыштырмалуу жогорураак таза суу өндүрүмүн камсыз кыла алары көрсөтүлгөн.
  • Сыналган конфигурациялардын ичинде CSD-CCF&S0 эң жогорку күнүмдүк өндүрүмдү берген.
  • Кум толтурулган системаларда кечки сааттарга созулган айкыныраак термалык инерция байкалган.
  • Булак тарабынан аныкталган оптималдаштыруу көйгөйүндө гибрид алгоритмдин кабарланган метрикалары бир компоненттүү BES жана UA варианттарынан жакшыраак.
  • Абляция натыйжалары динамикалык гибрид өтүү, кванттан шыктанган көрсөтүлүш жана RL компоненттери кабарланган оптималдаштыруу иштөөсүнө өз-өзүнчө салым кошконун көрсөтөт.

Изилдөө колдобогон же азырынча далилдебеген натыйжалар

  • Үч күндүк эксперимент системанын бир жылдык же көп жылдык өндүрүмүн жана чыдамдуулугун далилдебейт.
  • Бир гана ысык-кургак талаа ошол эле иштөө көрсөткүчү башка климаттарда алынарын көрсөтпөйт.
  • Кванттан шыктанган алгоритмдин ийгилиги чыныгы кванттык жабдык үстөмдүгүн билдирбейт.
  • Изилдөөнүн кейс сценарийлери чыныгы айыл, өнөр жай же гуманитардык жардам системалары талаада иштетилгенине далил эмес.
  • Булакта кабарланган өтө кыска экономикалык өзүн актоо мөөнөттөрү көз карандысыз талаа экономикасы тастыгы катары кабыл алынбайт.
  • Алгоритмдин “параметрсиз” экендиги жөнүндөгү доо булакта ачык аныкталган көп сандагы туруктуу жана гиперпараметрлерден улам сөзмө-сөз колдоого алынбайт.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Эксперимент шарттары

Эксперименттер Алжирдеги University of El-Oued талаасында 16–18 Апрель 2024 күндөрү жүргүзүлгөн. Эксперимент күндөрүндөгү күн нурлануусу аралыгы болжол менен 290–1001 W/m² катары билдирилген; күнүмдүк жалпы күн энергиясынын үч күндүк орточосу 7,85 ± 0,04 kWh/m² деп берилген. Орточо чөйрө температурасы болжол менен 42,2 ± 0,36 °C. Изилдөөдө салттуу TCSDнин критикалык параметрлери үчүн кайталануучулук коэффициенттери %0,7ден төмөн экени билдирилет.

Көп максаттуу оптималдаштыруунун өзгөрмөлөрү

ӨзгөрмөАралыкФизикалык мааниси
x10–2 cmКанатча аралыгы
x21,5–2,5 cmКанатча бийиктиги
x33–5 cmКанатча диаметри
x410–18 g/канатчаКум массасы
x51,5–2,5 cmСуу тереңдиги

Булак төрт негизги максат функциясын аныктайт: таза суу өндүрүмүн, термалык натыйжалуулукту жана эксергия натыйжалуулугун максималдаштыруу менен экономикалык өзүн актоо мөөнөтүн минималдаштыруу. Pareto оптималдаштыруу көп максаттардын негизги алкагын түзгөн учурда, RL сыйлыгы жана жалгыз чечим сунушу үчүн Аналитикалык Иерархия Процесси (AHP) салмактары да колдонулган. Булакта өндүрүм үчүн 0,35; термалык натыйжалуулук үчүн 0,25; эксергия үчүн 0,15; экономикалык максат үчүн 0,25 салмак берилгени жана бул салмактар беш тармак адисинин баалоосуна негизделгени айтылат.

Булакта көрүнгөн теңдеме ыраатсыздыктары

Макаланын маанилүү бөлүгү математикалык оптималдаштыруу формулировкасына арналган болсо да, айрым теңдемелер булакта өз түшүндүрмөлөрү менен шайкеш келбейт. Verianla бул теңдемелерди унчукпай “оңдогондун” ордуна булакта жазылган калыбында каттайт.

1. Таза суу өндүрүмү теңдемесиндеги өзгөртүү

Булакта максат функциясы мындай түрдө жазылган:

\[ f_1(x) = -\left[\frac{\dot{m}_{fw}\cdot24\cdot3600}{A_{basin}}\right] = -\left[\frac{24\dot{m}_{fw}}{A_{basin}}\right] \]

Ушул эле жерде \(\dot m_{fw}\) үчүн kg/s бирдиги берилген. Биринчи туюнтмадагы 3600 көбөйткүчү экинчи теңдикте жоголуп кетет. Тексттик түшүндүрмө болсо 24 көбөйткүчү сааттык маанини күнүмдүк мааниге айлантарын айтат. Ошондуктан теңдеме өзгөрмөнүн берилген бирдиги жана түшүндүрүлгөн убакыт айландыруусу жагынан өз ичинде толук шайкеш эмес.

2. Эксергия максат функциясындагы теңдик

Булакта төмөнкү теңдик орун алган:

\[ f_3 = -\frac{\dot{Ex}_{dest}}{\dot{Ex}_{in}}\times100 = -\frac{\dot{Ex}_{out}}{\dot{Ex}_{in}}\times100 \]

Эксергиянын жок болушу (\(Ex_{dest}\)) менен эксергия чыгышы (\(Ex_{out}\)) бир эле физикалык чоңдук эмес. Булак бул эки туюнтма эмне үчүн бири-бирине тең жазылганын түшүндүрбөйт. Ошондуктан %4,02 катары кабарланган эксергия метрикасы булакта берилген эсептөө аныктамасын эске алуу менен этият бааланышы керек.

3. Адаптивдүү кванттык айлануу бурчу

Булакта айлануу чоңдугу төмөнкүдөй жазылган:

\[ |\Delta\theta_{ij}(t)| = \Delta\theta_{base} \left(\frac{t}{T_{max}}\right) \frac{|x_{best,j}-x_{ij}|}{x_{U,j}-x_{L,j}} \]

Текст муну итерация илгерилеген сайын %100дөн %0гө азайган “iteration decay” термини деп айтат. Бирок \(t/T_{max}\) математикалык жактан тескерисинче 0дон 1ге көтөрүлөт. Мындан тышкары берилген мисалдарда 100/500 итерация үчүн 0,8 жана 450/500 үчүн 0,1 маанилери колдонулган. Бул мисалдар жазылган \(t/T_{max}\) термининен эмес, \(1-t/T_{max}\) түрүндөгү терминден чыгышы мүмкүн. Булакта теңдеме өзгөртүлбөгөндүктөн бул жерде да эч кандай унчукпай оңдоо жасалган эмес.

Ушул эле кванттык жаңыртуу бөлүмүндө айрым тригонометриялык туюнтмалар “coscos” жана “sinsin” түрүндө эки жолу жазылганы да көрүнөт. Булар мүмкүн болгон терүү каталары; бирок алгоритмди кайра колдонууга мүмкүн кылуу жагынан түпнуска булакта оңдолушу керек болгон деталдар.

4. Q-learning абалы жана Q-таблица аныктамасы

Изилдөө RL абалын беш компоненттүү үзгүлтүксүз вектор \(s_t \in R^5\) катары аныктап, аракет мейкиндигин алты аракет катары билдирет. Кийинки эсептөө чыгымы бөлүмүндө болсо Q-таблица “5 × 6 = 30 кириш” катары бааланат. Беш үзгүлтүксүз абал өзгөчөлүгү автоматтык түрдө беш дискреттик абал дегенди билдирбегендиктен, таблицалык Q-learning колдонулушу үчүн зарыл дискреттештирүү же абалды картага түшүрүү механизми кеңири берилген эмес. Бул абал алгоритмдин көз карандысыз кайра өндүрүлүшүн чектейт.

“Параметрсиз алгоритм” сөз айкашынын чеги

Булак айрым бөлүмдөрдө QI-HBEUA-RLди “truly parameter-free” жана “zero manual tuning” сыяктуу сөз айкаштары менен мүнөздөйт. Бирок алгоритмдин негизги айлануу бурчу, RL үйрөнүү ылдамдыгы, дисконт фактору, epsilon чектери, сыйлык салмактары, ар түрдүүлүк босоголору, фаза чектери, BES параметрлери жана гибрид өтүү катыштары сыяктуу көп сандагы маанилер таблицаларда алдын ала белгиленген.

Ошондуктан булакка көбүрөөк ылайык жана так чечмелөө алгоритмдин айрым издөө параметрлерин иш учурунда адаптивдүү түрдө тууралоого аракет кылганы багытында болот; математикалык мааниде параметрсиз деген жыйынтык булактын аныктамасынан чыкпайт.

Алгоритмдин өлчөнгөн эсептөө чыгымы

Булакта теориялык татаалдык баалоосунда болжол менен \(2,2\times10^7\) операция жана заманбап CPU үчүн 0,022 секунд иштөө убактысы болжолдонот; кванттык жана RL кошумча жүгүн эске албагандай аз деп айтылат. Бирок кийинки реалдуу профиль өлчөөсүндө Intel i7-11800H үстүндө толук QI-HBEUA-RL иштөөсү 22.412 ± 425 ms, башкача айтканда болжол менен 22,4 секундга созулат.

АлгоритмЖалпы убакыт (ms)NSGA-IIге салыштырмалуу кошумча жүк
NSGA-II19.825 ± 380%0
BES-only18.942 ± 365−%4,45
UA-only18.756 ± 358−%5,39
BES + UA sabit19.485 ± 372−%1,72
BES + UA dinamik19.724 ± 378−%0,51
Q-BES + UA21.616 ± 412+%9,03
QI-HBEUA-RL22.412 ± 425+%13,05

Демек булактын алгачкы бөлүгүндөгү “эсептөө чыгымында %67 азаюу” жана “эске алынбай турган кошумча жүк” сөз айкаштары кийин берилген реалдуу убакыт профили менен шайкеш келбейт. Булактын өз өлчөөсүнө ылайык толук алгоритм NSGA-IIден болжол менен %13,05 көбүрөөк эсептөө убактысын колдонгон.

Экономикалык кейс изилдөөлөрүндөгү арифметикалык текшерүү

Булактын эң кылдат чектелиши керек болгон бөлүгү реалдуу дүйнөдө колдонуу сценарийлери болуп саналат. Булар эксперименттик түрдө курулган толук масштабдагы талаа системалары эмес, изилдөөнүн натыйжаларынан алынган сценарийлер. Анын үстүнө айрым таблицалардын негизги арифметикасы тексттеги дооматтар менен шайкеш келбейт.

СценарийБулакта көрсөтүлгөн муктаждыкБулакта көрсөтүлгөн күн дистилляция кубаттуулугуАрифметикалык жоопБулак дооматы менен байланышы
150 кишилик алыскы айыл7500 L/gün303,6 L/günБолжол менен %4,05Тексттеги %100 суу өзүн-өзү камсыздоо дооматы менен шайкеш эмес
Азык-түлүк иштетүү объекти2000 L/gün2015 L/günБолжол менен %100,75Тексттеги “күн системасы талаптын %90ын камсыз кылат” сөз айкашы менен шайкеш эмес
Шашылыш жардам сценарийи150.000 L/gün2580 L/gün%1,72Булактын болжол менен %1,7 камтуу мааниси менен шайкеш

Айыл мисалында 150 киши × 50 L/киши/gün = 7500 L/gün муктаждык аныкталган. Булак сунуштаган 44 m² система болсо 6,90 L/m²/gün өндүрүм божомолу менен 303,6 L/gün камсыз кылат. Бул мааниси талаптын болгону болжол менен %4,05ин түзөт. Ошол эле салыштырма өндүрүмдө 7500 L/gün үчүн коопсуздук запасы кошулбаса да болжол менен 1087 m² эффективдүү дистиллятор аянты керек. Ошондуктан 44 m² система менен %100 өзүн-өзү камсыздоо натыйжасы булак маалыматтарынын өз арифметикасынан чыкпайт.

Шашылыш жардам мисалында 2580 L/gün өндүрүм менен 200 DZD/L жүк ташуучу суу чыгымы түз көбөйтүлгөндө жылдык дүң жооп болжол менен 188,34 миллион DZD болот. Булак таблицасында болсо жылдык үнөмдөө 187.766 DZD катары кабарланган; болжол менен үч чоңдук даражасында айырма бар. Ушул эле себептен таблицадагы 8,6 жылдык өзүн актоо мөөнөтү да көрсөтүлгөн күнүмдүк өндүрүм, суу баасы жана капиталдык чыгым менен түздөн-түз шайкеш келтирилбейт.

Бул ыраатсыздыктар күн дистилляторунун эксперименттик түрдө көбүрөөк суу өндүргөнү жөнүндөгү табылганы жокко чыгарбайт; бирок булактын экономикалык жана ири масштабдагы колдонуу дооматтары көз карандысыз тастыктоону талап кыларын көрсөтөт.

Узак мөөнөттүү иштөө боюнча булак эмне дейт?

Макала туз кристаллдашуусу, акиташтануу, жездин оксиддешүүсү, кара каптаманын бузулушу, айнектин кирдеши жана тыгыздагычтын эскириши сыяктуу тейлөө темаларын талкуулайт. Бирок булардын көбү узак мөөнөттүү эксперименттик байкоо эмес, адабиятка жана инженердик божомолдорго негизделген баалоолор. Изилдөөчүлөр жыйынтык бөлүмүндө үч күндүк эксперимент мөөнөтү сезондук өзгөрүүлөрдү жана узак мөөнөттүү материалдык бузулууну баалоого жетишсиз экенин ачык кабыл алып, 12 айлык үзгүлтүксүз операция изилдөөлөрүн келечектеги изилдөө муктаждыгы катары сунуштайт.

Ошондуктан изилдөө 10 жылдык материал туруктуулугун же чыныгы тейлөө чыгымын эксперименттик түрдө тастыктаган эмес.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Булак түрү: Рецензияланган изилдөө макаласы.

Журнал: AI

Басмакана: MDPI

Жыл / том / макала номери: 2026, 7, 145

DOI:10.3390/ai7040145

Авторлор: Mohamed Loey, Mostafa Elbaz, Hanaa Salem Marie жана Heba M. Khalil.

Жооптуу авторлор: Mohamed Loey жана Hanaa Salem Marie.

Мекемелер: A’Sharqiyah University; Benha University; Kafrelsheikh University; Delta University for Science and Technology.

Жарыялоо убакыт сызыгы: 2 Март 2026да алынган, 27 Март 2026да кайра каралган, 10 Апрель 2026да кабыл алынган жана 17 Апрель 2026да жарыяланган.

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Каржылоо: Изилдөөдө A’Sharqiyah University Internal Publication Support (IPS) Program колдоосу билдирилет.

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Изилдөөчүлөр изилдөөнүн табылгаларын колдогон маалыматтар жооптуу авторлордон негиздүү талап боюнча алына аларын билдирет.

Кызыкчылыктар кагылышы: Авторлор атаандаш кызыкчылык жок экенин билдирген.

Этикалык комитет / маалымдалган макулдук: Булакта “колдонулбайт” деп көрсөтүлгөн.

Булакка берилгендик жагынан критикалык редакциялык эскертүү

Бул Verianla макаласында булакта көрүнгөн илимий же редакциялык карама-каршылыктар унчукпай оңдолгон эмес. Айрыкча өндүрүм максат функциясындагы убакыт/бирдик өзгөртүүсү, эксергия максат функциясындагы Exdest–Exout теңдиги, кванттык айлануу бурчунун итерация термини, Q-learning абал/Q-таблица аныктамасы, “параметрсиз” алгоритм сөз айкашы, теориялык жана өлчөнгөн эсептөө убакыттары, benchmark көйгөй тизмесинин аталышы жана реалдуу дүйнө кейс изилдөөлөрүндөгү кубаттуулук–талап–экономика эсептеринин ортосунда булак ичиндеги ыраатсыздыктар бар.

Бул көйгөйлөрдөн улам изилдөөнүн эксперименттик түрдө өлчөнгөн суу өндүрүмү жана температура/натыйжалуулук натыйжалары менен авторлордун алгоритмдик же экономикалык чечмелөөлөрү бирдей далил деңгээлинде бааланбашы керек. Айрыкча 5,8 күндүк экономикалык өзүн актоо, айыл үчүн %100 суу өзүн-өзү камсыздоосу, айрым чыгым-пайда катыштары жана кең масштабдуу колдонуу сценарийлери булакта берилген башка сандар менен толук шайкеш келтирилбейт.

QI-HBEUA-RLдин атаандаш алгоритмдерге салыштырмалуу кабарланган оптималдаштыруу метрикалары көңүл бурууга арзыйт; бирок формула жана колдонуу деталдарындагы белгисиздиктер көз карандысыз кайра өндүрүү жасалмайынча алгоритмдик үстөмдүктү универсалдуу натыйжа катары кабыл албоону талап кылат.

Ушундай эле түрдө CSD-CCF&S0дын үч күндүк экспериментте 7,75 L/m²/gün өндүргөнү чыныгы өлчөө натыйжасы катары кабарланган; бирок мунун башка мезгилдерге, климаттарга, масштабдарга же жылдарга созулган эксплуатацияга ошол эле түрдө өтөрү изилдөө тарабынан эксперименттик түрдө көрсөтүлгөн эмес.


Бөлүшүү:

Пикирлер текшерилгенден кийин жарыяланат.Пикириңиз жактыруу процессине жөнөтүлүп, ылайыктуу деп табылганда көрүнөт.

Пикир калтырыңыз

E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген

Бул сайтта кукилерге уруксат берүү тажрыйбаңызды жакшыртат. Куки саясаты