Ein hybrider Cuckoo-Suche-Algorithmus zur Kostenoptimierung von mechanisch stabilisierten Erdwänden

Mechanisch stabilisierte Erdwände (MSEW) haben eine breite Palette von Anwendungen in der Bauingenieurpraxis und gelten als effiziente und zuverlässige Alternativen zu den herkömmlichen Stützstrukturen. Wie so oft im Ingenieurwesen hängen die Leistung und die Wirtschaftlichkeit dieser Strukturen von robusten Designstrategien ab, die in der Lage sein müssen, optimale Lösungen in multimodalen Räumen zu liefern. Während die inhärenten Eigenschaften von Ingenieurproblemen das Design oft zu einer herausfordernden Aufgabe machen, sind metaheuristische Algorithmen geeignete Optionen, vorausgesetzt, dass problemspezifische Überlegungen und Modifikationen implementiert werden. In dieser Hinsicht sind Cuckoo-Suche (CS) und seine Varianten in vielen Ingenieuranwendungen erfolgreich. In der vorliegenden Studie wird CS zur Optimierung des Bewehrungstyps, der Länge und des Layouts von MSEWs eingesetzt und eine hybride CS-Variante (HCSDE) auf Basis der Differential-Evolution-Formulierung entwickelt, um die Suchfähigkeit des Algorithmus weiter zu verbessern. Der vorgeschlagene Algorithmus wird auf verschiedene MSEW-Design-Benchmarks angewendet und im Vergleich zu etablierten Methoden wie dem genetischen Algorithmus und der Particle Swarm Optimization bewertet. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass CS für das Problem geeignet ist und die Fähigkeit des Algorithmus durch die vorgeschlagenen Anpassungen in HCSDE weiter verbessert werden kann. Die verbesserten Lösungen von HCSDE im Vergleich zu den anderen Optimierungsmethoden heben die vorgeschlagene Formulierung als einen vielversprechenden Algorithmus für praktische Implementierungen hervor.