供水管網(wǎng)多目標(biāo)更新優(yōu)化模型研究.pdf

1、城市供水輸配系統(tǒng)是保障人民生活生產(chǎn)與城市發(fā)展的重要基礎(chǔ)市政設(shè)施。我國很多城市管網(wǎng)當(dāng)前面臨供水管網(wǎng)漏損、爆管、供水壓力不穩(wěn)以及管網(wǎng)水質(zhì)污染等問題,嚴(yán)重影響著供水管網(wǎng)的服務(wù)水平。因此管網(wǎng)更新課題的研究有積極意義。本文在研究國內(nèi)外管網(wǎng)更新理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合本專業(yè)綜合利用運(yùn)籌學(xué)與系統(tǒng)工程,可靠性理論,優(yōu)化理論,基礎(chǔ)數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù),在科學(xué)評估管網(wǎng)狀態(tài)的基礎(chǔ)上,建立了科學(xué)決策管網(wǎng)維護(hù)更新的模型體系,旨在制定出經(jīng)濟(jì)可行的更新改造策略,以盡量小的成本

2、盡可能的改善管網(wǎng)供水可靠性,保障城市的可持續(xù)發(fā)展。
　　本文對管段更新改造排序優(yōu)化進(jìn)行了研究。依據(jù)管段拓?fù)淇煽啃?管段更新一二級別首先被劃分。對第一和第二級別,分別采用管段失效延時影響水量和延時水力水質(zhì)可靠性定義管段事故影響度,并基于開源EPANET計(jì)算。根據(jù)管網(wǎng)可靠性理論和概率論,給出管段在指定時間失效概率和指定爆管事件發(fā)生概率。在此基礎(chǔ)上基于貝葉斯決策思想給出考慮爆管不確定性的管網(wǎng)事故不利影響期望。最后,基于之前的相關(guān)討論,結(jié)

3、合相關(guān)硬性規(guī)定,給出更新候選管段優(yōu)化篩選與排序標(biāo)準(zhǔn)。
　　本文對管網(wǎng)更新改造方案優(yōu)化進(jìn)行了研究。參考管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,結(jié)合更新改造問題特點(diǎn),本文給出綜合考慮經(jīng)濟(jì)性,更新后管網(wǎng)事故影響度,管網(wǎng)更新后水力水質(zhì)可靠性改善程度的多目標(biāo)分層更新改造優(yōu)化模型,對更新管段集合進(jìn)行選擇優(yōu)化進(jìn)而優(yōu)化管徑。本文采用GPU并行計(jì)算技術(shù)解決管網(wǎng)更新改造優(yōu)化問題,基于枚舉法建立求解流程。算例分別采用NSGA-II算法和GPU并行計(jì)算下的枚舉法進(jìn)行求解,結(jié)果