樹狀給水管網(wǎng)優(yōu)化設計研究.pdf

1、樹狀給水管網(wǎng)作為農(nóng)村給水和農(nóng)業(yè)灌溉工程中一種重要的輸配水形式，對其進行規(guī)劃、設計是否合理，將直接影響工程的投資和運行管理費用。
　　論文從經(jīng)濟性角度出發(fā)，以圖論、數(shù)值分析方法、最優(yōu)化理論及人工智能算法等為指導工具，在分析總結國內外研究成果的基礎上，對樹狀給水管網(wǎng)優(yōu)化設計進行了系統(tǒng)的研究。提出了分兩步對管網(wǎng)進行優(yōu)化的思想，即首先進行管網(wǎng)布置形式的優(yōu)化，然后進行管徑組合方案優(yōu)化。管網(wǎng)布置形式的優(yōu)化以年費用折算值作為管段的權值，采用改進

2、的列隊競爭算法進行求解，管徑組合方案優(yōu)化采用基于改進模擬退火遺傳算法的分層優(yōu)化法進行求解。
　?、僭诠芫W(wǎng)布置形式的優(yōu)化過程中，以經(jīng)濟性指標作為管段的權值建立了目標函數(shù)，可以克服單純的以管段長度作為權值的弊端；然后采用列隊競爭算法對模型進行求解，并用圖論中的破圈法和Mayeda-Seshu算法原理對該算法進行了改進，可以完全避免初始群體和變異后的新群體中有不可行解的產(chǎn)生，實例表明改進后的列隊競爭算法進化效率顯著提高。
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3、管徑組合方案優(yōu)化過程中，通過對已有樹狀管網(wǎng)優(yōu)化設計數(shù)學模型進行分析，在滿足管網(wǎng)水壓、水量和管段流速約束的條件下，建立了管徑組合方案優(yōu)化設計數(shù)學模型，然后采用基于改進模擬退火遺傳算法的分層優(yōu)化法對模型進行了求解；實例表明，基于改進模擬退火遺傳算法的分層優(yōu)化法比單純的采用模擬退火遺傳算法對系統(tǒng)整體進行優(yōu)化更能節(jié)省投資。論文還結合樹狀管網(wǎng)的特點在約束條件的處理、編碼、選擇和交叉算子方面均進行了適當改進，以進一步提高搜索效率。
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