文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
基于粒子群遗传混合优化算法的给水管网优化设计的研究
姓名:魏戈
申请学位级别:硕士
专业:市政工程
指导教师:王瑛
20100501
摘要给水管网系统是城市供水系统的重要组成部分,其投资一般要占整个供水系统总投资的.%。给水管网系统是一个由多种设施构成的供水输配系统,它直也不断向着大型化、复杂化的方向发展。因此,进行给水管网优化设计具有重要优解等问题,将遗传算法和粒子群算法结合使用。用粒子群优化算法构建遗传算法中的变异算子即粒子群变异算子,形成粒子群遗传混合优化算法;另一方面在定义的管网可靠性目标函数,组成给水管网的多目标数学模型。在应用粒子群遗传混合优化算法求解给水管网多目标数学模型时,使用整数压约束的节点采用惩罚技术加以处理以剔除不可行解。粒子群遗传混合优化算法的理论、方法进行验证,并将计算结果与基本遗传算法优化结果进行经济、水力性能和可靠性比较,充分说明了粒子群遗传混合优化算法在给水管网设计中具有重要的理论和实用价值。关键词:给水管网优化设计;遗传算法;粒子群算法;粒子群遗传混合优化算法;接影响城市供水系统的运行费用和供水可靠性。随着城市规模的扩大,给水管网作用和意义。目前,采用遗传算法求解给水管网优化问题正逐渐被国内外研究者所重视。本文在当焊芡呕杓蒲芯砍晒鸵糯惴ǖ幕驹碛胧迪址椒ǖ幕上,一方面针对遗传算法变异算子难以确定和后期收敛速度缓慢容易陷入局部最给水管网经济性目标函数的基础上加入以节点富裕水头加权平均值和管网恢复力编码技术对管径变量进行编码,可以避免其他方法带来的管径二次圆整问题;同时采用罚函数法对目标函数进行改进,对违反经济流速约束的管段和违反节点水最后,以一个具有典型代表性的给水管网优化设计工程案例对该优化模型和罚函数硕士学位论文
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习五次喜师签名:兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明学位论文版权使用授权书原创性声明日期:沙/啤本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:日期:年月日本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
第滦髀研究背景与意义我国城市供水系统的现状和面临的主要问题输配水管网是城市供水系统和管道化灌溉系统的重要组成部分,他通过各级水资源开发利用率的提高,新系统的新兴和老系统的修复、改建和扩建等所需要经济、实用,直接影响工程总投资、运行管理费及系统可靠性。在工程资金投入降低能耗、提高经济效益和社会效益等有着重要的现实意义。给水管网系统的优化研究主要是通过构造抽象或简化的管网优化设计模型,借助于最优化理论和计算机技术,研究如何在管网工程规划中合理地选择有关技通常一个完整的给水管网系统设计过程包括规划、设计、运行管理三个阶段9婊锥沃饕=泄芡芍叩牟贾茫η笕范ü芡艹ざ茸疃袒蛘咄蹲首计方案。一个按最优设计方案施工建设的管网系统还必须通过水泵机组优化组合、自年我国第一座供水设施在旅顺建成至今我国城市供水系统已有多年的历史【。新中国成立后,特别是改革开放后的近年,随着社会的进步,输配水管道把水安全可靠地输送到各个用水点,并满足水量、水压和水质的要求。输配水管网在整个供水系统中管网部分的投资一般要占到工程总投资的%~%,而且设计到庞大的能耗和运行管理费用【。同时,随着水资源日益紧缺和的工程投入逐渐增大。因此,给水管网系统的规划、设计和运行费用是否科学、有限的情况下,进行管网系统的优化设计,寻求能满足水量和水压要求,且能使整个系统的造价最低或年费用最小、系统可靠性最高的设计方案,对节约投资、术参数,从众多可行的设计方案中寻找既能满足工程设计要求,又能降低工程投资成本的最优或次优设计方案,作为工程建设施工和运行管理的技术依据。长期以来,针对管网优化问题,科研工作者进行了广泛研究,取得了大量的研究成果,产生了巨大的经济效益【。特别是最优化理论与技术、计算机技术、数值计算方法的发展和广泛应用,为管网优化研究提供了必要的理论基础和实现手段,逐渐使工程设计最优化成为衡量工程设计水平的一种标准