文档介绍：江苏大学
硕士学位论文
基于神经网络及遗传算法的城市配水管网系统的优化设计
姓名:陈建华
申请学位级别:硕士
专业:流体机械及工程
指导教师:施卫东
20061211
摘要江苏大学硕士学位论文配水管网系统是城市给水工程饕0ㄈ∷こ獭⒕凰こ毯凸芡こ的重要组成部分,管网系统是整个城市给水工程中投资最大的子系统,约占~%,管网系统设计将直接影响到整个给水工程的投资。关于配水管网优化设计这一课题,国内外学者进行了广泛而深入的研究,并提出许多相应的优化方法,但在管网的实际运行中总有一些不尽如人意之处,本文就在此基础上尝试提出一种新的管网管道定线方法,并对管径组合优化设计做一些改进,以期在实际运行中满足人们的要求。基于此,本文主要完成了以下三个方面的工作:隽烁芡低秤呕杓频哪谌莺鸵庖澹蛞8爬艘延械挠呕杓方法,介绍了配水管网系统的组成、功能及其模型化方法,并研究建立了配水管网系统优化设计的数学模型以及对模型中目标函数的参数进行了分析和修正;樯芰巳斯ど窬鏗绲幕纠砺奂捌湓诮饩龅湫偷淖楹嫌呕问题如中的应用,重点详细地研究了基于应用神经网络算法确定配水管网管道定线的优化布置,得到管网管线的最小长度;樯芰艘糯惴ǖ幕驹怼⒉僮鞑街瑁芯苛艘糯惴ㄔ谂渌芡芫组合优化设计中应用的可行性分析并给出了遗传算法求解管径组合优化问题的程序流程图。【关键词】配水管网管线布置神经网络管径组合遗传算法
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肼学位论文作者签名:俅鱢沙阥日学位论文版权使用授权书保密口,在不保密口。耬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,同意学校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。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容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年解密后适用本授权书。学位论文。本学位论文属于
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勺コ酣”!=牍芡淖芰髁浚ィ第一章绪论课题研究的背景及已有的方法课题研究概述,——经济因素:五——管段虚流量;江苏大学硕士学位论文给水系统是为人们的生活、生产和消防提供用水的设施总称,是现代化城市建设最重要的基础设施之一。它主要有三项功能:勘U希蛉嗣侵付ǖ用水地点及时可靠地提供满足用户需求的用水量;贡U希S没У挠盟提供符合标准的用水压力,使用户在任何时间都能取得充足的水量;时障,向指定的用水地点和用户提供符合质量要求的水。城市配水管网系统是城市给水工程饕0ㄈ∷こ獭⒕凰こ毯凸芡程闹匾W槌刹糠帧R话愕兀渌芡低通常指城市中的给水干管钦龈水工程中投资最大的子系统,约占~,配水管网系统设计将直接影响到整个给水工程的投资。一般地,通过优化设计计算,可以节省工程总投资的ィ对未进行优化设计的给水工程项目不但投资大,而且还可能造成供水条件差、局部地区水压过高或过低、泵站无法在高效区运行等问题,因此有必要对配水管网系统进行优化设计。配水管网系统的优化设计,目前国内外已有的方法如下:溆呕ǎ婊ǎ阋寮蛟继荻确ā溆呕经典优化法属于非线性规划法,该方法采用条件极值法进行管径优化计算。对于起点水压未给的管网,用此方法求得的经济管径计算公式为式中:眈——管径,缦蘖髁糠ǎ线性规划法,
岛牵卜南州∥镎!9芏瘟髁浚,毛——管段长度,江苏大学硕士学位论文应的流量<次O嗔诠芫兜慕缦蘖髁浚簿褪撬担鸺任狣纳舷蘖髁坑质荄下限流量。凡是管段流量在吼和吼之间的则选用的管径,若恰好等于界限流量,则两档管径均可选。当械溺嗳时,按相邻两档管径见一。和见年费用折
萎∑ァ躤慌!9芏卧旒郏%∑ズ適∑∑厶‘≤局一乓一皿∑乇皿——节点允许最小自由水压,江苏大学硕士学位论文城市不同其界限流量也不同,必须根据当时当地的经济指标和所用水头损失公式,求出厂,珿等值,代入式腥范ń缦蘖髁俊S捎诮缦蘖髁糠ㄊ窃保证应有精度的前提下的一种近似优化算法,故其适合于求解较为简单的输、配水管网,其结果与经典优化法相差不大;对于较复杂的大型环状管网,由于要考虑管网平差的约束,采用界限流量法则过于简单粗糙,其结果与最优解相差较大,并可能造成部分管段水力条件不满足要求。咝怨婊线性规划法主要应用于重力输水管,该方法的数学模型为式际钪械谝幌钗=诘阊沽υ际诙钗9芟呗∑鸬惴歉貉沽约束,第三项为管线长度约束,第四项为计算管段管线非负约束。上两式中:!V亓κ渌茏芡蹲剩;Ⅳ——计算管段总根数;肘!5趂条计