文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
基于GAAA算法的给水管网优化设计研究
姓名:蔡钦
申请学位级别:硕士
专业:市政工程
指导教师:张土乔
20060501
基于算法的给水管网优化设计研究摘要接着,论述了本文所采用的优化方法——算法,并结合管网优化算关键词:给水管网优化设计救纤惴ㄕ皇匝给水管网优化设计是城市供水工程的一项重要工作,在保障经济建设和人民论文首先介绍了给水管网优化设计的现状及优化设计的背景与意义,论述了行功率,在理论上减少了泵站的动力费用。本文的研究成果可为管网的优化调度生活中发挥着重要的作用,国内外许多学者都对此做了广泛、深入的研究,提出了很多具有针对性、实用性的优化设计方法,例如枚举法、线性规划法、非线性规划法、动态规划法、遗传算法和蚁群算法等。给水管网优化设计理论和给水管网的数学模型;文中提出了考虑经济因素、用水量变化以及供水能量变化影响等的管网优化设计数学模型。例,分别采用遗传算法、蚁群算法及算法进行计算分析,结果表明算法更容易实现全局最优解,且运算时间较短;同时,通过正交试验设计,寻找影响算法性能的最佳因素组合。最后,通过工程算例的实证,检验论文所采用的数学模型的合理性。通过算法的计算、分析,得到了管网管径的最优组合并计算出最优的泵站运提供~定的参考。
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第一章绪论研究背景及意义管网部分的投资一般要占到工程总投资的ァ尽В疑婕暗脚哟蟮哪芎暮系统优化设计,寻求能满足水量和水压要求,且能使整个系统的造价最低、系统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,逐渐定有关技术参数,主要解决管径最佳组合问题,寻求系统造价最低的最优设计方门开启优化组合、水源联合优化调度等优化运行研究,按最优运行策略运行管理输配水管网是城市供水系统的重要组成部分,它通过各级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、水压和水质要求。在整个供水系统中运行管理费用。给水管网系统的规划、设计和运行管理是否科学、经济、实用,直接影响工程总投资、运行管理费及系统可靠性。在工程资金投入有限的情况下,进行管网可靠性最高的设计方案,对于节约投资、降低能耗、提高经济效益和社会效益,落实“科学发展观”、创建“节约型社会”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设计中合理地选择有关技术参数,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方案,并以此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,取得了大量研究成果,产生了巨大的经济效益【俊L乇鹗亲钣呕砺塾爰际酢⒓扑慊际酢⑹导扑惴使工程设计最优化成为衡量工程设计水平的一种标准。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。规划阶段主要进行管网干支管线的布置,力求确定管网总长度最短或投资最小的最佳管网结构形式。设计阶段以最优管网布置形式为依据,通过管网水力计算确案。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、阀才能发挥系统最佳性能。浙江大学硕士学位论文
计方法的研究进展比较快,至今已比较成熟。世纪六十年代末以来,鷈【;还有一类随机优化方法主要是神经网络算法、模拟退火算法、遗传算法以及蚁群算法等,后者是管网优化设计方法的发展趋势【俊枚举法需要存储每一管段所有可能用到的标准管径,形成标准管径解空间,【亢蚎【蚕嗉烫岢鱿咝怨婊P停两袢杂泄惴旱挠跋欤ü在管网优化设计研究的发展过程中,由于管网优化设计对整个系统投资影响较大,其所产生的经济效益也比较显著。一般通过优化计算,可以节省工程投资的ァァR虼耍芯咳嗽倍怨芡呕杓蒲芯糠浅V厥樱浞⒄顾俣群腿得的成果均优于管网优化布置研究。管网优化设计研究始于世纪六十年代末,最先在城市供水系统的规划设计中引起工程人员的重视’俊>嗄甑姆⒄购屯晟疲芡呕杓颇P秃算法在工程实践中得到了较为广泛的应用,成为提高系统设计水平和设计效率的重要工具。目前管网设计优化方法大致可分为确定性优化方法和随机优化方法两大类,其中传统的确定性优化方法主要有枚举法、线性规划法、。此方法所需存储空间大,计算效率很低,只能解决管段数量很少的管网优化问题,优化结果不是很理想【。因此,在处理大型管网优化设计时,管网的优化设计的决策变量较多,所产生的方案组合数目太大,需要