文档介绍：级——郑硕士学位学论文年授予单位代码学号或申请号目:自适应惩罚遗传算法的给水管网优化设计作者姓名:陈俊博啵汗专业名称:环境工程导师姓名、职称:堑密论文题学科周荣敏苯淌
摘要遗传算法的基本原理与实现方法的基础上,提出应用一种改进的遗传算法——自敛性能好,对给水管网优化设计具有十分重要的意义,在实际工程应用中有很大城市给水管网是城市供水系统的重要一环,投资占整个供水系统的%~%,随着城市规模的扩大,用户对水质水量的要求不断提高,给水管网的优化设计成为给排水工程界的一项重要课题。本文在当前给水管网优化设计研究成果和适应惩罚遗传算法进行给水管网优化设计。自适应惩罚函数是在常规惩罚函数的基础之上,采用能够根据每代的解而自适应变化的惩罚因子,使惩罚函数能根据每代的结果自适应的变化。自适应惩罚遗传算法通过对编码方式、选择算子、交叉算子和变异算子等的优化组合以及采用自适应惩罚函数来处理边界约束条件建立了遗传算法模型,使改进后的遗传算法不仅能够有效地保存可行解而且能够充分利用非可行解中的可行部分,使算法能够更加有效地搜索可行的最优解,避免陷入局部最优解。选用节点水头法作为给水管网遗传进化过程中进行管网水力平衡计算的子程序,直接利用计算出的节点压力来确定个体适应度高低,提高了计算效率。研究表明,自适应惩罚遗传算法更具有全局寻优能力且算法计算效率高,收的参考价值。关键词:给水管网优化设计遗传算法自适应惩罚函数
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第一章绪论选题的背景和意义输配水系统是投资最大的子系统,主要由泵站、输水管渠、管网和调节构筑物等组成。输配水管网通过各级输配水管道把水安全可靠的输送到各个用水点,并满系统规划、设计和运行管理将直接影响到它的工程总造价和运行管理费用。在工分别进行计算,取最经济可行的方案作为最终的设计方案。对于结构简单、规手算无法满足要求。在计算机技术高度发展的今天,如何应用计算机来进行给给水系统是保证城市中生活用水、工矿企业中生产、消防用水以及其它用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。它的主要任务是从水源取水,并按照用户对水质的不同要求进行处理,然后将水输送给各个用户。从给水系统整体来说,足水量、水压、水质以及可靠性等要求。在整个给水系统中输配水管网的投资费用一般要占到工程总造价的%一%,在投入使用后还包括巨大的能耗和运行管理费用。在社会经济高速发展的今天,水资源日益紧张,如何提高水资源开发的利用率是人们面临的问题。新系统的建设以及老系统的改建、扩建所带来的工程投资日益巨大,因此对给水程总投资有限基础上,在保证整个供水系统中总水量、水压、水质安全以及可靠性的前提下,对管网进行优化设计,以整个系统的总造价或年费用为目标函数,确定目标函数最小的管网设计方案,将对加强安全可靠性、降低工程成本、提高经济效益和社会效益有着重要的现实意义。传统的管网计算是一个凭经验的试算过程,首先对管网进行流量分配,并从经济流量表中选择经济管径,经管网平差计算后确定各管段的实际流量,若不满足经济流量,则需要调整管径重新进行平差计算,直到满足为止。然后选择水泵,校核流量、水压,直到满足要求为止。通常情况下是预先确定几个不同的方案,模较小的管网布置形式这种经验方法还可以适用,但是对于结构复杂、规模巨大的管网,由于这种方法需要反复调整管径,在数学方法上已经不是很有效,水系统优化设计是市政工程中的重要课题之一。郑州大学硕士学位论文
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瓮篙唧”畂㈨舶触掣式中:环拓,⋯⋯,三;卜回路矩阵,三×给水管网设计模型主要是针对树状管网,如鷈、酢I枳驶厥掌冢系列知识叽给水管网优化设计研究现状式中:鼠——任意节点的自由水压;玩——