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《天津大学》 2012年
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城市输配水管网可靠性研究

庄宝玉  
【摘要】:输配水管网系统是城市重要的基础设施,承担着将自来水按质保量的从净水厂安全输配给用户的任务,其可靠性研究对于保证城市供水安全性、可靠性及服务水平有积极而又重要的意义。本文在总结分析国内外管网可靠性研究成果的基础上,利用系统工程、图论和优化算法理论,综合考虑影响可靠性的各种因素和不确定性来源,深入地研究了管网可靠性的评估方法及其在管网优化设计中的应用,为管网的设计及运行提供了理论依据和决策支持。 首先,根据管网水力学基础理论,利用节点实际可利用流量与压力之间的关系式,基于EPANET水力计算引擎,提出了一种用于事故状态下的管网水力分析的方法。为了对事故状态下的管网进行拓扑结构分析,基于图论中的深度优先搜索算法,提出了一套新的关阀搜索和事故影响区域判定的算法,为探索阀门对可靠性的影响奠定了坚实的理论基础。 其次,针对现有研究中普遍存在的忽视阀门数量和泵站适应性控制等影响因素的问题,从复杂系统可靠性的基础理论出发,考虑到影响系统可靠性的各种因素和不确定性来源,分别建立了基于最小割集法和蒙特卡罗法的管网可靠度计算模型,并将其用于中型管网的可靠性评估。算例的结果证实了阀门数量和泵站适应性控制对于可靠性有显著影响。 再次,以流量熵作为水在管网流动不确定性的度量,间接表征系统的可靠性,建立了管网可靠性熵值代理模型;从能量角度出发,将系统克服或消减事故造成影响的能力量化为可恢复性指数,建立可恢复性指数代理模型。将两种模型应用于算例管网的可靠性分析中,结果验证了流量熵、可恢复性指数两种代理指标与系统可靠性存在正相关关系,同时也证明了两种代理模型的高效性和易用性。 最后,首次将管径和阀门的位置作为决策变量,建立了以管网投资和运行费用最小、系统可靠度最大为目标的管网多目标优化设计模型。通过引入Pareto外部档案存储策略并借鉴NSGA-II的非劣和拥挤距离排序方法,将单目标的混合蛙跳算法扩展至多目标,并应用于管网多目标优化设计模型的求解。通过中国北方某开发区管网优化设计的应用实例,证明了多目标优化设计模型的可行性和混合蛙跳算法的高效性。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TU991.33

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗伟成;结构蒙特·卡罗方法在度量信贷风险中的应用[J];北方工业大学学报;2004年01期
2 陈功贵;李智欢;陈金富;段献忠;;含风电场电力系统动态优化潮流的混合蛙跳算法[J];电力系统自动化;2009年04期
3 朱晔;寇新建;;给水管网可靠性分析中系统问题的研究[J];上海电力学院学报;2007年02期
4 柳春光;何双华;;基于震后低压变化的供水管网功能可靠度分析[J];防灾减灾工程学报;2009年05期
5 王小妮;;基于代理模型的结构外形优化[J];飞机设计;2008年03期
6 陈玲俐,李杰;城市供水管网系统抗震功能可靠度分析[J];工程力学;2004年04期
7 赵新华,陈春芳,郑毅;给水管网可靠度的计算[J];中国给水排水;2000年01期
8 赵新华,刘英梅,乔宇;城市给水管网可靠度的计算[J];中国给水排水;2002年04期
9 周建华,赵洪宾;低水压供水时的管网平差计算方法[J];中国给水排水;2003年03期
10 庄宝玉;赵新华;李霞;;基于延时模拟的供水管网可靠性分析[J];中国给水排水;2009年21期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 雷桂媛;关于蒙特卡罗及拟蒙特卡罗方法的若干研究[D];浙江大学;2003年
2 王鸿翔;供水管网水质模型校正及水质监控研究[D];浙江大学;2009年
3 骆碧君;基于可靠度分析的供水管网优化研究[D];天津大学;2010年
4 于志强;给水管网水力模型软件与校验抽样设计研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王力;考虑水力条件变化的城市给水管网可靠性分析与研究[D];重庆大学;2004年
2 肖平;给水管网可靠性仿真分析[D];西安理工大学;2006年
3 章征宝;城市给水系统可靠性分析[D];合肥工业大学;2006年
4 吕志成;城市供水管网系统爆管事故状态下的优化调度研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 李鹏峰;基于可靠性的给水管网系统水力分析与研究[D];合肥工业大学;2007年
6 刘丽霞;城市给水管网系统的可靠性分析与研究[D];重庆大学;2007年
7 朱晔;嘉定新城主城区给水管网系统的可靠性分析[D];上海交通大学;2007年
8 郝红海;城市供水管网可靠性研究[D];天津大学;2007年
9 张世泽;应用两步优化进行供水管网优化设计研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 王光辉;马鞍山市供水管网系统规划模型的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李学翔,蔡昌凤,宫建龙;基于Capdet Works的污水厂工程项目快速概预算分析[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年02期
2 李学翔,蔡昌凤,周福来;基于MATLAB的活性污泥法曝气量模糊控制的仿真实现[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年03期
3 薛同站;王国明;;城市用水量动态预测的双线性模型[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年06期
4 郑志宏;许强;;基于宏观模型的西安市给水管网研究[J];安徽农业科学;2007年33期
5 黄子锋;周厚高;王凤兰;;优化麝香百合RAPD反应体系的研究[J];安徽农业科学;2008年18期
6 樊鹏;李书阁;徐君冉;;动态规划法在输水管网优化中的应用[J];安徽农业科学;2010年25期
7 韩宇平;王永兵;冯小明;;基于最大熵原理的区域水资源短缺风险综合评价[J];安徽农业科学;2011年01期
8 金爱花;王颖华;;基于蒙特卡罗算法的伪随机信号研究[J];安康学院学报;2011年01期
9 徐伟;刘茂;;城市雨水管网内涝失效的可靠性分析[J];安全与环境学报;2010年02期
10 邱鸿荣;罗建中;郑国辉;;城镇污水管网现状调查及整改对策研究[J];地下空间与工程学报;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴嘉宁;阎绍泽;谢里阳;;基于FRPN与模糊综合评判法的航天器太阳翼可靠性分配[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
2 陈艳锋;吴新跃;谢最伟;;某船用带阻尼板齿轮振动分析[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
3 万力;张利民;张传勇;;大规模快速有限元分析软件TSV及其在反应堆结构中的应用[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
4 周大禹;聂勇;左畅;蔡军;;异种金属焊缝射线检测可靠性研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第2册)[C];2009年
5 李国华;刘光焰;顾强;;考虑连接影响的半刚性钢框架非线性有限元分析[A];中国钢结构协会四届四次理事会暨2006年全国钢结构学术年会论文集[C];2006年
6 张大舜;;机加零件表面粗糙度的数值模拟方法研究[A];第三届十省区市机械工程学会科技论坛暨黑龙江省机械工程学会2007年年会论文(摘要)集[C];2007年
7 徐友良;;桁架结构大变形问题的位置解法[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
8 冯清海;袁万城;;基于ANN-MC-IDA的桥梁随机地震易损性分析方法研究[A];第十八届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C];2008年
9 朱晔;寇新建;;给水管网可靠性分析中的若干问题[A];2007年全国给水排水技术信息网成立三十五周年纪念专集暨年会论文集[C];2007年
10 王强;刘遂庆;;城市供水管网调度系统信息化建设[A];2008年全国给水排水技术交流会暨全国水网理事会换届大会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈奇;基于分形理论的汽车变速箱齿轮接触强度研究[D];合肥工业大学;2010年
2 董战峰;国家水污染物排放总量分配方法研究[D];南京大学;2010年
3 郭磊;车用动力总成结构振动噪声的虚拟预测与分析技术研究[D];浙江大学;2009年
4 胡永忠;微波阵列天线成像处理中干扰抑制及快速成像方法的研究[D];电子科技大学;2010年
5 王超飞;黑斑侧褶蛙和中华大蟾蜍的特征、功能、力学特性及其仿生分析[D];吉林大学;2011年
6 姜宇;基于无线传感器网络的远程抄表关键技术研究[D];吉林大学;2011年
7 王茜;风电场与输电网协调规划的模型和方法研究[D];华北电力大学(北京);2011年
8 曹靖;碳纤维增强复合材料加固钢结构理论分析和实验研究[D];合肥工业大学;2011年
9 王联国;人工鱼群算法及其应用研究[D];兰州理工大学;2009年
10 王文昌;三维曲井抽油杆柱动力学特性分析方法研究与应用[D];上海大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李京京;城市给水管网改扩建优化设计模型研究[D];郑州大学;2010年
2 胡志超;箱型钢筋混凝土倒虹吸非线性有限元分析[D];郑州大学;2010年
3 张峰;丘陵山区重力式村镇供水管网优化及安全调控研究[D];山东农业大学;2010年
4 陈康宁;基于非线性弯曲理论的臂架腰绳作用机理研究[D];大连理工大学;2010年
5 张宛君;齿轮传动接触问题的数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 王丹;提升机动载荷作用下井塔振动分析与寿命预测[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 杨旭;基于模糊控制的变频变压供水系统的研究与应用[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 冯剑;计及变压器经济运行的变电站主接线可靠性评估[D];长沙理工大学;2010年
9 郑作伟;淄博市萌山水库洪水风险分析及对策研究[D];中国农业科学院;2010年
10 程祥俊;大粒径柔性基层与半刚性沥青混凝土路面的力学性能分析[D];合肥工业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜洪涛,贾晓明;给水系统可靠性研究及其方法[J];安阳大学学报;2002年02期
2 王俊岭;孙怀军;;给水管网测压点的一种优化布置方法[J];北京建筑工程学院学报;2005年04期
3 魏炜;贾海峰;苏保林;;水力平差模型在供水规划中的应用[J];北京水务;2006年03期
4 李长友,刘自放,崔志新,陈晓峰;给水泵站系统的可靠性及其评价方法[J];长春工程学院学报(自然科学版);2001年04期
5 刘自放,李长友;给水工程系统设计中的可维修性问题探讨[J];长春工程学院学报(自然科学版);2002年03期
6 彭珂珊;走向21世纪困扰中国经济发展的水资源问题[J];重庆环境科学;1998年02期
7 施卫红,陶建科;华东某地区给水管网微观动态水力模型的建立[J];城市公用事业;2003年05期
8 肖艳;陶建科;;潍坊市供水管网水力建模与应用研究[J];城市公用事业;2005年06期
9 谭春晓,刘星;论海水淡化在天津市水资源分配中的作用[J];城市;2005年04期
10 陈玲俐,李杰;供水管网渗漏分析研究[J];地震工程与工程振动;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 孙伟;赵洪宾;;城市供水系统宏观优化调度的建模问题[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第2卷)[C];1993年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 俞亭超;城市供水系统优化调度研究[D];浙江大学;2004年
2 郑毅;城市供水管网事故状态调度决策支持系统[D];天津大学;2004年
3 陈磊;大规模供水系统直接优化调度研究[D];浙江大学;2005年
4 许刚;给水管网水力模型校正研究[D];浙江大学;2005年
5 吴卿;饮用水管网微生物学水质研究及模拟[D];天津大学;2005年
6 韩宏大;安全饮用水保障集成技术研究[D];北京工业大学;2006年
7 蔡云龙;饮用水生物稳定性和管网水质污染指数的研究[D];同济大学;2006年
8 陈宇辉;给水管网动态模型维护与校验方法研究[D];同济大学;2006年
9 肖笛;城市给水管网爆管事故在线监测研究[D];天津大学;2007年
10 邓涛;供水系统加氯模式优化理论与计算方法[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈燕;重庆大学人事管理信息系统的设计与开发[D];重庆大学;2002年
2 王大伟;城市给水干管管壁强度可靠性研究[D];浙江大学;2003年
3 周书葵;城市供水SCADA系统管网监测点优化布置的研究[D];湖南大学;2003年
4 周敏;西宁市给水管网测压点优化布置及状态估计[D];西安建筑科技大学;2004年
5 迟海燕;城市供水管网氯的优化配置[D];天津大学;2004年
6 刘星;输配系统消毒副产物的预测与控制[D];天津大学;2003年
7 王力;考虑水力条件变化的城市给水管网可靠性分析与研究[D];重庆大学;2004年
8 龚银玲;重庆大学专业课过渡式双语教学研究[D];重庆大学;2004年
9 罗忠贤;分类遗传算法在给水管网优化设计中的应用[D];西南交通大学;2004年
10 卓敏;给水管网管道摩阻的灵敏度分析及其校正研究[D];浙江大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 苏伟;高正红;夏露;;一种代理遗传算法及其在气动优化设计中的应用[J];西北工业大学学报;2008年03期
2 王琦;丁运亮;陈昊;;基于多级代理模型的优化算法[J];南京航空航天大学学报;2008年04期
3 赵良玉;杨树兴;佘浩平;;火箭弹气动学科代理模型构建方法研究[J];固体火箭技术;2007年01期
4 张维刚;刘晖;;Kriging模型与优化算法在汽车乘员约束系统仿真优化中的应用研究[J];湖南大学学报(自然科学版);2008年06期
5 潘志雄;;基于径向基函数的优化代理模型应用研究[J];航空工程进展;2010年03期
6 张维刚;刘晖;廖兴涛;;基于代理模型的汽车乘员约束系统仿真设计[J];江苏大学学报(自然科学版);2008年04期
7 谭远明;沈伋;常斌;;基于部分正交多项式的飞行器RCS计算代理模型研究[J];直升机技术;2010年03期
8 刘克龙;姚卫星;余雄庆;;运用低自由度协同优化的机翼结构气动多学科设计优化[J];航空学报;2007年05期
9 肖立峰;张广泉;张以都;;基于Kriging代理模型的结构形状优化方法[J];机械设计;2009年07期
10 谷海涛;林扬;胡志强;俞建成;;基于代理模型的水下滑翔机机翼设计优化方法[J];机械工程学报;2009年12期
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1 王宙玥;;我国城市结构优化与城市交通拥堵治理[A];政府管理创新理论与实践研讨会论文集[C];2011年
2 刘学华;;中国城市体系规模结构演变:1985~2007——一个“大中小城市协调发展”的分析框架[A];上海市经济学会学术年刊(2009)[C];2009年
3 李同德;;低碳城市和城市化发展战略探索[A];2010中国可持续发展论坛2010年专刊(一)[C];2010年
4 冯向东;;论21世纪的西部开发模式——“城市规模”的改革创新[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
5 刘云刚;王丰龙;;非线性城市化中的城市用地规模预测方法[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第三卷)[C];2010年
6 梁东;李瑞华;;土地利用总体规划中城市规模问题及对策[A];2005年山东土地学会学术年会论文集[C];2005年
7 邴启亮;;基于水资源承载力的青岛市城市规模初探[A];规划50年——2006中国城市规划年会论文集(上册)[C];2006年
8 李红梅;;马克思主义城市思想与中国特色城镇化道路[A];2011北京两届联席会议高峰论坛文集[C];2011年
9 何丰;;全球“无线城市”运营模式及发展分析[A];四川省通信学会2008年学术年会论文集[C];2008年
10 张群喜;;开掘整合红色文化资源,提升中国城市文化精神[A];湖南省城市文化研究会第六届学术研讨会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 李寅峰;更好的城市 更好的生活[N];人民政协报;2010年
2 首席记者 王慧江;“双百”,大牡丹江的必由之路[N];牡丹江日报;2008年
3 本报记者 罗虎 实习生 何亚东;我市确定“十二五”城建“十大行动”[N];白银日报;2011年
4 记者 王东;加大城市建设与管理力度 为百姓提供方便快捷环境[N];四平日报;2010年
5 本报记者 王展宏 白梦杨;让更多优秀建筑提亮济宁城市名片[N];济宁日报;2010年
6 本报记者 许明峰;美丽城市 幸福家园[N];九江日报;2011年
7 ;不求最大最全 但求最美最好[N];大庆日报;2010年
8 记者 何海峰;我市城市规模2025年将进入大城市行列[N];陇东报;2010年
9 忠林 高耀军;以三张王牌为抓手打造生态园林宜居城市[N];各界导报;2010年
10 本报记者 叶加;万通携手CIHAF给力立体城市[N];中国房地产报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 庄宝玉;城市输配水管网可靠性研究[D];天津大学;2012年
2 刘永亮;城市规模经济研究[D];东北财经大学;2009年
3 周阳;基于生活成本调整的真实产出和中国地级以上城市的适宜规模研究[D];华中科技大学;2012年
4 李彩;重庆近代城市规划与建设的历史研究(1876-1949)[D];武汉理工大学;2012年
5 刘晓路;对地观测卫星系统顶层设计参数优化方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 任少波;基于制度分析的城市经济理论研究[D];浙江大学;2012年
7 向国齐;支持向量回归机代理模型设计优化及应用研究[D];电子科技大学;2010年
8 武俊奎;城市规模、结构与碳排放[D];复旦大学;2012年
9 王平;制度约束与中国城市规模研究[D];浙江大学;2012年
10 雷伟;城市道路交通排放的仿真优化研究[D];武汉理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李彦苹;石家庄市创新型城市建设研究[D];河北师范大学;2011年
2 王玉霞;理想与现实[D];武汉理工大学;2011年
3 黄勇;城市规模发展的实证分析[D];武汉大学;2004年
4 刘佳慧;近代青岛市民心态研究(1898-1937)[D];山东师范大学;2010年
5 董鸿飞;城市居住地价的主要影响因素研究[D];吉林大学;2010年
6 许洁;山东省城市关联网络结构特征研究[D];首都师范大学;2011年
7 牟丽娟;我国城市总部经济发展研究[D];哈尔滨商业大学;2010年
8 邓元慧;基于三维层面的城市综合交通体系评价研究[D];北京交通大学;2011年
9 王凡;城市污水排放量预测研究[D];华东师范大学;2011年
10 王亚平;青岛城市景观健康评价与空间结构优化[D];山东师范大学;2011年
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