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《兰州理工大学》 2011年
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基于改进遗传算法的供水管网多工况优化设计

李文娟  
【摘要】:随着城市的扩大化发展以及供水管理水平的不断提高,供水管网系统的规划设计相比之前也有了高的起点和要求,因此正急需新的规划设计方法或优化设计。 针对现有的供水管网优化模型,通常是基于最高日最高时单一工况,忽略其他工况如平均时、消防时、事故时等运行工况的约束条件,不属于全局优化的结果。在已有的研究基础上,考虑到现有的多目标函数中的水质目标、安全可靠性目标的量化很含糊和不成熟性,本文提出了在满足管网各个用水工况不同的约束条件基础上,以管网造价和泵站运行费用之和的管网年费用折算值最低为单一目标的给水管网多工况优化设计数学模型,该模型中多工况的选择包括最高日最高时、平均时、消防时、事故工况时等四个工况,且模型中引入了不同工况条件下水泵机组运行时间占全年运行时间的比例。 在选用模型求解算法时仔细分析研究了常用的求解算法,如拉格朗日函数法、界限流量法、线性规划算法、非线性规划法、动态规划法、遗传算法等。最后考虑到管网优化模型中管径这一决策变量的离散性,以及多工况优化模型的研究还比较不成熟,本文暂时在比较成熟的遗传算法的基础上做了简单的改进得到的改进的遗传算法,并将其运用到实际工程中的多工况优化设计模型中。论文使用MATLAB编制供水管网优化算法的求解程序。最后通过一个实际工程的供水管网优化设计实例,进行传统遗传算法和改进遗传算法优化结果比较,证实了改进遗传算法优化结果的优越性,同时也验证了多工况优化模型的优势。?
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