城市地下给水管网优化设计研究

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1、辽宁工程技术大学硕士学位论文城市地下给水管网优化设计研究姓名：陶贵清申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：殷志祥20050401摘要城市地下_给水管网是一个工程造价很高、组成f’分复杂的系统，对其科学地进行优化设计是降低工程造价保证供水安全重要途径。木文针对城市地卜给水管网优化设计的特点，建立了符合工程实际的数学模型；对非线性舰划全局优化算法中的遗传算法的理论及其计算机实现进行了深入的研究，对算法中的编码技术及算子进行改进；为了更好地实现算法和改善算法中易出现的甲熟问题，将改进的遗传算法与单纯形法结合使用，形成功能更好

2、的复合算法；并将其计算机实现过程运用到城市地下给水管网优化设计中；利用Matlab语言进行，计算机编程，程序对各种类型的供水管网具有普遍适用性。实例计算结果表明：该算法是种搜索性能强和收敛速度快的全局寻优算法，对供水管网设计具有良好的计算效果，在工程实践中具有较高的使用价值。关键词：供水管网优化遗传算法管网数学模型单纯形法AbstractFortheurbansubsoilsupplyingwaterdistributionnetworksisaveryexpensiveandcomplexsystem，itistheon

3、lywaytodepressthecostoftheprojectandtoensurethesafetyofsupplyingwaterbyscientizingtheoptimaldesignofthesystem，Accordingthecharactersoftheoptimaldesignandtheengineering，giveaspecialmathematicsmodelforthesystem．BythestudyofthetheoryonGAintheoveralldomainsearchwaysof

4、nonlinearprogramming，givethemeanstOimprovethealgorithm--improvingthewayofencodingandoperators(crossoverandmutation)．TobettertheGAandimprovetheprematureconvergence。combinethelmprovedGAwithsimplexalgorithmmethod--formingabettercomplexalgorithm．Applythecomplexalgorit

5、hm(IGSA)totheoptimaldesignoftheurbansupplyingwaterdistributionnetworks．ProgramtheIGSAcomputerprogram，whichCanbeappliedtoallkindssupplyingwaternetworks，byMatlabtools．TheapplyingengineerexampleshowsthecomplexalgorithmhasthestrongersearchcompetenceandCOnvergengsrapid

6、lyintheoveralldomain．ItaisoshowsthiSalgorithmhasthebetterapplyingresultinthesupplyingwaternetworksandhigherutilityvalHeinengineeringpractice．Keywords：OptimizationofSupplyingWaterNetworksGeneticAlgorithmMathematicsModelofNetworksSimplexAlgorithmMethod创新点声明本人声明所承交的学

7、位论文是我个人在甘帅指导下进行的研究工作及取得的成果：本文创新之处首先对城市地F给水管网优化模型的建立采用符合工程实际数学模型；其次是在对管网进行优化设计中创新地将单纯形与改进的遗传算法结合寻优；再者是在程序实现上采用通用性强的matlab工具编程。尽我所知，到目前国内外文献未见报道。作者：陶贵清日期：2005．5辽7j7I稃技术人学硕十学忙论文I!!!!!!i——————,——————L!!!!!!!!!曼1绪论1．1课题的研究背景城市给水系统是城市的一条生命线，与人们的生活有着直接的联系。城市给水系统包括取水工程、净水

8、工程和输配水管网【程三大部分。输配水管网工程约占整个给水系统总投资的60％～80％【141；而且给水管网的运行费用一般高达制水成本的30％～50％。对给水管网技术经济合理性进行研究，探讨如何对管网进行统一规划、合理布局、合理选择管径、命置泵站，束达到降低投资，节约能量和保证供水安全性的目的，一般通过优化