基于遗传算法在排水管网优化设计中的应用研究

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1、郑州大学硕士学位论文遗传算法在排水管网优化设计中的应用研究姓名：王锴申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：买文宁;乐金朝20040516摘V，635368面3E随着我国城市化进程的加快，城市规模不断扩大，排水管网的新改扩建优化设计成为给排水工程界的一项重要课题。本文以某开发区的合流制排水管网设计为工程实例进行了深入研究，采用了近年来广泛应用于：[：程界的遗传算法。遗传算法是一种鲁棒性很强的全局寻优算法，它不需要对目标函数求导，可以直接以变量某种形式的编码为目标进行寻优操作，很适合求解排水管网这

2、种非线性优化问题，并得到离散的优化管径。本文通过对基本遗传算法和改进的遗传算法在不同运算参数组合方案时的多次模拟实验结果进行比较，提出采用种群为20和最优保存策略时，由自适应交叉率和变异率组合构成的方案能够最迅速地收敛于最优解。关键词：排水管网改扩建优化设计遗传算法排水体制技术经济分析ABSTRACTWiththeprogressofurbanizationandtheenlargementofcityscaleinChina，theoptimaldesignonnewconstruction、r

3、ehabilitationandextensionofurbandrainagenetworksposesakeytasktothewaterandwastewaterengineers．TherehabilitationandextensionprojectofcombinedsewersystemincertainEconomicandTechnologicalDevelopmentZoneistakenasacasestudyinthisthesis．GeneticAlgorithms(GA

4、)，whichwereappliedwidelyinengineeringinrecentyears，isusedinthedesignofthisnewconstruction、rehabilitationandextensionproject．Gasisastrongrobustglobalsearchingalgorithm．Itisnotbasedonobjectivefunctiongradientestimates，butdirectlytargetsatthecodeincertai

5、nformofthevariable．TheymaybeusedtosoNenonlinearproblemssuchasthedrainagenetworksoptimizationandreachdiscretepipediameters．Aftercomparingthesimulationexperimentresultsofdifferentprogramswherevariesofoperationparametersarecombined，theprogram，whichconsis

6、tsofpopulationsize20，charactercoding,ehtismstrategy,adaptivecmssoverandmutationrates，couldconvergethemostrapidlyintheoptimalsolution．Finally,thedesignedoptimalsewersystemischeckedonitshydraulicreliability．Keywords：drainagenetworksrehabilitationandexte

7、nsionoptimaldesignGeneticAlgorithmsdrainagesystemtechnologyeconomyanalysis郑州大学额士学位论文第一章绪论1．1选题的背景和意义第一章绪论在城市居民的生活中，每天都产生大量的污物和污水，如果不及时排除就会影响人们的正常生活。在工业、企业生产中，几乎没有一种工业不用水，生产中每时每刻都产生废水，不及时排除就会影响正常生产。城市区域不透水地表比例很大，从而破坏了原有的自然降雨径流过程，使径流变大，如果不及时排除降雨和融雪产生的径流

8、，不仅会给城市的生产和生活带来不便，而且可能造成洪、涝灾害，引起严重后果。为此，城市必须采用排水管网系统收集、输送生活与生产过程中产生的废水和降雨径流。城市排水管网系统包括污水管网、雨水管网、合流制管网以及城市内河与排洪设施[11。城市排水管网系统是收集、输送城市产生的生活污水、工业废水和降水的一整套工程设施。它包括地下管道、暗渠、地表的明渠以及城市的内河及防汛设施。城市排水管网系统的作用就是及时可靠的排除城市区域内产生的生活污水、工业废水和降水，使城市免受污水和暴雨积水之害，从而