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1、OperationsResearchandFuzziology运筹与模糊学,2018,8(2),72-76PublishedOnlineMay2018inHans.http://www.hanspub.org/journal/orfhttps://doi.org/10.12677/orf.2018.82009OptimalDesignofSingleSourceGravityTreePipeNetworkSystemHaodongChen,JiakangDu,HongchunSun,QingjunRenSchoolofMathematics
2、andStatistics,LinyiUniversity,LinyiShandongthndthReceived:May11,2018;accepted:May22,2018;published:May30,2018AbstractWiththegradualaccelerationofindustrializationandurbanization,China’sinvestmentintheconstructionandmanagementofthepipelineisgettingbiggerandbigger.Inthispape
3、r,onthesinglewatergravitytreepipenetworksystemoptimizationdesign,thelinearprogrammingma-thematicsmodelwasestablished,andusingtheMATLABprocedurestooptimizedesigncalcula-tion,anoptimaldesignschemeforwaterpipenetworkwasgiven.Finally,anumericalexperimentwasgiventofurtherverify
4、therationalityandpracticabilityofthemodel,whichhasgreateco-nomicandsocialbenefits.KeywordsWaterPipeline,LinearProgramming,SimplexMethod,OptimalDesign单水源重力树状管网系统优化设计陈昊东，杜家康，孙洪春，任庆军临沂大学数学与统计学院，山东临沂收稿日期：2018年5月11日；录用日期：2018年5月22日；发布日期：2018年5月30日摘要随着工业化和城市化进程的逐步加快，我国在输水管道的建造和管
5、理上的投入越来越大。本文主要对单水源重力树状管网系统进行了优化设计，建立了线性规划数学模型，并应用MATLAB编制优化设计计算程序，给出了投资少、能耗低的输水管网的优化设计方案。最后，给出了数值实验，进一步验证了模型的合理性、实用性，具有非常大的经济和社会效益。文章引用:陈昊东,杜家康,孙洪春,任庆军.单水源重力树状管网系统优化设计[J].运筹与模糊学,2018,8(2):72-76.DOI:10.12677/orf.2018.82009陈昊东等关键词输水管道，线性规划，单纯形法，优化设计Copyright©2018byauthorsand
6、HansPublishersInc.ThisworkislicensedundertheCreativeCommonsAttributionInternationalLicense(CCBY).http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/OpenAccess1.引言在村镇供水以及工矿企业给水系统的建设初期，一般都采用树状管网，因为树状给水管网一般投资比较小，以后会随着用水规模的扩大，由树状管网逐渐发展为环状管网。树状管网形式较多，不同的形式有不同的特点，也会满足不同的情形。本文主要对水源位置较高时，
7、采用的重力树状管网系统进行优化。单水源重力树状管网系统要解决的问题是：在保证各节点所需流量和服务水压的情况下，确定管网中各个管段尺寸的最优值，使得整个管网投资最少。目前，对管网系统的优化已经引起了专家和学者的重视。王文芬[1]提出将管网优化问题转化成管网投资线性子模型问题，并采用大系统分解-动态聚合方法对模型进行求解，为泵站加压式树状供水管网系统优化设计提供了一种可行而有效的新方法；许晓明[2]以油气集输管网系统投资极小化为目标，综合考虑多级星式管网拓扑结构特点、生产运行参数等多种影响因素，建立了多级星式油气集输系统模糊优化数学模型；郑凤[
8、3]建立了天然气管网系统输配气运行方案优化的数学模型，采用线性逼近法对模型进行了求解，应用于实际管网系统运行调度分析。本文主要对单水源重力树状管网系统进行了优化设计，建立了线性规
