供水调度系统中相关模型与优化算法的研究

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1、东北大学硕士学位论文供水调度系统中相关模型与优化算法的研究姓名：王洪峰申请学位级别：硕士专业：系统工程指导教师：汪定伟20040218东北大学硕士学位论文摘要供水调度系统中相关模型与优化算法的研究摘要社会的不断发展，城市人口的不断增加，人民生活水平的不断提高，使得城市供水系统的规模不断扩大，复杂性也不断提高。传统的经验调度方式过多的考虑供水系统运行的安全性和可靠性，而忽视了城市供水的经济效益和社会效益，从而造成能源消耗甚大。因此，传统的经验调度方式己不能适应现代城市的发展需要，建立适合城市自身特点的优化调

2、度系统已经成为在当前自来水行业中人们最为关注的热点之一。本论文中所论述的内容是以沈阳市城市供水系统优化调度项目为背景，主要研究了该市供水系统优化调度的建模与优化问题，为项目中利用CBR方法实现供水优化调度提供相应的模型和算法支持。本文首先讨论了供水管网建模问题。论文通过比较常用的几种供水管网微观模型和宏观模型的特点，同时分析和研究了管网压力流量之间关系，建立了适用于类似沈阳市供水系统这样的多水源复杂供水系统的管网模型，并利用此模型进行实际供水数据的计算，获得了比较满意的结果。结果表明，此模型能够比较准确、

3、科学地模拟供水管网的实际情况，对指导供水调度决策有一定作用。然后研究了城市日用水量预测问题，论文通过分析沈阳市历史供水信息，总结出该市日用水量的变化规律，提出了多元回归预测和BP网预测两种方法，通过数据仿真证明两种方法都能够满足供水调度系统中对预测水量精度的要求。最后给出了供水优化调度模型及其算法，论文针对沈阳市供水系统的实际情况，提出了利用两级调度方案。论文中重点讨论了一级调度模型的建立及其基于遗传算法的求解方法，并利用数据仿真证明模型和算法的有效性，同时还给出了二级优化模型及其算法设计。此外，论文还给

4、出了沈阳市供水系统优化调度软件的功能模块设计方案。关键词：供水系统、供水优化调度、管网模型、多元回归、逐步回归、水量预测、BP网、二级优化、遗传算法n东北大学硕士学位论文ABSTRACTStudyofRelativeModelSandOptimizationA160rithmsforaWaterDispatchin6SystemABSTRACTAtpresent,thecitywatersupplysystem(WSS)isbecomingmuchlargerandmorecomplicatedasare

5、sultofdevelopmentofsociety,highpopulationgrowandimprovementoflivingstandards．Theconventionalempiricaldispatchingmethodisbasedonoperationalsecurityandreliabilityofthewatersupplysystemandignorestheeconomicreturnsandthesocialbenefits，whichconsequentlymakemuc

6、hlossintheenergyusing．Sotheconventionaldispatchingmemoddoesn’tmeettherequirementofthemodernurbandevelopment．Establishinganoptimaldispatchingsystembasedontheactualconditionofacityisbecomingoneofthecriticalissuesinthefieldofwatersupplyindustry．Basedonthewat

7、ersupplysystemofShenyangCity,theinainfocusofthepaperisthemodelandalgorithmoncitywatersupplyoptimaldispatchingsystem,whichcallfinallybeusedintheoptimaldispatchingmethodbyCBR．Firstly，thepaperdiscusseshowtosetupthewatersupplypinenetworkmodel．Accordingtocompa

8、ringtoseveralusualnetmicax}cosmicmodelingandmacroscopicmodelingwaysofcitywatersupplysystem,anlacroscoplcmodelofpinenetwork,whichissuitedforcomplexwatersupplysystemwithmultiplewaterSOUDP．)eS，isbuiltupthroughanalysiso