基于混合遗传算法醮通风网络解算研究.pdf

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1、2012年10月中国矿山工程0ct．．2012第41卷第5期ChinaMineEngineeringV0l_41No．5基于混合遗传算法的通风网络解算研究Studyonventilationnetworksolutionbasedonhybridgeneticalgorithm刘志强，徐铁军(云南金诚信矿业管理有限公司，云南昆明654212)摘要：通过论述矿山常用的风网解算模型，重点对风网解算模型和方法进行了分析，指出了其存在的不足和应用局限性，建立了通风网络的优化解算模型，并提出了一种基于混合遗传算法的风网解算新方法。该方法充分发挥了遗传算法的群体搜索和全局收

2、敛性，有效地克服了经典风网解算方法对分支风量初始值敏感问题；同时在遗传算法中引入经典算法(最速下降法)作局部搜索，克服了遗传算法收敛速度慢和精度差的缺点。最后通过一个矿山风网实例验证(已被其它算法解算过)，证明了本文设计的混合遗传算法是一个有着可靠的收敛性、较高的收敛速度和精度，是解算矿山通风网络的一种成功算法。关键词：风网解算模型；风网解算方法；混合遗传算法Abstract：Basingonthediscussionofgeneralmodelofventilationnetwork，thesolvingsystemsoftheventilationnetwo

3、rkwasanalyzed，andthedeficienciesandlimitsofthegeneralmodelofventilationnetworkwerepointedout．Anewoptimizationmodelofventilationnetworkwasbuiltandanewmethodbasedonhybridgeneticalgorithmmethodwasputforward，whichcombinedtheadvantagesofgeneticalgorithmandtheclassicalalgorithmstogivefullp

4、layoftheadvantageofgroupsearch，highersolvingprecisionandglobeconvergence，anditovercometheproblemofhighsensitivitytotheinitialvaluesofbranches．Theclassicalalgorithm(steepestdescentmethod)wasusedforlocalsearchatthesametimetopreventthefaultofthelowconvergencerateandlowaccuracyofgenetica

5、lgorithm．Thisnewmethodwasverifiedbyarealventilationnetworkwhichcalculatedbyothermethod．Itshowsthatthismethodisareliableconvergence，highversatilityandsolutionmethodwhichcanbeusedincomplexventilationnetworksystem．Keywords：ventilationnetworkmodel；solvingmethodofventilationnetwork；hybrid

6、geneticalgorithml前言通风网络解算是矿山通风安全技术管理中一项十分重要的工作。它是矿井通风系统分析、系统改造、通风系统设计、主扇的选型等的基础；直接关系着所建立的模型能否正确反映出风网的拓扑关系、风流流向及运动规律，其稳定性和收敛速度将影响整个程序的可靠性和效率。但通风网络解算是一项艰巨和复杂的工作，特别是大型、复杂的风网，需要处理大量的数据，且数据类型复杂。因此选择合适的解算方法对于复杂通风网络解算是十分关键的步骤。2遗传算法解算通风网络的基本原理2．1通风网络的基本定律假设一个通风网络节点数为．，个，分支数为Ⅳ个，则该风网的独立回路数为=Ⅳ一

7、．，+1。(1)风压平衡定律。通风网络中任意回路的风压代第5期刘志强等：基于混合遗传算法的通风网络解算研究．57．MN数和为零，因此对于通风网络中的个独立回路，minJ=∑[∑6(RjQj-pj+Fi(Qi)l一0可列出个风压平衡方程：i=1：1NN’=∑6。一∑6(+)=o：1，2，⋯，)(1)=1』=1l【0QJ=o=1，2，⋯，．，)式中：——回路i的风压代数和；．，=——第分支的风量；另外对任一通风网络，由网络图形理论，可以拟定其基、PJ、)——分支的风阻、自然风压准分支为：树支，余支；则分支集合为E={EEL1；和风机风压(若回路没有风机，则该项为零)

8、；流量矩阵为Q={Q}；