改進(jìn)遺傳算法在農(nóng)村供水管網(wǎng)優(yōu)化中的應(yīng)用.pdf

1、農(nóng)村供水系統(tǒng)是農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,是發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、提高農(nóng)民收入、確保農(nóng)村飲用水安全和改善農(nóng)民生活不可替代的物質(zhì)基礎(chǔ),同時(shí)也是建設(shè)新農(nóng)村、縮小城鄉(xiāng)差距的必然要求。所以,做好農(nóng)村供水工程具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 在整個(gè)供水系統(tǒng)中管網(wǎng)部分的基建投資最高,而且涉及到龐大的能耗,一般要占到工程總投資的60％～80％。由于農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較薄弱、居民居住分散、供水區(qū)域較大以及供水管線較長(zhǎng)等特點(diǎn),農(nóng)村供水管網(wǎng)多采用的是樹狀管網(wǎng)或混合

2、管網(wǎng),這不同于城市環(huán)狀供水管網(wǎng)的計(jì)算。本論文作者通過(guò)參考大量查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究文獻(xiàn),充分搜集整理資料以尋求農(nóng)村供水管網(wǎng)規(guī)劃最優(yōu)方案以及最合理的計(jì)算方法。具體內(nèi)容如下:
　　 (1)建立供水管網(wǎng)多目標(biāo)模型。本論文通過(guò)參考大量文獻(xiàn),對(duì)管網(wǎng)可靠性進(jìn)行分析,用節(jié)點(diǎn)富余水頭對(duì)管網(wǎng)可靠性進(jìn)行衡量,從而建立以供水管網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性作為目標(biāo)函數(shù)的管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)多目標(biāo)模型,即建立以節(jié)點(diǎn)富余水頭、管網(wǎng)建造費(fèi)用和運(yùn)行管理費(fèi)用之和最小的目標(biāo)函數(shù),并以標(biāo)

3、準(zhǔn)管徑及最小管徑約束、節(jié)點(diǎn)水頭約束、水力平衡約束、管段流速約束和泵站可供水量的約束等為模型的約束條件。
　　 (2)管網(wǎng)優(yōu)化布置是管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的前提,本文以尋求管網(wǎng)總長(zhǎng)度最短為目標(biāo),采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法尋找樹狀管網(wǎng)最短路線的最佳布置方案,即將樹狀管網(wǎng)的優(yōu)化布置分成兩個(gè)階段來(lái)完成,第一個(gè)階段是根據(jù)設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)得出幾種符合設(shè)計(jì)規(guī)范的布置形式;第二階段是在第一價(jià)段的基礎(chǔ)上,根據(jù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論研究每一種布置形式的管徑優(yōu)化問題。
　　 (

4、3)考慮到農(nóng)村管網(wǎng)的改擴(kuò)建工程以及聯(lián)網(wǎng)工程日益增多,農(nóng)村供水模式逐漸由單村供水模式向集中供水模式和聯(lián)村供水模式發(fā)展,本文遵循最短距離原則,進(jìn)行分區(qū)管網(wǎng)間的合理連接與布局,并建立了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型。
　　 (4)本文根據(jù)管網(wǎng)計(jì)算的特點(diǎn),分別采用了整數(shù)編碼、輪盤賭選擇法、適合整數(shù)編碼的算術(shù)交叉方法、改進(jìn)的變異概率以及懲罰函數(shù)法將約束問題轉(zhuǎn)化為非約束問題建立的廣義適應(yīng)度函數(shù)。
　　 (5)通過(guò)山東省兗州地區(qū)漕河鎮(zhèn)新建供水