給水管網(wǎng)多目標優(yōu)化設計.pdf

1、給水管網(wǎng)優(yōu)化設計是城市給水工程的一項重要工作，在經(jīng)濟建設和人民生活中發(fā)揮著重要的作用。在工程資金投入有限的情況下且使整個系統(tǒng)造價最低、系統(tǒng)可靠性最高的設計方案具有巨大的社會和經(jīng)濟效益。據(jù)此，采用多目標優(yōu)化思想對城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化設計進行了研究是一項具有現(xiàn)實意義的課題。 論文首先介紹了給水管網(wǎng)優(yōu)化設計的現(xiàn)狀及背景，論述了給水管網(wǎng)優(yōu)化設計理論和給水管網(wǎng)的數(shù)學模型，提出了管網(wǎng)總費用年折算值最小、管網(wǎng)供水可靠度以及管網(wǎng)供水均勻性為目標

2、的優(yōu)化設計數(shù)學模型。以管網(wǎng)節(jié)點可利用流量，和用需求作為管網(wǎng)的可靠性指標，采用管網(wǎng)熵值指數(shù)度量管網(wǎng)中管段流量分配的均勻程度，分析了各目標在管網(wǎng)設計中所起的作用。 本文采用的優(yōu)化方法-非劣優(yōu)選遺傳算法(NSGA算法)，詳細說明了多目標優(yōu)化中的一些基本概念，及NSGA算法在多目標優(yōu)化問題中的適用性。根據(jù)論文研究問題，采用整數(shù)編碼、隨機聯(lián)賽選擇算法、均勻交叉和均勻變異算法對管網(wǎng)多目標問題進行了求解，建立了優(yōu)化模型求解和選擇優(yōu)化解集的方法

3、，并通過算例檢驗多目標優(yōu)化數(shù)學模型的合理性和有效性。 根據(jù)給水管網(wǎng)多目標優(yōu)化模型和NSGA算法的理論，開發(fā)了管網(wǎng)多目標優(yōu)化軟件-WDN_Analysis1.0。該軟件具有界面友好、使用方便的特點和獨立實用的管網(wǎng)優(yōu)化計算模塊等。通過NSGA算法的計算、分析，得到了DF經(jīng)濟開發(fā)區(qū)規(guī)劃管網(wǎng)管徑的最優(yōu)組合和管網(wǎng)年運行費用，進一步驗證了管網(wǎng)多目標優(yōu)化模型。 本研究注重于優(yōu)化理論和方法的工程實用性，文中采用的優(yōu)化模型可更好地反映多種