基于遺傳算法的排水管道參數(shù)優(yōu)化問題研究.pdf

1、排水系統(tǒng)是市政基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，整個排水系統(tǒng)總投資的70～80％都來自于排水管道部分。所以，采取措施優(yōu)化管道，降低投資工程的費(fèi)用，具有重大的經(jīng)濟(jì)意義。排水管道優(yōu)化設(shè)計主要從兩個方面展開:一是管道線路布置的優(yōu)化;二是管道布置確定后，管道參數(shù)的優(yōu)化。本文針對第二種優(yōu)化問題展開研究，即對包括管徑，坡度，充滿度和流速等管道參數(shù)的優(yōu)化，且這些參數(shù)需滿足特定的約束條件。論文提出一種基于遺傳算法的求解方法，并開發(fā)了一個實用軟件包，具體工作如下:

2、
　　針對排水管道參數(shù)優(yōu)化問題模型，提出一種基于遺傳算法的求解方法。該算法采用二維混合編碼方式來表示問題解，即一個問題解記錄了各管段上充滿度和管徑的取值情況。算法混合使用單點交叉和兩點交叉算子，以及單點和多點均勻變異算子。適應(yīng)值函數(shù)以排水管道參數(shù)優(yōu)化問題的求解目標(biāo)為主要度量，綜合考慮了工程造價及優(yōu)化方案的可行性，采用懲罰因子來調(diào)整問題解的適應(yīng)度。利用實際工程案例對算法性能進(jìn)行測試，并將遺傳算法優(yōu)化得到的參數(shù)設(shè)計方案與運(yùn)用一些其它方

3、法的參數(shù)方案進(jìn)行對比分析。實驗對比結(jié)果顯示，較一些其它方法方案的工程投資額，運(yùn)用本文方案對應(yīng)的工程投資額更低。本文提出的遺傳算法對排水管道參數(shù)優(yōu)化問題模型的求解是有效的，能夠降低管網(wǎng)工程造價。
　　基于本文的遺傳算法優(yōu)化方法，設(shè)計開發(fā)了一個求解排水管道參數(shù)優(yōu)化問題的實用軟件包。軟件包使用C++語言在Visual Studio2015平臺上開發(fā)。通過仔細(xì)分析軟件的功能需求，對軟件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，包括數(shù)據(jù)輸入、參數(shù)設(shè)置、優(yōu)化結(jié)果和幫助