基于遗传算法的猎德三期污水管网优化设计

摘要

污水管网系统的设计一般分为两个步骤进行:管网布线和水力参数计算.污水管网系统具有图的性质,本文从图论的角度出发,建立了管网结构优化和管网参数优化模型;污水管网水力参数较多,而且它们之间相互制约和影响关系较为复杂,本文采用遗传算法求解管网优化模型;优化模型求解是一个计算机求解过程,它的前提是有一个能准确反映管网费用的函数形式,本文也提出了根据管网投资费用数据求解函数的模型.对于广州市猎德三期一纳污区域的管网系统,用本文提出的管网系统优化设计模型进行了尝试性优化设计,其结果比较令人满意:管道各项水力参数都满足规范要求情况,管网结构优化后污水管网费用,较原设计方案费用减少约2.85％,对最优结构下的管网进行参数优化后,费用进一步减少,约为原设计方案的75％.

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第一章绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.1.1排水工程的重要意义

1.1.2存在问题

1.1.3管网优化的意义

1.2研究现状

1.2.1结构优化

1.2.2参数优化

1.3课题研究的目的和内容

1.3.1研究目的

1.3.2研究内容

第二章图论与遗传算法原理

2.1图论

2.1.1图的定义

2.1.2基本概念

2.1.3图的连通性

2.1.4图的矩阵表达

2.1.5树的定义及特性

2.1.6污水管网系统的图特性分析

2.1.7污水管网的图表示

2.2遗传算法

2.2.1遗传算法的定义

2.2.2运行参数

2.2.3运行过程

2.2.4遗传算法的特点

2.3本章小结

第三章污水管网系统优化模型

3.1费用函数

3.1.1目标函数与约束条件

3.1.2函数形式建立

3.1.3函数求解

3.1.4实例求解

3.2结构优化

3.2.1基础数据

3.2.2建模求解

3.2.3模型特点

3.3参数优化

3.3.1优化模型

3.3.2模型求解

3.4本章小结

第四章工程实例及分析

4.1工程概况

4.2基础数据

4.2.1污水量

4.2.2污水管网规划

4.3优化计算

4.3.1管道费用函数

4.3.2结构优化

4.3.3参数优化

4.3.4结果分析

4.4本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

附录