改进遗传算法在农村饮水工程树状管网优化设计中的应用

摘要

树状管网优化设计是供水工程规划设计的一项重要工作，国内外许多学者都对此做了广泛、深入的研究，提出了很多具有代表性的优化设计理论与方法，例如枚举法、界限流量法、线性规划法、非线性规划法、动态规划法、广义梯度法、模拟退火算法、遗传算法等。 本文首先阐述了树状管网优化设计的内容和意义，简要介绍了已有的优化方法，分析比较了各种优化方法并指出其存在的不足；本文采用遗传算法，通过对选择算子、交叉算子、变异算子以及部分参数的设置等改进，以年费用折算值为目标函数，建立了农村饮水工程骨干输水树状管网优化设计的遗传算法模型；开发了农村饮水工程规划计算机辅助设计系统中管网水力计算模块，本模块操作简便，界面友好，运行速度快，结果合理，基本达到系统预定的要求，具有较强的实用性和工程实践意义。 论文给出了工程优化设计实例。

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声明

1绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2管网优化的国内外研究现状

1.3本文主要研究内容与成果

2乡镇供水管网水力计算理论

2.1农村饮水工程骨干树状管网特点

2.2供水管网的传统水力计算方法

2.3供水管网的优化方法研究

2.3.1技术经济模型法

2.3.2界限流量法

2.3.3遗传算法

2.4树状管网优化评述

3乡镇供水树状管网的改进遗传算法

3.1遗传算法理论

3.1.1遗传算法的起源与发展

3.1.2遗传算法的基本原理

3.1.3遗传算法中的生物遗传学概念

3.1.4遗传算法的应用步骤

3.1.5遗传算法的优越性及其局限性

3.2改进遗传算法的模型建立和计算

3.2.1遗传算法模型的建立

3.2.2编码和产生初始群体

3.2.3适应函数的确定

3.2.4目标函数的约束条件

3.2.5确定父代选择与淘汰标准

3.2.6混合交叉算子法则

3.2.7变化变异算子法则

3.2.8遗传算法的终止规则

3.3遗传算法在已知算例中应用

4管网设计模块开发

4.1农村饮水安全工程设计计算机辅助

4.2管网设计模块

4.3小结

5在工程实例中应用

5.1工程介绍

5.2工程实例计算

5.3小结

6总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

附录：部分VB程序

致 谢

攻读学位期间参与的科研生产项目