神经网络算法在给水管网优化设计中的应用研究

摘要

城市给水管网是城市供水系统的重要组成部分。在整个供水系统中，管网部分的投资一般要占到工程总投资的70﹪，而且涉及到庞大的能耗和运行管理费用。因此，寻求整个供水系统的造价最低或年费用最小的设计方案对提高经济效益和社会效益等有着重要的现实意义。　　本文在借鉴和吸收前人研究成果的基础上，针对现有管网优化设计方法中存在的问题和不足，应用人工神经网络最优化理论与算法，建立了优化能量函数，对压力管网最优化研究中的若干问题进行了有益的探索和尝试，特别是在环状管网优化方面，提出了分级优化的思想，并且在优化过程中对优化的算法进行了改进，缩短了运行时间。本文通过算例，对神经网络优化算法的具体应用进行了过程描述，计算成果经与传统算法结果比较，表明本文提出的模型和算法是切实可行的。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1给水管网系统优化研究的重要性

1.2管网优化设计研究

1.2.1线性规划模型

1.2.2非线性规划模型

1.2.3动态规划模型

1.3基于神经网络算法的管网优化研究

1.4本论文研究内容

第2章神经网络概述

2.1什么是神经网络

2.1.1神经网络的一般框架

2.1.2神经元(处理单元)模型

2.1.3神经网络互连模式

2.1.4神经网络的学习算法

2.1.5神经网络的计算

2.2 Hopfield神经网络概述

2.2.1离散型Hopfield网络

2.2.2连续型Hopfield网络

2.3 Hopfield网络用于求解组合优化问题

第3章管网造价及水力计算

3.1管网造价

3.1.1目标函数的组成

3.1.2管网造价计算

3.2给水管网基本方程

3.3给水管网约束条件

第4章管网优化数学模型的建立和求解

4.1神经网络用于求解管网优化问题

4.2自压式树状管网神经网络优化计算

4.2.1管网优化计算能量函数的建立

4.2.2管网优化的算法

4.2.3管网优化算法智能化

4.2.4管网优化计算的结果

4.2.5线性规划模型优化计算结果

4.3环状管网神经网络优化计算

4.3.1管网优化算法的步骤

4.3.2流量分配优化计算能量函数的建立

4.3.3流量分配优化解法

4.3.4管网优化计算能量函数的建立

4.3.5计算机模拟结果

总结及研究展望

致谢

参考文献

攻读研究生期间发表的论文