基于无私合作博弈模型的拱坝体型多目标优化设计

摘要

以坝体体积、最大主拉应力和整体应变能作为目标函数,建立拱坝体形多目标优化设计模型,提出基于无私合作博弈模型的多目标求解方法.将3个设计目标视为3个博弈方,通过计算设计变量对目标函数的影响因子和模糊聚类,将设计变量分解为各博弈方拥有的策略空间.采用合作约束力协议,建立博弈得益函数与目标函数之间的映射关系.各博弈方分别以自身博弈得益函数为目标,在各自的策略空间中进行单目标优化,获得本博弈方对其余博弈方的最佳对策,所有博弈方的最佳对策形成一轮博弈的策略组合,并根据收敛判别,通过多轮博弈,获得最终的博弈解.以白鹤滩拱坝为例,设计结果显示体积方量减少了27.7万m3,最大主拉应力降低了0.58MPa,应变能下降了0.057GJ,体现了无私合作博弈解法的有效性.