改進遺傳算法在農(nóng)村供水管網(wǎng)優(yōu)化中的應用.pdf

1、農(nóng)村供水系統(tǒng)是農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎設施,是發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟、提高農(nóng)民收入、確保農(nóng)村飲用水安全和改善農(nóng)民生活不可替代的物質(zhì)基礎,同時也是建設新農(nóng)村、縮小城鄉(xiāng)差距的必然要求。所以,做好農(nóng)村供水工程具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 在整個供水系統(tǒng)中管網(wǎng)部分的基建投資最高,而且涉及到龐大的能耗,一般要占到工程總投資的60％～80％。由于農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟基礎較薄弱、居民居住分散、供水區(qū)域較大以及供水管線較長等特點,農(nóng)村供水管網(wǎng)多采用的是樹狀管網(wǎng)或混合

2、管網(wǎng),這不同于城市環(huán)狀供水管網(wǎng)的計算。本論文作者通過參考大量查閱國內(nèi)外相關研究文獻,充分搜集整理資料以尋求農(nóng)村供水管網(wǎng)規(guī)劃最優(yōu)方案以及最合理的計算方法。具體內(nèi)容如下:
　　 (1)建立供水管網(wǎng)多目標模型。本論文通過參考大量文獻,對管網(wǎng)可靠性進行分析,用節(jié)點富余水頭對管網(wǎng)可靠性進行衡量,從而建立以供水管網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟性作為目標函數(shù)的管網(wǎng)優(yōu)化設計多目標模型,即建立以節(jié)點富余水頭、管網(wǎng)建造費用和運行管理費用之和最小的目標函數(shù),并以標

3、準管徑及最小管徑約束、節(jié)點水頭約束、水力平衡約束、管段流速約束和泵站可供水量的約束等為模型的約束條件。
　　 (2)管網(wǎng)優(yōu)化布置是管網(wǎng)優(yōu)化設計的前提,本文以尋求管網(wǎng)總長度最短為目標,采用動態(tài)規(guī)劃法尋找樹狀管網(wǎng)最短路線的最佳布置方案,即將樹狀管網(wǎng)的優(yōu)化布置分成兩個階段來完成,第一個階段是根據(jù)設計人員經(jīng)驗得出幾種符合設計規(guī)范的布置形式;第二階段是在第一價段的基礎上,根據(jù)動態(tài)規(guī)劃理論研究每一種布置形式的管徑優(yōu)化問題。
　　 (

4、3)考慮到農(nóng)村管網(wǎng)的改擴建工程以及聯(lián)網(wǎng)工程日益增多,農(nóng)村供水模式逐漸由單村供水模式向集中供水模式和聯(lián)村供水模式發(fā)展,本文遵循最短距離原則,進行分區(qū)管網(wǎng)間的合理連接與布局,并建立了相應的優(yōu)化設計數(shù)學模型。
　　 (4)本文根據(jù)管網(wǎng)計算的特點,分別采用了整數(shù)編碼、輪盤賭選擇法、適合整數(shù)編碼的算術交叉方法、改進的變異概率以及懲罰函數(shù)法將約束問題轉化為非約束問題建立的廣義適應度函數(shù)。
　　 (5)通過山東省兗州地區(qū)漕河鎮(zhèn)新建供水