基于自適應粒子群算法的城市給水管網(wǎng)優(yōu)化設計.pdf

1、城市給水管網(wǎng)是連接給水處理廠與城市用戶的橋梁，是城市給水系統(tǒng)中的最重要的環(huán)節(jié)，占了給水系統(tǒng)的30％-50％的能耗，以及70％-80％的投資。城市化進程和水資源的日益緊缺，要求我們提高水資源的利用率，更加科學合理地對城市供水管網(wǎng)進行規(guī)劃、設計以及進行高效的運行管理。
　　 傳統(tǒng)的管網(wǎng)優(yōu)化模型僅考慮了經(jīng)濟性，即在滿足水力條件下求管網(wǎng)鋪設的最小費用。本論文將可靠性和經(jīng)濟性結合建立了多目標函數(shù)，可靠性是指在正常工作時要保證用戶所需的水量

2、、水壓，在事故時要確保管網(wǎng)提供的水量和水壓不低于規(guī)定的限度，分別用管網(wǎng)節(jié)點富余水頭和管網(wǎng)恢復力來衡量，節(jié)點富余水頭越小代表管網(wǎng)的爆管率越低，管網(wǎng)系統(tǒng)可靠性越高；管網(wǎng)的恢復力越大代表在發(fā)生事故時越能夠抵消事故造成能量損失，能夠最大可能的滿足事故時用戶對水量和水壓的需求；經(jīng)濟性是指管網(wǎng)年折算費用和運行費用之和，在滿足包括水量、水壓、管段流量和管徑等水力約束條件下，費用最低的管網(wǎng)布置形式就是所求的最優(yōu)解。
　　 在對輸入管網(wǎng)信息數(shù)據(jù)進

3、行處理時，需要將管網(wǎng)的信息轉化為矩陣的形式，并采用銜接方法中的系數(shù)壓縮矩陣法對數(shù)值進行處理，這種方法有效地減少了輸入的數(shù)值量，避免內(nèi)存溢出，提高輸入速度。
　　 管網(wǎng)水力計算采用的是牛頓法中的BFGS擬牛頓法，牛頓法適用于大型管網(wǎng)的計算機求解，但是存在收斂局限性，因此本文采用的BFGS擬牛頓法能夠克服標準牛頓法的不足，對處理大型非線性方程的全局最優(yōu)解有較好的效果。
　　 采用自適應粒子群算法(AFIPSO)對管網(wǎng)的優(yōu)化設