基于微粒群算法的給水管網(wǎng)改擴(kuò)建研究.pdf

1、城市給水系統(tǒng)是現(xiàn)代城市中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，給水管網(wǎng)是城市給水系統(tǒng)中的重要組成部分。一方面城市給水管網(wǎng)是連接水廠與用戶的橋梁，另一方面城市給水管網(wǎng)的投資占整個(gè)供水系統(tǒng)的大部分，因此，經(jīng)濟(jì)合理地進(jìn)行給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)成為降低城市給水管網(wǎng)建造及運(yùn)行費(fèi)用。 城市管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，國內(nèi)外的許多學(xué)者進(jìn)行了研究，提出了多種優(yōu)化管網(wǎng)優(yōu)化模型，并根據(jù)這些模型提出了多種優(yōu)化算法。論文在分析了目前常見的幾種管網(wǎng)優(yōu)化模型和優(yōu)化算法的基礎(chǔ)之上，提出了采用

2、一種新型的優(yōu)化算法：微粒群算法(PSO)，對管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 PSO是一種基于群體智慧的新型優(yōu)化算法，具有結(jié)構(gòu)簡單，易于理解，魯棒性強(qiáng)，收斂速度快等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成功應(yīng)用于諸多連續(xù)性問題的優(yōu)化領(lǐng)域。通過對PSO在對連續(xù)優(yōu)化問題時(shí)的優(yōu)化過程進(jìn)行分析，提出通過將優(yōu)化時(shí)的迭代過程分為幾個(gè)階段，分別設(shè)定不同的參數(shù)，將離散的優(yōu)化問題為連續(xù)優(yōu)化過程，將PSO算法應(yīng)用到管網(wǎng)優(yōu)化中，通過一個(gè)算例與其它隨機(jī)算法進(jìn)行比較，并根據(jù)優(yōu)化結(jié)果分析優(yōu)化管網(wǎng)時(shí)

3、得到的局部最優(yōu)解，發(fā)現(xiàn)了局部最優(yōu)解的實(shí)際意義。提出：結(jié)合設(shè)計(jì)人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，預(yù)先確定管網(wǎng)中主要管道和次要管段，提高收斂的速度，使算法能夠收斂到實(shí)際的可行解。 論文使用C++編制了一個(gè)給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)優(yōu)化軟件，并通過重慶市某縣城的一個(gè)給水管網(wǎng)建設(shè)的工程實(shí)例進(jìn)行檢驗(yàn)，實(shí)例證明PSO在管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，收斂速度快，并能夠得到實(shí)際可行的“最優(yōu)解”。 作者還對PSO優(yōu)化管網(wǎng)設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，對新的迭代方法，參數(shù)選擇等研究提出了建議