部分覆盖下供水管网水质监测点优化选址方法

针对供水管网水质监测点的优化选址问题,提出了部分覆盖的概念,将单一的覆盖标准扩展为覆盖标准区间,认为当下游节点水量来自上游节点的比例在最小覆盖标准与最大覆盖标准之间时,在下游节点设置水质监测点,不仅能够监测其自身的水质状况,而且可以在一定程度上部分地反映上游节点的水质状况.建立了部分覆盖下水质监测点优化选址的数学模型,以覆盖水量最大为目标,结合一管网算例设计了求解该数学模型的基于二进制编码的混合粒子群算法.算例结果表明,部分覆盖较完全覆盖对水质监测点优化选址的结果影响较大,同时覆盖标准的区间化更有利于决策过程的实施.     

基于理想余氯质量浓度的给水管网二次加氯优化

针对给水管网余氯质量浓度分布不均对管网水质造成较大的影响等问题,提出给水管网二次加氯2级优化动态模型,第1级是以满足管网余氯覆盖条件下加氯点数最少(即加氯点建设投资最少)为优化目标的加氯点选址优化模型,用余氯覆盖集表示加氯点对监测结点的水质影响程度.第2级提出基于理想余氯质量浓度的加氯速率优化模型,并结合算例对模型进行验证和分析.结果表明,该模型能够得到合理的加氯点选址方案和周期性加氯速率方案.二次加氯优化模型可以使管网余氯时空分布更为均匀且接近理想余氯质量浓度,同时可降低消毒剂投加量,从整体上改善管网水质.     

管网水质监测点对二次加氯影响优化分析

为使水质监测点能够适合于供水管网二次加氯问题,考虑在多工况下采用I/O模型生成覆盖矩阵,建立监测点优化选址模型.为了最大化加氯点实际覆盖能力和最小化管网余氯浓度实际相对标准差,对监测点数量、加氯点数量、监测点覆盖标准和加氯点覆盖标准4个因素的优化取值进行探讨.通过实例验证表明,监测点选址模型能够找到在给定监测点数量下的最优方案.监测点覆盖标准应不大于加氯点覆盖标准,并在0.5～0.7取值,监测点数量应在布置费用约束下尽可能多,加氯点数量及布置方案应使名义覆盖率达到小于100%下的最大值.若前述条件均满足,则二次优化问题的实际相对标准差最小,且名义相对标准差和实际相对标准差的差别很小.该监测点选址模型对二次加氯问题较适用,可以减少二次加氯的总计算量.     

供水管网水质监测点优化选址研究

针对复杂管网水质比例矩阵求解困难的问题，利用递归方法求解水质比例矩阵,由此得到给定覆盖标准下的覆盖矩阵.以覆盖水量最大为优化目标，提出基于离散二进制编码的微粒群优化算法(DBPSO)优化供水管网水质监测点(WQMS)的选址方法,并给出了详细的计算步骤.算例计算结果表明，用递归方法求解复杂管网的水质比例矩阵具有较高的时间效率且编程容易实现.基于DBPSO算法的WQMS选址方法具有较高的搜索效率，在给定的监测点数目下能够快速找到最优的监测点位置，通过监控监测点的水质状况能够最大程度地了解整个供水管网的水质信息，为供水管网WQMS的优化选址提供了一种新的途径.     

城市供水SCADA系统管网流量监测点优化选址研究

结合输配水管网拓扑结构图论模型,通过计算节点流量变化对管网各管段流量的影响程度,引入有效监测范围的概念,求出在给定有效监测级下的有效监测矩阵,采用计算非多余支配集和最小覆盖集的方法,提出一种城市供水管网流量监测点的优化选址方法,为供水SCADA系统正确调度和对供水事故的监控提供有效的依据,通过实例验证方法的可靠性和有效性.     

城市供水SCADA系统管网流量监测点优化选址研究

结合输配水管网拓扑结构图论模型，通过计算节点流量变化对管网各管段流量的影响程度，引入有效监测范围的概念，求出在给定有效监测级下的有效监测矩阵，采用计算非多余支配集和最小覆盖集的方法，提出一种城市供水管网流量监测点的优化选址方法，为供水SCADA系统正确调度和对供水事故的监控提供有效的依据．通过实例验证方法的可靠性和有效性。     

基于加权最小二乘法的供水管网节点流量校核

管网水力模型是实现供水系统现代化管理的重要工具,要使水力模型能比较准确地反映管网真实运行状态,达到预期使用目的,其中的参数需要校核。将管网节点流量校核作为优化问题,采用加权最小二乘法逐步迭代求解,与已有研究相比,采用矩阵分析法推导供水管网雅克比矩阵解析式,引入水量分配矩阵聚合节点流量,将欠定问题转化为超定,提高了校核的计算效率和结果的可靠性。采用简单管网阐明了雅克比矩阵的计算、节点流量的聚合及梯度向量的构造,利用实际管网验证了方法的实用性。     

基于集合覆盖模型的京津冀工业再生资源设施点选址优化研究

基于京津冀协同发展视角下三地再生资源产业协同发展的内在需求,探讨京津冀地区工业再生资源综合利用设施点选址优化问题.应用集合覆盖模型,以工业固体废弃物配送时间最短和总成本最低为目标,建立工业再生资源综合利用设施点的多目标选址优化模型,并结合遗传算法求解模型,识别能够全面覆盖京津冀区域工业再生资源综合利用设施结点位置,为京...     

基于ArcEngine的供水管网信息系统的开发

GIS的二次开发技术,可以为供水管网信息系统的建设提供技术支持。以ArcEngine提供的控件和对象接口为平台,基于COM组件与面向对象的编程语言Delphi,构建了供水管网信息系统。根据系统的整体架构及其设计方案,重点对空间查询、数据编辑等功能与专题数据的组织和管理方式进行了设计。运行结果表明,系统性能稳定、功能实用,为相关系统的建设和管理提供了一定的借鉴。     

基于先验信息的供水管网阻力系数识别

供水管网阻力系数识别是指通过调整管网水力模型中管道阻力系数,使模型计算值与监测值相符的过程。由于实际中监测点数量有限,管网阻力系数识别为欠定的优化问题。现行方法通常采用管道分组这一参数化方法将欠定问题转换为超定,应用遗传算法或其它随机搜索算法求解。提出了基于先验信息的供水管网阻力系数识别算法,所提出算法根据管道管材、管龄等先验信息对管道阻力系数进行估计,并将估计值作为伪观测值引入目标函数将欠定优化问题转换为超定,采用高斯-牛顿算法进行求解。与现有方法相比,所提出算法避免了管道分组不唯一的问题;再者,推导了供水管网阻力系数雅克比矩阵解析式用于搜索向量构造,提高了参数识别计算效率。采用小型管网阐明了雅克比矩阵计算及搜索向量构造,利用大型管网验证了算法的实用性。     

基于系统动力学的配电网规划评价

电网规划评价方法大都侧重于电网的静态分析,对电网发展的趋势及动态特性并未进行分析,使得评价结果有一定的局限性.鉴于系统动力学在缺少数据的情况下仍具有较强的定量分析能力,应用系统动力学中因果反馈的原理,提出一种基于系统动力学的配电网动态分析评估体系与模型,通过选取适当的技术经济指标进行动态模拟,分析得到电网规划方案的评价...     

基于列车到发分布的高速铁路车站到发线运用优化

针对高速铁路车站到发线运用计划编制问题,提出了一种基于分时段多目标的到发线运用优化模型和改进的快速非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ).首先,考虑咽喉区进路与到发线的耦合关系,根据列车到发分布特征对研究时段进行划分,以到发线利用均衡、计划鲁...     

基于灰色系统理论的贵阳市城市用水总量预测

城市用水总量预测是水资源规划与管理的前提和基础,预测结果直接影响给水系统调度决策的可靠性和实用性及城市水资源的可持续利用和社会经济的可持续发展。以2002—2019年各年间估算的城市用水总量(计算需水量)与供水总量(实际供水量)为基础研究数据,建立了两个灰色GM(1,1)预测模型,选择精度较高的模型响应式对贵阳市未来5 a的城市用水总量进行了预测,以期为水资源规划与管理、水系统调度决策等工作服务。以实际供水量为原始数据建立的预测模型,经验证,模型精度检验为合格级,且模型响应式精度更高;对2002—2019年模型响应式的结果进行验证和分析,预测模型结果可靠、预测数据的增长趋势和相符性符合控制要求。预测表明贵阳市2022年城市用水总量约为39 514.32万m³,并将逐步增加到2025年的约43 096.08万m3,并将逐步增加到2025年的约43 096.08万m³,年平均增长率约为2.93%。     

Optimization algorithm based on kinetic-molecular theory

Traditionally, the optimization algorithm based on physics principles has some shortcomings such as low population diversity and susceptibility to local extrema. A new optimization algorithm based on kinetic-molecular theory （KMTOA） is proposed. In the KMTOA three operators are designed： attraction, repulsion and wave. The attraction operator simulates the molecular attraction, with the molecules moving towards the optimal ones, which makes possible the optimization. The repulsion operator simulates the molecular repulsion, with the molecules diverging from the optimal ones. The wave operator simulates the thermal molecules moving irregularly, which enlarges the searching spaces and increases the population diversity and global searching ability. Experimental results indicate that KMTOA prevails over other algorithms in the robustness, solution quality, population diversity and convergence speed.     

基于剩余能量熵的供水管网可靠性优化设计

针对供水管网(WDS)的可靠性优化设计问题, 提出将剩余能量熵作为可靠性度量指标,建立以剩余能量熵最大化、以管网建造年费用和运行费用最小化为设计目标的多目标优化模型.结合一典型管网算例,应用非支配排序遗传算法-II（NSGA-II）并引入诱导变异算子求解该模型,给出设计目标间的Pareto前沿面.优化结果表明,成本和采用剩余能量熵描述的可靠性指标得到了显著的优化,诱导变异算子的引入大大加快了种群向目标解域的收敛速度.在解集中,将剩余能量熵与Vaabel提出的剩余能量因子和Todini提出的恢复力指标进行比较.比较结果显示,剩余能量熵与剩余能量因子、恢复力指标均存在很好的正相关关系,证实了以剩余能量熵作为可靠性指标的可行性.通过比较管网在各管段依次发生故障时的剩余能量熵和流量熵,发现剩余能量比流量熵更能够灵敏地反映故障工况,表明基于剩余能量熵指标设计的管网更能够提高管网应对故障的能力.     

Optimization approach hydroforming car beam billets based grey system theory

Perfect combination of structural size parameters of the hydroforming billets is essential to obtain even wall-thicknesses of the car-beam.Finite element(FE)analysis on hydroforming car-beam was carried out,and the results were optimized according to multiple quality objectives by the grey system theory.With bending angle,bending radius and hight-difference along the axis direction as variables,orthogonal FE analyses were conducted and the minimum and maximum wall-thicknesses of the billets with different sizes were obtained.Taking the minimum and maximum wall-thicknesses as two references,the correlation coefficient between the data for reference and those for comparison by the grey system theory reduced multi-objectives to a single quality objective,and the average correlation level of every billet facilitated the optimization of size parameters for hydroforming car beam.The trial production showed that the optimization approach satisfied the need of hydroforming car beams.