树状灌溉管网两级遗传优化设计

针对树状管网布置依赖设计人员经验的特点,提出了一种基于整数编码遗传算法的树状管网两级优化方法：第一级优化根据树状管网单点供水的原则,避免了最优生成树方法的复杂性,将设计人员的经验有机融合到设计过程中,寻找出一组符合工程情况的管网布置形式;第二级优化在第一级优化的基础上采用整数编码的遗传算法,以投资最小为目标函数,计算出最优管径组合。该方法采用MATLAB6．5编程,可得出较优的布置方案。     

基于整数编码粒子群算法的树状供水管网优化

以管网年费用折算值为目标函数,以管网布置形式及管径为优化参数,建立了树状供水管网的优化设计模型.利用基于整数编码的粒子群算法对这一模型进行了求解,该方法以某一管网连接状态及各管段管径作为粒子群个体,采用整数编码,通过不断地更新粒子的位置来搜索最优的管网结构及管径值,实现了对管网布置形式及管径的同时优化.优化过程中,对进化过程中产生的不可行解进行处理,提高了优化效率.实例表明,将粒子群算法应用于树状管网优化设计中可以获得更好的优化结果和效率.     

复杂地形条件下重力流管道输水管网设计研究进展

山区、丘陵区地形复杂高差大,管道输水布置根据供水点分布一般为树状管网.本文通过分析国内外对树状管网布置进行优化研究,优化方法主要是遗传算法和图论理论,所不同的是优化方法的求解过程.马孝义等综合了设计人员的实践经验,利用整数编码对优化问题的求解得到了较好的效果.周荣敏等利用单亲遗传算法可以在较短的时间内提供一批接近工程实际需要且管网投资最小的布置方案,为方案评价和决策提供了可靠依据;分析了各种管材的优缺点,为山区、丘陵地区的输水工程设计提供参考;分析国内外对树状管网经济管径的研究,利用经济手段计算经济管径,避开了选择经验流速的困难,取得了较好的效果.张奎、张志刚等方法简单可行,能够满足设计要求精度,较采用经济流速的方法设计管径更加合理.     

自压式树状管网神经网络优化设计

应用Hopfield神经网络模型的优化计算原理与方法, 建立了自压式树状管网神经网络优化设计模型, 并用计算机软件模拟方法求解. 研究表明: 人工神经网络法是快速求解自压式树状管网非线性规划模型的一种新方法, 结合两级优化算法可以实现树状管网全局最优设计.     

遗传算法实现农村树状供水管网的优化设计

为改善农村树状供水管网的管径设计方案,应用数学建模和最优化理论,提出在确定管网布置方案的基础上,采用整数编码的遗传算法,建立管径组合方案优化模型。以经济性作为目标函数,并结合实例,编制相应计算程序,对某一农村供水管网进行优化设计,与传统设计方案进行对比。结果表明,该优化设计方案在经济性和水力特性都优于传统的设计方案。     

基于模拟退火遗传算法的自压树状管网优化

将遗传算法全局优化和模拟退火的良好局部搜索能力有机结合,构造出一种退火遗传算法用于自压树状管网的优化设计方法。假定管网中每一管段最多只能由两种管径的管道组成,建立了以管网造价为目标函数,以管长、标准管径为决策变量的自压树状管网优化数学模型。采用基于不可行度的退火算法处理约束条件,应用遗传算法进行优化计算。仿真实例结果表明,该模型与算法在求解自压树状管网优化问题上,具有良好的优化性能和求解效率。     

应用单亲遗传算法进行树状管网优化布置

树状管网布置优化属于典型的组合优化问题。本文针对树状管网布置的特点，以图论和遗传算法为理论基础，应用改进遗传算法 单亲遗传算法进行树状管网优化布置，并设计了相应的适应度函数、单亲换位算子和逆转算子。与Dijkstra算法和Kruskal算法相比，单亲遗传算法直接以管网投资最小为优化目标，能够获得一批管网投资最小的布置方案，且算法的寻优效率较高，收敛性和稳定性较好。     

基于遗传算法的树状灌溉管网优化设计

根据树状灌溉管网的特点,应用基于整数编码的遗传算法进行了重力和泵站加压的树状灌溉管网的优化设计。该方法操作简单、实用,易于实现,有较高的可行性。在计算机实现过程中采用VB和MATLAB混合编程,软件可脱离MATLAB独立运行。     

基于列队竞争算法的变权值树状管网优化布置

根据树状输配水管网的特点,提出一种简化的灌溉输配水管网优化布置模型及求解方法。该模型的目标函数仅有各个管段的长度和流量,既考虑了流量的变化,实现变权值的管网优化布置,又摒除了管材的价格、规格型号等因素的影响,使得优化计算更简便。用列队竞争算法对该模型进行求解,首先用图论的有关理论建立管网系统的连接矩阵、流量向量等,并根据邻接矩阵表示的树图的特点设计了相应的适应度函数、编码方法和变异算子。通过算例表明该算法能够获得费用最小的布置方案,与单亲遗传算法和模拟退火遗传算法相比,该方法模型简单,控制参数少,收敛速度快,有较高的搜索效率和稳定性。     

低压管道输水灌溉管网优化设计

管网优化包括布置方案优化和管径优化。过去管网优化一般人为选定布置方案后只进行管径优化,但是,不同类型管网(树状管网或环状管网)只优化管径并不能说明布置方案优化,还必须做年费用比较,年费用最小的布置方案才是最优布置方案。本管网优化设计采取同类型管网推求单位长度管道基建投资函数和能耗函数,求其公共解方法求解优化管径,再做不同类型管网年费用比较,选取优化布置方案,实现了管径、布置方案双向优化。     

灌区自压微灌独立管网系统优化设计研究

微灌管网系统由田间管网系统和骨干管网系统两部分组成,田间管网入口所需压力只与灌水器设计工作水头及田间管网允许水头差有关,因此两部分的优化问题是相互独立的。目前田间管网优化设计主要是在限定面积且布置已定的情况下进行支毛管管径组合优化。本研究在不限定管网系统面积的情况下建立了单向毛管田间管网、双向毛管田间管网及自压微灌骨干管网的优化设计数学模型,可同时完成相应管网的优化布置和优化设计且能得到最佳控制面积。利用解的不可行度对随机产生的初始种群进行选择以改善种群质量,利用罚函数法处理约束条件,应用遗传算法进行优化计算。结果表明:双向毛管田间管网在控制面积及单位面积投资两方面均优于单向毛管田间管网,推荐以双向毛管田间管网优化结果为基础进行骨干管网的优化,算法收敛性能稳定,具有较高的计算精度,此优化设计研究成果对自压微灌系统设计及区域管网优化设计具有一定的实际意义。     

树状给水管网布置形式优化设计

以管网年费用折算值作为管段的权值建立目标函数,以基于破圈法及Mayeda-Seshu算法的列队竞争算法作为求解方法,用于进行树状给水管网系统的优化,并将该方法用于实例研究。结果表明:该算法既可以完全避免以往各种优化算法在进化过程中产生不可行解的弊端,又继承了普通列队竞争算法寻优速度快的优点,使得算法的计算效率显著提高,计算结果的准确性也得以保证。该优化算法的提出对树状给水管网布置形式优化设计具有重要意义。     

河曲县膜下滴灌项目区玉米灌溉制度设计

膜下滴灌的灌溉制度设计比其他灌溉制度的设计更为复杂,因为它要细化到每一个滴头、每一株农作物的浇灌,所以膜下滴灌灌溉制度的设计是整个灌溉工程设计的关键。只有灌溉制度确立后才能对整个管网的布置和管材、管径的选择提供必要的计算参数。文中阐述了河曲县膜下滴灌项目区玉米灌溉制度设计的步骤和方法。     

不同灌溉工作制度下的灌溉管网优化设计研究

采用基于人工神经网络的两级优化设计模型 ,对自压式灌溉管网进行优化设计 ,并分析了不同灌溉工作制度对管网投资的影响。研究表明 ,通过灌溉管网优化设计 ,可以得到不同灌溉工作制度下的管网投资最小的优化设计结果。与原始设计方案相比能够节约大量的投资 ,并可用于选择合理的灌溉工作制度。     

基于组合权重的模糊物元模型在输水管材选型中的应用

在输调水工程中,管材选型问题具有模糊不相容和多目标性的特点,是工程技术人员面临的技术难题。建立了一种基于变异系数和层次分析法的模糊物元评价方法,分析了影响管材选择的各种指标,构建了管材类型选择的综合评价指标体系;引入了变异系数法修正层次分析法确定指标权重时的主观性,从而确定了评价指标的组合权重,建立了模糊物元评价模型,并利用欧式贴近度结合价值工程原理判断最优管型。在研究过程中,以新疆某引水管线工程的管材选型为例进行评价模型的工程应用,经计算可得最适宜该工程的管材类型为玻璃纤维增强塑料夹砂管(FRPM)。结果表明,利用本模型进行管材选型,可以根据实地工程条件以及管材技术特性,考虑技术、经济、施工、安全等多方面影响因素,选择出适宜本工程条件的最优管型。