基于整数编码遗传算法的树状灌溉管网优化设计方法

针对树状管网布置中较多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.第一级优化是根据树状管网单点供水的原则,建立了融合工程设计经验的树状管网优化布置整数编码遗传算法模型,克服了传统二进制编码方法易产生不可行解的问题,可快速寻找出一组符合工程实际情况的管网布置方案.第二级优化在确定管网布置方案组的基础上采用整数编码的遗传算法,以投资最小为目标,建立了管径优化模型与算法.编制了灌溉管网两级优化设计Matlab程序,进行了工程实例验证.与单亲遗传算法(SPGA)和管网布置经验设计方法进行了比较,表明本文提出的基于整数编码的管网优化设计方法可方便地将设计经验融合到优化计算过程中.能降低管网优化设汁的复杂性和求解难度,快速有效求解符合工程实际的管网优化方案.     

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。     

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.     

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。     

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.     

基于EM算法的树状注水管网优化设计

针对油田系统中的树状注水管网的拓扑优化问题,以最小管网造价为目标函数,以站、间、井的隶属关系惟一性及服务能力等为约束条件,建立优化数学模型。尝试利用一种新型优化算法——类电磁机制算法对模型进行求解,该方法以站、间的空间位置作为带电粒子,在若干带电粒子形成的电场中,粒子受力移动以更新管网的拓扑结构及站、间规模,实现对管网造价的优化。运用实例进行优化验证,优化后的管网造价与原管网的布局造价相比降低了15.28%,充分表明了EM算法在油田树状注水管网拓扑优化方面的有效性。     

基于改进单亲遗传算法的树状管网布置优化

改进单亲遗传算法采用Kruskal算法和Dijkstra算法进行群体初始化代替随机群体初始化过程;采用赌轮盘选择和单亲换位算子作为主要遗传算子,取消选择率、换位率和单亲逆转算子,使算法结构更加简洁明了;增设单一化的最优群体,并自动更新最优群体适应度值的下限。研究表明,通过一系列改进,在同样能获得最优解的前提下,程序运行时间由70s缩短到5s,最大遗传代数由500代以上缩短到100代以下,改进单亲遗传算法（ISPGA）的性能提高显著。     

树状低压输水灌溉管网线性规划优化模型及其求解

针对当前南方地区大规模低压管道输水灌溉管网规划设计中存在的技术难点,建立以管道输水灌溉系统的年费用最小为目标函数的树状管网优化线性规划模型,并将内点法应用于模型求解,取得了良好的效果。     

泵站加压条件下规模化灌溉管网优化方法研究

规模化灌溉管网中管线较长、出流口多,各个出流口易出现压力不均衡问题。结合树状灌溉管网的特点与最优化原理,以管网综合费用为目标函数、出流口压力均衡为主要约束条件,建立了泵站加压状态下的规模化管道输水灌溉管网的优化模型,采用LINGO对优化模型求解,得出了在管道投资最少和压力均衡条件下的最优管径组合方案。优化算例表明:此优化模型相比经济流速法设计的管网,总费用降低4.1%;管网内各个出流口压差不超过20%,满足管道输水灌溉设计中对水压的要求,能够使管网出流口压力均衡。     

基于粒子群算法的灌溉水泵系统优化设计与运行

文章提出了一种相对较新的用于灌溉抽水系统优化设计和运行的管理模式。该管理模式利用粒子群优算法化建立并求解了一个两步优化模型。新提出的模型通过对所有可行的泵机组组合进行详尽的枚举搜索后,在所需时间段内处理给定的需求曲线,然后调用粒子群优化算法搜索每个集合的最优解。在优化机组的运行问题后,计算所有机组的运行总成本和初始投资折旧,确定最优的机组组合,并制定相应的运行策略。研究将所提出的模型用于实际泵站系统的设计和运行后,将结果与优化算法的结果进行比较。结果表明,所提出的模式与粒子群优化算法相结合是一种用于实际灌溉泵系统设计和运行的通用管理模型。     

基于组件GIS的灌溉管网规划设计软件系统

应用地理信息系统(GIS)、CAD软件及数据库等软件开发工具,依据节水灌溉工程技术规范,开发了低压管道输水灌溉管网计算机辅助设计系统。通过人机交互方式实现包括管道系统优化布置、系统设计流量推算、管径优化设计、工程投资概算和经济效益分析等多种功能,建立了常用管材、管件、水泵和电机等材料和设备的综合数据库,并可对其进行管理和维护。系统能够提供图形、文本、表格等多种形式的成果输出,人机交互界面友好,操作方便。使用该系统可保证规划设计方案的合理性,大大地减少人工劳动,提高了工作效率。在系统设计中应用组件式地理信息系统(ComGIS)MapX,方便了系统开发,无需计算机专业或GIS专业技术人员来完成,克服了以往开发者与专业人员分离、所开发软件实用性差的弊端。本系统已广泛应用于江苏省节水农业示范区低压管道输水灌溉工程规划设计,生成方案迅速,规划结果准确、可靠,取得了良好的效果。     

杨柳溪水库灌区渠系建筑物优化设计

针对杨柳溪水库灌区地形地貌、地质条件较复杂,沿线部分渠段边坡稳定性较差、易形成高陡边坡等问题,经现场踏勘结合河渠交叉建筑物方案比选原则,综合考虑工程占地、施工难度及工程投资等因素,优选渠系整体布置方案和渠系建筑物结构形式.经水力计算、应力计算等论证分析,结果表明渠系建筑物结构、型式、过流能力和防洪特性等,均满足SL482-2011规范要求,优化设计方案具有较高的技术可行性和经济合理性.     

小浪底北岸灌区控制性工程隧洞线路分析

通过对项目区地质测绘和地勘报告进行分析,在全面分析线路布置、断层和岩性、施工、投资和风险的基础上对小浪底北岸灌区控制性工程隧洞线路进行了调整。比较初选线路与调整线路可知,调整后隧洞线路避开了大断层引起的高承压水和滑坡体问题,虽然投资增加,但经济效益整体好于初选方案。     

薛家坪提黄工程优化设计研究

针对薛家坪提黄工程的实际情况,对取水方式、水泵选型、运行方式等进行了比选,提出了优化设计方案:针对泥沙较多的取水问题,采用沉沙池技术;在水泵选型时多尺度考虑上下级泵站流量匹配、机组备用、灌溉与工业用水结合等问题;运行方式采用单管运行,并配合蓄水池方案.该优化设计方案符合工程实际,节省了投资.     

富密渠首枢纽工程平面布置优化组合设计体会

平原河流上筑坝引水灌溉，要遵循河流流势的基本规律，合理布置枢纽的堰、闸、导流墙、进水闸等建筑物。     

微灌工程的优化设计

从八个方面分析了微灌工程的优化设计,微灌工程优化设计就是从所有安全、适用和技术上可行方案中寻求一个在经济上最合理的方案,使设计切合实际、技术先进、经济合理、使用安全。优化设计的最终目的就是在满足设计的前提下使工程投资降到最低。较大的投资是阻碍微灌发展的主要原因,若微灌工程投资能有效降低,则微灌的大面积推广将成为可能。     

夹马口灌区综合通信网络的设计与建设

为适应新形势下灌区管理的需要,积极配合灌区信息化建设,在利用现代无线通信技术、数字语音压缩技术、数字视频监控系统等技术手段的基础上,灌区建立起了新型的利用宽带无线数据通信网络,并利用该通信网络对灌区的电话通信、视频调度监控、业务数据进行统一传输和管理,使灌区能满足多种通信需求.