污水管道布置及溢流井设置形式的优化分析

随着我国城镇污水管网的不断建设发展,污水管网的施工及运行效果却一直受到污水管道及溢流井不合理设置的困扰。通过分析传统污水管道及溢流井的设置,从施工条件、运行效果和投资成本的角度来优化污水管道布置形式和溢流井设置形式,同时分析这些形式的优缺点和适用条件,为污水设计者提供不同角度的污水管网及溢流井的设计方法,以使污水管网施工更加便利、投资成本更节省。     

基于水力模型的城市内河设计洪水的计算

城市内河设计洪水的计算对于河涌水系、水利设施布局及雨水管网的规划设计非常重要。目前,城市内河设计洪水大多采用传统的综合瞬时单位线法、推理公式法计算,此方法存在一定的局限性,比如对于存在多种下垫面的流域适应性较差,对通过市政管道汇水的区域缺乏针对性等。为了优化传统的计算方法,在百色市某新区排水防涝规划中,利用水力模型软件建立排水管网和水系模型,针对流域特点选择相应的汇流模型计算各河道的设计洪水,并与瞬时单位线法的计算结果进行比较分析,初步验证了模型算法的合理性,可以作为类似项目的参考。     

基于IPSO-DBN的管道故障诊断方法

针对城市燃气管道故障诊断效果不佳的问题,提出了一种基于改进粒子群算法优化深度信念网络(IPSO-DBN)的管道故障诊断方法.该方法首先对粒子群算法(PSO)中的惯性权重ω、加速因子C1和C2进行修正,得到改进粒子群优化算法(IPSO),并采用两种基准函数对比测试PSO与IPSO的网络性能,证明所选改进方法的优越性.其次...     

城市排水防涝地表二维模拟评估方法研究

基于SWMM模型和Digital Water模拟系统构建了城市排水管网和地面内涝耦合模型,模型综合考虑了城市建筑物、道路等复杂城市水文条件,实现了地下一维管网与地表积水过程的动态模拟。该模型可以计算降雨引起的产汇流和管道排水情况,并在排水管网溢流或区域积水时,模拟超载水量在地面的流动、汇集和退水过程。在基础数据较为充分的基础上,该模型可以应用于城市排水规划、内涝灾害预警和评估等管理工作,减少城市内涝灾害损失。     

应用群智能混合算法优化救灾物资配送路径

通过模型假设,加入受灾点物资需求量、最长等待时间、路况系数等约束条件,构建了基于多约束条件、多目标点的应急救灾物资配送路径优化模型,并基于粒子群算法与蚁群算法各自的优点,设计出群智能混合算法。利用MATLAB软件平台,模拟出实例中最优配送路径,为合理选择应急救灾物资配送路径提供理论支撑。     

考虑成本-弹性-水质的供水管网多目标协同设计方法

基于多目标优化的思想提出一种统筹考虑经济性、弹性和水质状况的供水管网协同设计方法。首先,在满足多个工况(最高日最高时、典型日和多种消防事件)及约束条件下,以管网总成本(包含建设与运营成本)、管网弹性力指数和水龄作为优化目标,建立供水管网多目标设计的数学模型。然后,采用自适应多目标进化算法(Borg)对优化模型进行求解,获得帕累托(Pareto)最优解集。最后,以Anytown管网为研究对象,通过与基于NSGA-Ⅱ的优化计算结果以及仅考虑成本和弹性的优化计算结果进行对比,验证所提出的协同设计方法的合理性。结果显示,上述协同设计方法既能揭示成本、弹性和水质的权衡关系,又可在满足多种条件的同时显著改善管网水质状况,从而为决策者提供综合效益更优的管网设计方案。     

城市排水模型的应用

一、研究方法 本研究以甘肃庆阳西峰区的老城区为研究对象,利用排水模型软件,基于排水管网数据,综合城市下垫面、地形地貌、本地暴雨特征、蒸发量、河湖水位等信息,构建老城区排水系统水力模型.并利用模型对现状排水系统进行评估,识别涝水风险区域,诊断系统的局限性及洪涝成因,并根据设计目标改造现有的排水管网系统,对排涝骨干工程的不同设计方案进行评估,选择最优设计方案,制定相应管理措施,减少本流域的洪涝风险.     

Excel用于排水管网的设计及优化

采用以Excel为数据库的编程方法对排水管网进行了优化设计。Excel可与其他应用软件实现资源共享，支持VBasic编程，便于排水管网优化设计计算。对污水管道采用两相优化理论设计，对雨水管道采用与地面坡度一致法进行优化计算。将污水、雨水、合流制管网及混合管网统一为排水管网，用一套程序同时完成各种体制的排水管网的优化设计计算。     

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。     

基于综合安全评价的城市供水管网优化模型与运用

采用基于模糊集合理论的多因素综合评价方法对城市供水管网进行安全性分析,并以综合安全评价模型作为管网的安全性目标函数,与经济性目标函数相结合,以管网能量方程、连续性方程为约束条件,建立针对供水管网规划与建设的多目标优化模型。以华北地区J市某大型供水管网为案例进行优化研究,并利用基于非支配排序的多目标优化算法(NSGA-Ⅱ法)对模型进行求解。同时为了提高算法的搜索效率,尝试采用一种新型的管网拆解和多目标优化方法对案例管网进行分析。与传统方法相比,新方法具有更好的适应性和鲁棒性,得出的优化方案更加符合管网建设的实际需要。     

基于粒子群算法的工程项目多目标优化问题研究

为了更有效地解决工程项目的工期—成本—质量优化问题,从施工单位的角度出发,基于工期、质量、成本间的对立统一关系,以双代号网络图中每项工作的持续时间为自变量,建立工期—成本—质量优化模型,采用标准粒子群算法来优化求解。为了消除量纲对评价标准的影响,对 3 个目标适应值采取了标准化的处理方法。利用 Matlab 软件,对一个工程案例进行多目标优化,通过与蒙特卡罗方法进行对比,分析了粒子群算法的计算效率,优化结果验证了粒子群算法求解工程项目多目标优化模型的可行性和适用性。     

应用InfoWorks ICM软件优化排水系统提标方案

近年来城市内涝灾害频发,使得城市排水管网提标改造工作迫在眉睫。为此,提出了通过建设雨水调蓄管道并优化局部管网来实现排水系统提标的思路。应用InfoWorks ICM软件建立了上海福建北片区排水管网模型,通过方案优化比选,发现建设长为2.1 km、直径为3 m的调蓄管道即可辅助1.25 km2区域内部管网的排水标准从1年一遇提高到3年一遇。此外,通过对溢流堰高度、收集管管径等参数的优化,可以有序、可控地发挥调蓄管道的作用,并增强决策的科学性和预见性。     

基于SWMM的城市排水管网瓶颈分析与改造评价

旧城区地下排水管网由于建设年代久远、管网设计不合理或对降雨预估不足,在遇到高强度暴雨时容易发生排水不畅而出现内涝灾害。为此,提出一种基于暴雨径流管理模型(SWMM)的城市地下排水管网瓶颈分析与改造评价方法,该方法首先通过模拟降雨水文水力过程,对地下排水管网的瓶颈管道进行有效探测,然后提出一种面向改造期望的瓶颈管道改造迭代模型,对瓶颈管道进行分步改造,并对改造管网排水能力的提升进行评价。同时,采用ArcGIS Engine和C#语言研发了城市地下排水管网瓶颈分析与改造评价平台,验证了该方法的可行性。     

基于动态PSO-HSMM的海底油气管道寿命预测

由于海底油气管道退化状态的不可观测性,为防止出现管道泄漏等风险事故,提出基于PSO-HSMM的海底管道剩余寿命预测方法。此模型将海底油气管道全寿命周期数据依据其健康退化状态划分为3个阶段,将动态粒子群算法应用于优化传统隐半马尔可夫模型。利用油气管道全寿命数据建立隐半马尔可夫模型;将动态粒子群算法引入隐半马尔可夫模型进行动态优化,并利用"前向-后向"算法对优化模型进行参数估计;通过某海底油气管道的全寿命周期数据对优化模型和传统模型进行检验。结果表明,基于PSO-HSMM的油气管道剩余寿命预测模型在传统模型的基础上提高了分类预测精度,为海底油气管道风险研究提供了新的方法。     

基于粒子群优化算法的热网优化设计

基于粒子群优化算法,以热网年折算费为目标函数,在水力约束条件下求解优化的管径.结合算例,验证了粒子群优化算法的可行性和有效性,取得了良好的效果.     

基于粒子群算法的电网能量优化调度方法

本文选用粒子群算法作为电网能量优化调度模型核心,构建目标函数,寻找约束条件,进行模型求解。最后运用算例对所提出的能量优化调度方法进行了验证,结果表明该调度模型在节约调度成本,增加电网能量输出等方面具有明显优势。     

基于全生命周期成本和碳排放量的绿色建筑设计优化研究

本文通过多目标粒子群优化计算方法,改变墙体类型、窗墙比、玻璃类型、外部遮阳以及建筑朝向,对不同环境的热环境及光照情况进行模拟计算,最终计算出不同的建设成本以及碳排放量,选择最优化的绿色建筑设计方案.通过实际案例表明:多目标粒子群优化算法能够有效降低绿色建筑的建设成本并降低碳排放量,实现绿色建筑经济与环境的和谐发展.     

管网缺陷对城市排水系统模拟结果的影响

排水管网作为排水系统的核心部分,长期以来由于受重视程度不够,存在着诸多缺陷和问题。闭路电视(CCTV)检测技术可以快速、直观定位管道内部缺陷,提供准确的基础影像,快速反映排水管网运行状态,为管道修复、养护、改造提供依据。基于管网缺陷对应的模型表达方法,采用城市综合流域模型(InfoWorks ICM)模拟分析管网缺陷对城市排水系统的影响。结果表明,排水管网受沉积和腐蚀等缺陷影响,排水能力不满足1年一遇的管道增加了7.4%,满足3年一遇的管道减少了2.8%。在3年一遇2 h的设计降雨条件下,积水范围比管网无缺陷时增大了13.8%。因此,在模型构建过程中应充分考虑管网缺陷对城市排水系统运行带来的影响,从而为确定管网修复优先等级以及改造等提供依据。     

基于SWMM模型的雨水管网优化

利用SWMM模型模拟所选区域排水系统的运行现状,分析得出其"瓶颈制约",并提出改变节点高程和增大管径这两种管网改造方案。在两年重现期下,两种改造方案分别使整个排水系统的溢流量减少了44.78%和81.62%,明显缓解了节点溢流和管道过载情况。进一步模拟两种改造方案下管道的淤积情况,发现增大管径这一方案缓解节点溢流和管道过载的效果比较理想。这为城市排水管网优化设计、管网改扩建和管道养护提供了技术支持。     

市政给排水系统设计中注意要点分析

随着我国城市经济的发展,城市给排水也日益变得复杂。如何做好城市市政给排水规划设计,对城市人居环境具有重大意义。文章主要从市政给水系统设计中的管缝设计、管网优化,以及排水系统设计中防洪排涝、污水处理、计算及管道连接等注意要点进行论述,旨在有效地提升市政工程设计水平及规范设计要求。