白丹[1]2003年在《给水输配水管网系统优化设计研究》文中指出随着城市化和工业化进程的加快，农村经济的发展，我国在给水输配水管网工程建设和运行管理方面的投入不断增大，通过优化设计，寻求投资少、能耗低的给水输配水管网系统优化设计方案，具有巨大的经济和社会效益。本文针对不同类型的输水管线和配水管网系统的特点，应用遗传算法和线性规划等优化设计理论和方法，对其优化设计问题进行了较为系统的研究，成果如下： 1 分别建立了重力输水管道系统、重力输水管渠系统、泵站加压输水管道系统以及考虑流量变化的泵站加压输水管道系统优化设计的线性规划数学模型，并提出了计算方法。 2 分别建立了单水源重力树状管网、单水源泵站加压树状管网、网前水塔树状管网、对置水塔树状管网和网中水塔树状管网系统优化设计的线性规划数学模型，并提出了计算方法。 3 提出了基管段流量的概念，为解决环状管网中管段和水源的流量最优分配问题提供了一个新的途径。 4 提出了环状管网优化设计的遗传—线性规划(GALP)算法，将遗传算法和线性规划有机的结合在一起，是一种有效地解决环状管网优化设计问题的新方法。 5 分别建立了水源水压已定单水源环状管网和水源水压未定单水源环状管网优化设计数学模型，并提出了计算方法。 6 在分析了多水源环状管网工况的基础上，分别建立了多工况条件下水源水压和流量未定多水源环状管网以及水源水压和流量已定多水源环状管网优化设计数学模型，并提出了计算方法。 7 根据上述给水输配水管网系统优化设计数学模型和计算方法，应用MATLA编制优化设计计算程序，大量的计算实例表明：本文建立的优化设计数学模型合理，提出的计算方法可行，优化计算结果经济效益显着。
吴亚群[2]2014年在《树状给水管网系统的优化设计研究》文中进行了进一步梳理随着我国工业化进程的不断加快，给水输配水工程不断进步发展，各个输配水工程造价费用也不断提高。通过对输配水管网进行优化配置以及优化设计，以达到低投资换取最大经济效益，显得越来越重要。给水管网是输配水系统中的重要组成部分。是整个给水系统中投资最大的子系统，约占总投资的60%～80%，管网系统设计合理与否将直接影响到整个给水系统的投资。因此，在保障给水系统所需的水量、水质、水压的前提条件下，通过合理的优化方案，选取适当的管材、管径、管长，以使供水系统更加具有经济性和可靠性，是本论文的主要研究内容。本文首先阐述了给水管网优化设计的内容和意义，简要介绍了已有的优化方法，分析比较了各种优化方法并指出其适用性和存在的不足，归纳总结了影响给水管网优化设计结果的各种因素；接着介绍了在优化理论中的重要解法单纯形法，以年费用折算值为目标函数，建立了适宜的线性方程组，其结果具有一定的理论和应用价值。本论文以甘肃某高职学院校区内的给水系统为工程实例，通过调查现有基本供水数据以及管线敷设状况统计，建立相关的数学模型，利用单纯形法对线性规划模型进行了相关的运算，得出优化设计较常规设计节省年费用。
杨世雷[3]2008年在《山地城市供水系统改扩建优化设计研究》文中研究表明供水系统是城市基础建设的重要组成部分,我国目前山地城市供水系统因其具有地形复杂,人居分散,供水泵站扬程高、能耗大,给水管网的敷设、调度复杂,建设成本高的特点,发展仍很滞后,而对山地城市给水系统进行改扩建设计难度将会更大,因此,研究山地城市供水系统改扩建优化设计对于完善供水系统设计理论,改变山地城市的落后局面有着重要的理论意义和现实意义。本论文结合陕西府谷县城供水系统改扩建工程的实际,从供水现状出发,针对山地城市供水系统改扩建的特点,从多个角度进行探索和研究。在查阅国内外给水系统优化设计研究成果的基础上,对山地城市供水系统的特点和优化节能潜力进行分析,确定改扩建优化设计的方向和内容。通过山地城市用水人口分布的调查统计,对传统的沿线流量计算方法的利弊分析,提出适合山地城市的人口密度比流量法计算沿线流量的方法。在对适合本地区输水方式的组合进行系统分析的基础上,建立以初投资和运行费为目标的年费用优化模型,通过费用模型优选,确定最佳的输水方式。根据给水管网改扩建优化的目标,建立优化数学模型。针对求解管网优化问题的难点在于管网基本方程的非线性与管径变量的离散性的矛盾的问题。本文采用遗传算法,以目标函数值为搜索依据,通过群体优化搜索和随机执行基本遗传运算实现遗传群体的不断进化,解决离散组合优化问题。经过对计算结果的分析校核比较,优化效果显着。应用泵站优化理论对给水泵站进行改扩建优化设计。结合工程实际采用时间序列分析法确定用水量的变化。通过水泵组合的优化方法,分析并优选水泵使水泵组合更优。然后建立泵站年费用优化数学模型,采用枚举法从优化组合后的水泵组中确定最优的水泵组。对于泵站运行的优化,采用最小轴功率法,对含有调速泵的最小轴功率模型这一复杂优化问题,采用了遗传算法求解,结果证明了泵站最小轴功率优化运行的可行性。
吴亚群[4]2015年在《树状给水管网系统的优化设计研究——以甘肃省某高校给水管网为例》文中指出针对单水源水泵直接供水树状管网的特点,以年折算费用最小为目标函数,以管网中各管段的长度及泵站扬程为优化变量,用单纯形线性规划法建立数学模型求解。在管网布置已定的情况下,实现了管网系统的优化,其优化结果与传统优化方案相比,可节省年投资费用约10%。
吴亚群[5]2015年在《树状给水管网优化设计研究现状综述》文中认为树状给水管网系统广泛地应用于村镇、小城镇和小型工矿企业供水中。据统计,通过优化设计,可得到投资省、成本低且高效的设计方案。本文通过对树状给水管网优化现状的调查分析,列举目前国内外有关树状给水管网优化设计的相关研究,希望给从事相关工作的人员提供参考与帮助。
刘志强[6]2004年在《给水输配系统优化设计的研究》文中进行了进一步梳理由于近几年我国经济发展迅速、城市化发展快、自来水普及率提高，原有的城市供水系统已经不能满足城市发展的需求。因此各城市都在相继对现有供水管网进行改、扩(新)建，也有许多城市的开发区、卫星城镇存在新建供水管网的问题。据此本文着重对城市输配水系统的优化设计进行研究。 首先对供水管网的费用函数进行了研究，指出了传统管网费用公式的不足及解决的方法。然后，由某市的工程实例与多年统计数据，对所提出的管网造价公式和加压泵站的造价公式进行了回归分析，确定了有关系数并用遗传规划的方法研究建立了管网的年运行费用函数。在此基础上，本文从全局优化的观点出发，对大、中城市给水管网扩建改造的优化计算着重进行了研究。建立了管径优化与泵站优化计算的数学模型，确定了模型的解法并引入了LINGO优化软件包。根据模型及解法，设计并编写了调用LINGO的计算机程序，其功能强、界面友好、使用方便。对于每一模型，均结合实例进行了计算与分析，效果令人满意。最后，结合某市空港物流加工区拟新建的给水管网，依据规划情况进行管网的优化设计。优化前，首先对已有的管网设计方案（简称原设计方案）进行水力分析计算、然后对平差结果进行经济核算。在此基础上，应用本文研究的优化设计模型与程序对区内新建管网进行优化设计，并将优化的结果与原方案进行对比、分析和评价。证明其具有显着的经济效益和较高的实用价值。
刘力鹏[7]2008年在《基于粒子群算法的城镇供水系统优化调度研究》文中研究说明随着国内经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,城镇化的速度和规模也越来越快,使得城镇用水量不断的递增。为了充分保证供应用户所需的水量和水压,全国各个城镇每年都要投入相当数量的资金用于现有给水输配系统的新建、改造和扩建。同时,由于城镇给水系统运行调度管理水平低下,使得供水能耗大大增加,管网运行成本提高。探讨如何对供水系统进行统一规划、合理布局、合理调度和管理,以期达到降低投资,节约能量和保证安全供水的目的,对提高供水系统的经济效益和社会效益有着重要的意义。本文以某城镇供水管网为例,针对现阶段优化调度存在的问题和不足,引入人工神经网络、粒子群算法,对供水系统优化调度的叁个主要组成部分:用水量预测、供水系统网络分析模型和优化模型进行了系统研究,主要工作如下:1.介绍了粒子群算法的基本原理和算法流程,分析了各参数对寻优性能的影响,探讨了适应度函数的确定和各参数的设置问题。2.分析阐述了短期用水量预测的影响因素和短期用水量的变化规律。提出基于粒子群算法的广义回归神经网络模型,利用粒子群算法较强的全局寻优特性和广义回归神经网络的最佳逼近性能,使预测模型实现了效率和精度的统一,以西安市用水量预测为例,对其进行了验证和分析。3.提出了基于粒子群算法的管道摩阻系数反分析计算模型,可根据实际监测数据反演得到当前各管段准确的特性数据参数,为供水管网微观模型的建立提供准确数据。文中以某城镇供水管网为例,对所提出的方法进行了验证和分析。4.建立了供水管网微观模型。5.在供水管网微观模型的基础上,利用粒子群算法,结合各泵站内水泵的组合情况及泵站出水扬程和出水流量的限制约束等客观条件,建立了供水系统的两级优化调度模型,并以某城市供水管网为例,对其进行了验证和分析。6.最后,总结了本文的研究工作,分析了研究的不足之处,并对今后的研究进行了展望。
许秀清[8]2015年在《城市给水管网系统的规划设计》文中研究说明在城市给水系统中,取水建筑物、泵站、输水管线等都是重要组成部分。随着我国城市化建设步伐的不断加快,城市用水量与日俱增。为保证充足的水量供应,各个城市每年都会投入大量的资金用以新建和改造给水输配系统。文章介绍了给水系统相关技术的发展,对其优化规划设计的原则进行了梳理,探讨了具体方法及实现步骤。
贺忆[9]2013年在《给水管网直接优化设计方法研究》文中指出给水管网是城市的重要基础设施，管网设计时，在满足城市供水水量、水压和水质要求的基础上，研究管网年费用最小的优化设计方法具有重要意义。本文总结了国内外给水管网优化设计的发展历程，对管网优化模型的目标函数和约束条件进行解析，将管网的优化设计问题转化为求解以降低费用函数为目标、以水力平衡和边界条件为约束的管网优化模型的计算问题。优化模型的求解过程分两个阶段：①初始流量的优化分配；②管网的水力计算。提出最小立方和流量分配法，以管网中各管段流量的立方和最小为目标，进行初始流量分配，根据计算结果，可区分出主干管和连接管，具有较好的实用性。对给水管网模型寻优方法进行深入研究，提出随机优化法、增量优化法和多次增量优化法，阐述各方法的构建思路和求解过程，为给水管网优化设计提供了新的途径。以歙县县城给水管网为实例，通过比对计算结果，分析各种优化设计方法的特点，得出歙县县城管网优化设计方案。提出最优设计方法。
彭祖平[10]2006年在《基于MATLAB的管网优化计算与图形表达》文中认为城市地下给排水管网是一个工程造价很高、组成十分复杂的系统,对其科学地进行优化设计是降低工程造价保证供水安全的重要途径。本文针对城市地下给水管网优化设计的特点,采用最小平方和法初分管段流量,以衔接矩阵表达管网图形信息,建立节点水压方程组,采用选主元解线性方程法,其过程实现了计算机化。对于排水管网计算,本论文深入研究了排水管网的特性,通过管段过水断面夹角为中间变量求出管道计算中的其它变量,并将其计算机实现过程运用到管网优化设计中。利用MATLAB语言进行程序设计,程序对各种类型的给排水管网具有普遍的适用性,程序具有良好的GUI界面,较强的开放性,便于用户操作。实例计算结果表明,该软件对给排水管网设计具有良好的计算效果,在工程实践中具有较高的使用价值。本课题基于MATLAB所开发的软件适用于给水、排水管网工程中的各种计算。给排水行业具有科学性和经验性,每个从事给排水管网设计计算的工作者都有自己独特的见解和经验,MATLAB的优点之一就是它的开放性,每个技术人员都可以把自己在工作中的独特见解集中于工具箱中,这对于促进给排水学科的发展有着重大的意义。本课题通过对基于MATLAB管网优化设计与图形表达的课题研究,对管网的水力计算方法和软件的设计方法等方面都作了一些有益的探索,将先进的计算语言MATLAB引入给排水管网计算中来,为计算机在给排水工程中的应用开阔了思路。本课题第一次成功的应用MATLAB语言编写给排水应用软件,该软件应用的计算方法合理,运算速度快捷,人机界面友好,操作简单方便,运算效果良好,故该程序具有一定实用性。
参考文献：
[1]. 给水输配水管网系统优化设计研究[D]. 白丹. 西安理工大学. 2003
[2]. 树状给水管网系统的优化设计研究[D]. 吴亚群. 长安大学. 2014
[3]. 山地城市供水系统改扩建优化设计研究[D]. 杨世雷. 西安理工大学. 2008
[4]. 树状给水管网系统的优化设计研究——以甘肃省某高校给水管网为例[J]. 吴亚群. 城镇供水. 2015
[5]. 树状给水管网优化设计研究现状综述[J]. 吴亚群. 教育教学论坛. 2015
[6]. 给水输配系统优化设计的研究[D]. 刘志强. 天津大学. 2004
[7]. 基于粒子群算法的城镇供水系统优化调度研究[D]. 刘力鹏. 河北农业大学. 2008
[8]. 城市给水管网系统的规划设计[J]. 许秀清. 中国高新技术企业. 2015
[9]. 给水管网直接优化设计方法研究[D]. 贺忆. 合肥工业大学. 2013
[10]. 基于MATLAB的管网优化计算与图形表达[D]. 彭祖平. 华中科技大学. 2006