城市排水管網(wǎng)的優(yōu)化程序及方法

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1、城市排水管網(wǎng)的優(yōu)化程序及方法-市政給排水論文【摘要】排水管網(wǎng)的優(yōu)化在當(dāng)前條件下尤為必要，其一般的程序要經(jīng)過系統(tǒng)簡化、確定目標(biāo)、建立模型、求解與檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)，其方法主要有直接優(yōu)化法和間接優(yōu)化法，在實(shí)際運(yùn)用中，要根據(jù)具體情況選擇恰當(dāng)?shù)姆椒?，以達(dá)到優(yōu)化城市排水系統(tǒng)、降低排水系統(tǒng)工程投資、方便管養(yǎng)的目的?！　　娟P(guān)鍵詞】排水管網(wǎng)；優(yōu)化；程序；方法　　　　城市排水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化不僅能夠提高排水管網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性與合理性，而且更為重要的是能夠促進(jìn)城市水系統(tǒng)的步入良性循環(huán)的軌道。但是，排水管網(wǎng)的優(yōu)化，必須要遵循一定的程序，使用一定的

2、方法，只有這樣，才能使管網(wǎng)的優(yōu)化達(dá)到既定的目標(biāo)?！　?排水管網(wǎng)優(yōu)化的一般步驟　　采用數(shù)值方法對排水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，一般都要經(jīng)過如下步驟：　　1.1系統(tǒng)簡化　　城市排水是多方面因素相互影響、相互制約的復(fù)雜系統(tǒng)。排水管道優(yōu)化的關(guān)鍵是將排水系統(tǒng)科學(xué)地簡化為一個替代系統(tǒng)，為了確保優(yōu)化結(jié)果的合理性，這樣的替代系統(tǒng)能夠反映排水系統(tǒng)的關(guān)鍵要素及基本特征，同時又要便于定量表達(dá)和模擬優(yōu)化?！　?.2城市排水管網(wǎng)的優(yōu)化程序及方法-市政給排水論文【摘要】排水管網(wǎng)的優(yōu)化在當(dāng)前條件下尤為必要，其一般的程序要經(jīng)過系統(tǒng)簡化、確定目標(biāo)、建立

3、模型、求解與檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)，其方法主要有直接優(yōu)化法和間接優(yōu)化法，在實(shí)際運(yùn)用中，要根據(jù)具體情況選擇恰當(dāng)?shù)姆椒?，以達(dá)到優(yōu)化城市排水系統(tǒng)、降低排水系統(tǒng)工程投資、方便管養(yǎng)的目的?！　　娟P(guān)鍵詞】排水管網(wǎng)；優(yōu)化；程序；方法　　　　城市排水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化不僅能夠提高排水管網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性與合理性，而且更為重要的是能夠促進(jìn)城市水系統(tǒng)的步入良性循環(huán)的軌道。但是，排水管網(wǎng)的優(yōu)化，必須要遵循一定的程序，使用一定的方法，只有這樣，才能使管網(wǎng)的優(yōu)化達(dá)到既定的目標(biāo)?！　?排水管網(wǎng)優(yōu)化的一般步驟　　采用數(shù)值方法對排水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，一般都要經(jīng)過如下步

4、驟：　　1.1系統(tǒng)簡化　　城市排水是多方面因素相互影響、相互制約的復(fù)雜系統(tǒng)。排水管道優(yōu)化的關(guān)鍵是將排水系統(tǒng)科學(xué)地簡化為一個替代系統(tǒng)，為了確保優(yōu)化結(jié)果的合理性，這樣的替代系統(tǒng)能夠反映排水系統(tǒng)的關(guān)鍵要素及基本特征，同時又要便于定量表達(dá)和模擬優(yōu)化?！　?.2確定目標(biāo)　　這是排水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化的重要內(nèi)容。其主要工作內(nèi)容在于確定系統(tǒng)所涉及的各種目標(biāo)及其重要性，建立目標(biāo)隨著基本變量變化的函數(shù)關(guān)系?！　?.3建立數(shù)學(xué)模型　　優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型是設(shè)計問題抽象化的數(shù)學(xué)形式表現(xiàn)，它表現(xiàn)了設(shè)計問題的各主要要素之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系。建立數(shù)

5、學(xué)模型通常需要引入三個基本要素，即，設(shè)計變量、約束條件以及目標(biāo)函數(shù)。設(shè)計變量是指在設(shè)計過程中，不能預(yù)先給定，只能在設(shè)計過程中進(jìn)行選擇的一些參數(shù)，這些參數(shù)之間往往相互獨(dú)立，為了簡化計算，這些變量通常都是按照連續(xù)變量來進(jìn)行處理。約束條件是指在優(yōu)化設(shè)計過程中，根據(jù)實(shí)際需要對設(shè)計變量的取值的限制，通常表達(dá)為設(shè)計變量的不等式或不等式約束函數(shù)。目標(biāo)函數(shù)是設(shè)計的各項指標(biāo)與設(shè)計變量之間的函數(shù)關(guān)系式，可表示為F（X）=F（X1、X2、X3、……Xn）　　1.4優(yōu)化模型的求解與檢驗(yàn)　　在實(shí)際工作中，尋找最優(yōu)解通常有以下幾種情況

6、：　　1.4.1評價目標(biāo)只有一個定量指標(biāo)，而可變的方案很多，無法一一列舉，此時要用最優(yōu)化的方法求最優(yōu)解?！　?.4.2評價目標(biāo)只有一個，但是可變方案不多，可一一對可變方案模擬計算，選擇最優(yōu)。　　1.4.3評價目標(biāo)有多個，要采用多目標(biāo)最優(yōu)化方法，通過權(quán)衡、協(xié)調(diào)目標(biāo)而得出最優(yōu)解?！　≈档靡惶岬氖?，此處的最優(yōu)解，只是針對模型來說的，對于現(xiàn)實(shí)工程中的排水管網(wǎng)系統(tǒng)來說，可能不是最合乎理想的，因此，必須通過試算法得到一連串的解，并通過靈敏度分析來確定影響求解的關(guān)鍵要素和參數(shù)，以便于找到一個較為合理的滿意解?！　?城市排

7、水管網(wǎng)優(yōu)化方法　　排水管網(wǎng)的優(yōu)化內(nèi)容主要包括管線平面布局以及管道參數(shù)（包括管徑及埋深）的優(yōu)化設(shè)計。兩方面優(yōu)化的目的，采用的方法也不同?！　?.1平面布局的優(yōu)化設(shè)計　　排水管網(wǎng)平面布局的優(yōu)化以管線短、管道工程量小、水流通暢且節(jié)省能量為目的。正確的定線是經(jīng)濟(jì)合理設(shè)計排水管網(wǎng)的基礎(chǔ)。定線要盡可能利用地勢，干管支管要盡可能走直線，設(shè)計時要減少管道埋深，中途要減少提升泵站的設(shè)置。具體到某種排水管道的平面布置方案是否最優(yōu)，取決于定線埋深優(yōu)化設(shè)計計算的結(jié)果?！　∧壳?，排水管網(wǎng)的平面優(yōu)化方法主要有決策圖法、優(yōu)化樹法以及簡約

8、梯度法，每種方法都能夠有效提高排水管網(wǎng)的科學(xué)性。以決策圖法為例，決策圖是一種常用于系統(tǒng)優(yōu)化的數(shù)學(xué)方法,它將方案決策問題用決策圖加以解決，以最短路算法來簡化計算，這樣，方案決策的問題實(shí)際上就是求從A到B的最短路問題。　　在市政排水管網(wǎng)平面布局的優(yōu)化設(shè)計中，采用決策圖法建立決策圖模型就是假定所有流量都匯集于規(guī)定的若干節(jié)點(diǎn)，用決策網(wǎng)絡(luò)表示排水管網(wǎng)的方案集，尋找節(jié)點(diǎn)流量導(dǎo)入出水口的最短路而找出最經(jīng)濟(jì)的管道布置方案。采用這