采用遺傳算法優(yōu)化設(shè)計(jì)排水管道系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-03-12 08:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 確定及編碼映射技巧與雨水管渠系統(tǒng)類似。 2 遺傳算法優(yōu)化設(shè)計(jì) 在確定排水管道中各管段的可行管徑集的基礎(chǔ)上，把設(shè)計(jì)管段的可行管徑映射成遺傳算法中的編碼，再對(duì)這些編碼進(jìn)行選擇、交叉和變異等遺傳操作，就可以應(yīng)用遺傳算法解決已定管線下排水管道優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算問題。優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算框圖見圖 1。 3 算例分析 算例 1 算例 1 為某市一個(gè)區(qū)域污水干管設(shè)計(jì)，表 2 是采用遺傳算法與直接優(yōu)化法的計(jì)算結(jié)果比較。 表 2 應(yīng)用不同方法計(jì)算結(jié)果比較 (算例 1) 管段編號(hào) 管 道長(zhǎng)度 L(m) 設(shè)計(jì)流量 Q(L/s) 直接優(yōu)化法［ 2］ 遺傳算法 管徑 D(mm) 坡度 I(%) 流速 v(m/s) 埋設(shè)深度 (m) 管徑 D(mm) 坡度 I(%) 流速 v(m/s) 埋設(shè)深度 (m) 上端 下端 上端 下端 1～ 2 350 350 2～ 3 350 350 3～ 4 350 350 4～ 5 400 400 5～ 6 450 450 6～ 7 500 450 從表 2 可以看出，兩種計(jì)算結(jié)果都滿足排水管道設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。但應(yīng)用同樣的造價(jià)函數(shù)，直接優(yōu)化法計(jì)算的工程費(fèi)用為 196 元，而遺傳算法計(jì)算的工程費(fèi)用為 元，比直接優(yōu)化法低 元 (節(jié)省 %)。兩算法對(duì)管段 1～ 2～ 3～ 4～ 5 的設(shè)計(jì)參數(shù)基本相同。在管段 5～ 6，直接優(yōu)化法在節(jié)點(diǎn) 5 變管徑處采用了管頂平接，而遺傳算法程序采用了水面平接與管頂平接相結(jié)合的辦法來處理。在管段 6～ 7，經(jīng)遺傳算法計(jì)算得到的管徑比直接優(yōu)化法小一級(jí)，流速和充滿度、坡度均大于直接優(yōu)化法的結(jié)果。管網(wǎng)總造價(jià)隨遺傳世代變化曲線見圖 2。
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