07--fabiao枚舉和動(dòng)態(tài)規(guī)劃法在污水管網(wǎng)布局優(yōu)化中的應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-06-11 01:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的信息儲(chǔ)存起來，有向圖的關(guān)聯(lián)矩陣M 是表示圖中節(jié)點(diǎn)關(guān)系的圖表。關(guān)聯(lián)矩陣M=( )是一個(gè)mn階矩陣，m和n分別是上游節(jié)點(diǎn)數(shù)和下游節(jié)點(diǎn)數(shù)。其中Aij= 0 上游節(jié)點(diǎn)i和下游節(jié)點(diǎn)j不相接；Aij= 1 上游節(jié)點(diǎn)i和下游節(jié)點(diǎn)j第一個(gè)節(jié)點(diǎn)相接；Aij= 2 上游節(jié)點(diǎn)i和下游節(jié)點(diǎn)j第二個(gè)節(jié)點(diǎn)相接；Aij= 3 上游節(jié)點(diǎn)i和下游節(jié)點(diǎn)j第三個(gè)節(jié)點(diǎn)相接； 圖1 污水有向網(wǎng)絡(luò)圖 圖2 節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣圖 Fig．1 Directed graph of sewage network Fig．2 Graph of node incidence matrix （1）由圖2可以看出節(jié)點(diǎn)1，2，4，5這四個(gè)節(jié)點(diǎn)各有兩個(gè)下游節(jié)點(diǎn)，由于污水管網(wǎng)的性質(zhì)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)下游只能有一根管段與之相連接，根據(jù)這個(gè)性質(zhì)和節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣可以把污水管網(wǎng)所有布局形式列出，然后把污水有向網(wǎng)絡(luò)圖（圖1）相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)編號(hào)與Aij 相對(duì)應(yīng)，得出污水管網(wǎng)的所有布局形式下的上下游節(jié)點(diǎn)編號(hào)；同時(shí)可以根據(jù)每一種布局的上游節(jié)點(diǎn)編號(hào)的個(gè)數(shù)求得節(jié)點(diǎn)上游接管數(shù)。（2）對(duì)每一種布局形式的管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，在遵循下游節(jié)點(diǎn)的編號(hào)要大于其上游所有節(jié)點(diǎn)編號(hào)的原則的基礎(chǔ)上進(jìn)行重新編號(hào)，使編號(hào)符合參數(shù)優(yōu)化計(jì)算的需要。首先從第一個(gè)節(jié)點(diǎn)開始遍歷，如果節(jié)點(diǎn)的上游接管數(shù)為0或者其下游節(jié)點(diǎn)的上游接管數(shù)是1，可以從小到大依次編號(hào)，如果上游接管數(shù)大于1時(shí)，則跳過該節(jié)點(diǎn)，暫不對(duì)該節(jié)點(diǎn)編號(hào)，直到遍歷所有節(jié)點(diǎn)；然后再?gòu)牡谝粋€(gè)節(jié)點(diǎn)開始遍歷，對(duì)上游接管數(shù)大于1的節(jié)點(diǎn)，接上次的編號(hào)逐個(gè)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)編號(hào)，直到遍歷所有節(jié)點(diǎn)；最后對(duì)沒有編號(hào)的節(jié)點(diǎn)依次進(jìn)行編號(hào)，直到最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)。（3）對(duì)每一種布局形式的管長(zhǎng)、匯水面積、集中流量、地面標(biāo)高等原始參數(shù)，使之與新節(jié)點(diǎn)編號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)。對(duì)于某種平面布置方案是否最優(yōu)，取決于該平面布置方案優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，因此已定管線下的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算是平面優(yōu)化布置的基礎(chǔ)。 優(yōu)化計(jì)算方案污水管網(wǎng)是一種重力流的枝狀結(jié)構(gòu)，污水管道設(shè)計(jì)計(jì)算是從上游管段開始，逐漸向下游遞推的。對(duì)于每一種布局形式下每一根設(shè)計(jì)管段，先選出一個(gè)最小的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)管徑；計(jì)算當(dāng)前管段的設(shè)計(jì)流量，按最大充滿度進(jìn)行水力計(jì)算，如果流速、埋深、水力坡度等條件不符合要求時(shí)，則進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，計(jì)算出管段的第一個(gè)設(shè)計(jì)方案，如此循環(huán)不斷增加管徑計(jì)算新方案，直至新方案的設(shè)計(jì)參數(shù)管徑D、流速v、埋深h、造價(jià)c都不如以前計(jì)算的方案為止，中止循環(huán)。用這種方法可以把每一種布局形式所有管段的所有可行方案全部計(jì)算出，為最終選出最優(yōu)布局提供了可能。如圖3所示：圖3 污水管網(wǎng)計(jì)算程序流程圖Fig．3 Flow cha
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