用基于整数编码的改进遗传算法进行环状管网优化设计

应用基于整数编码的改进遗传算法进行环状管网管径优化设计 ,既可避免编码冗余问题 ,又可提高算法的实用性和计算效率 ,并能在较大解空间范围内获得最优管径组合方案以实现尽可能大的管网投资     

基于圈的单水源树状管网优化改进遗传算法

以投资、运行费用之和最小为目标函数,建立了单水源树状管网优化数学模型.根据完整的树状管网优化需同时对管网布置和管径优化的特点,采用二进制编码和整数编码相结合的双重编码遗传算法对模型进行求解,其中二进制编码表示管网的布置形式,整数编码表示管径.通过整数编码的设计,使管径约束自动得到满足.根据单水源树状管网与图论中生成树的相似性,在二进制编码操作时,采用基于圈的方法产生初始解及进行交叉、变异操作,使初始解和变异操作时生成的均为可行解,交叉操作时满足了生成树的基本条件.通过上述操作,大大降低了不可行解的产生几率,提高了算法的计算效率.优化算例说明了该方法的有效性.     

自适应遗传算法在环状管网水力计算中的优化设计

介绍了如何应用双重编码的自适应遗传算法对依靠重力供水的环状管网进行水力计算的优化设计。用遗传算法随机生成水头标高和管径,再由随机生成的水头标高和管径求出非线性的流量分配方案和管径组合方案,然后通过自适应遗传算法的交叉和变异操作,使不适应的个体通过交叉和变异成为满足的约束条件的个体,从而达到优化的目的。结果表明,遗传算法在水力计算中有着独特的优势,它能使管网的流量分配和管径选择同时完成。     

基于双重编码遗传算法和图论的自压树状管网优化

以投资最小为目标函数,压力、流速、管径等限制为约束条件,建立了自压树状管网优化数学模型,并采用改进遗传算法进行求解.根据树状管网优化的特点,遗传算法采用二进制编码和整数编码相结合的双重编码,实现了同时对管网布置形式和管径进行优化.根据图论中树的性质,在产生初始解及变异操作时,采用基于圈的方法,对交叉方法进行了改进,从而减少了不可行解的产生.同时对遗传算法的操作过程进行了改进,结合了模拟退火算法,调整了适应函数,改进了交叉率和变异率的计算方法.算例表明了该优化方法的有效性.     

基于加速遗传算法的多孔变径管优化设计

将基于实数编码的加速遗传算法（RAGA）应用于多孔变径管优化设计中，解决了设计中多维参数寻优问题，避免了传统方法早熟、提前收敛以及易陷入局部最优等弊端。在固定管道式喷灌系统优化设计中应用，求解出多孔变径管的最优管径、管长等多维参数，效果较好，为该方面研究提供了一种新的优化求解方法。     

基于双重编码遗传算法的树状管网优化设计

以投资最小为目标函数,建立了树状管网优化数学模型,并采用遗传算法进行求解.针对树状管网优化的特点,遗传算法采用二进制编码和整数编码相结合的双重编码,以同时对管网布置形式和管径进行优化,并结合了模拟退火算法,调整了适应函数,给出了初温的确定方法,操作过程中采用随机多父辈适应函数值加权交叉,提出了与优化问题相适应的变异方法.算例说明了该优化方法的有效性.     

小管径滴灌带性能试验及应用研究

介绍了一种管径为8mm的小管径温室专用滴灌带的结构与工作原理，研究了小管径滴灌带的水力性能并对其进行了经济分析。根据其田间推广情况，认为小管径滴灌带具有较好的水力性能和价格优势，有较强的市场竞争力，是符合中国国情的一种新型滴灌产品。     

小型水电站明钢管经济直径的探讨

在研究水电站明钢管投资与管径的关系，水能损失与管径的关系的基础上，建立钢管管材投资、电能损耗费两者之和与管径的函数关系，通过数学方法求解极值，找出最经济直径的计算公式，并据此进行了一些讨论。     

基于环路和改进遗传算法的树状灌溉管网优化

以投资最小为目标函数,建立了树状灌溉管网优化数学模型,用外部惩罚函数法将问题转化为无约束优化问题,并采用改进遗传算法进行求解。根据树状管网优化的特点,遗传算法采用二进制编码和整数编码相结合的双重编码,以同时对管网布置形式和管径进行优化。在遗传算法产生初始解及交叉、变异操作时,采用基于环路的方法,减少了不可行解的产生,提高了算法的计算效率,算例说明该优化方法有效、实用。     

小型水电站明钢管经济直径的探讨

在研究水电站明钢管投资与管径的关系，水能损失与管径的关系基础上，建立钢管管材投资、电能损耗费两者之和与管径的函数关系，通过数字方法求解极值，找出最经济直径的计算公式并据此进行了一些讨论。     

喷微灌输水管网优化设计

以连续管径和水泵扬程为设计变量，以管网年费用最低为目标函数建立非线性规划模型，采用拉格朗日法求解，获得一组最优管径组合；参考第一级优化的连续管径组合，结合施工中要求的变径数选择标准管径组合，以具有标准管径的管长为决策变量，以管道年费用为目标函数，建立相应的线性规划模型，采用单纯形法求解获得全局最优解。通过实例说明，借助于V1sual-Basic语言编制的该设计程序，设计界面友好，使用直观方便，运行速度快，即使非专业人员也可在短时间内进行工程设计，且适用于任何压力输水管网的设计。     

用市售管径替代适切管径的造价分析

在输水管道的设计，施工中，常会遇到了厂家规格不全，缺少所需的管径规格，必须用比设计管径大或小的两种规格替代的情况，为此推导出替工管径中两种规格各占总长的比例和因之使工程造价增大的幅度，有助于设计，施工中选择适当的供货厂家。     

多源环状注水系统泵站运行方案与管网同步优化

为了最大程度地提高注水系统运行效率,对泵站运行方案与管网同时进行优化.针对多源环状注水系统,以泵的开停状态、流量和管线的连接状态、管径为优化设计变量,以运行能耗和管网投资费用最小为优化目标,考虑流量、压力、环状管网等各类约束条件,建立了多源环状注水系统运行方案与管网同步优化数学模型.针对该同步优化问题的特点,设计了双重广义染色体编码遗传算法对模型求解.泵的编码中,第1行采用二进制编码表示泵的开停状态,第2行采用实数编码表示泵的流量;管线的编码中,第1行采用二进制编码表示管线的连接状态,第2行采用整数编码表示管线的管径.实现了对各优化变量的精确表达,设计了与问题相适应的初始解产生及编码交叉、变异方法,避免或减少了不可行解的产生.并对实例进行优化设计,同步优化与仅进行管网优化对比,运行能耗降低了4.66%,管网投资费用降低了1.73%,表明同步优化的节能效果明显.     

管道灌溉系统经济管径的计算

本文系统分析了管道灌溉系统费用函数，建立了求解经济管径的数字模型，阐述了求解方法。在无约束条件下，直接给出了求解经济管径的公式。     

机压微灌管网系统布置与管径同步优化设计

微灌管网系统由轮灌管网(支毛管)和续灌管网(干管)组成,以往的研究没有将其作为一个系统,且不能实现布置与管径组合的同步优化,研究成果对坡度均匀的大型灌区机压微灌独立管网系统的优化也不适用。因此,提出了机压微灌管网系统优化的方法,并建立了优化设计数学模型,采取整数及实数编码的混合编码方法,通过遗传算法求解,同时实现轮灌管网及续灌管网的布置优化及管径组合优化,得出的管径为标准商用管径,无需调整。实例计算结果表明,该模型与算法在求解机压微灌管网系统优化设计问题上具有良好的优化性能和求解精度。与传统设计方案相比较,轮灌管网和续灌管网的优化设计方案单位面积年费用分别降低了14. 85%～35. 59%和4. 12%～12. 99%,节省投资效果明显。     

自压喷灌输水管的线性规划模型

以标准管径的管长为优化变量，建立自压喷灌输水管优化设计的线性规划模型，当喷灌区边界已定条件下，利用这一模型可计算出各标准管径的最优管长，并可确定输水管首端位置。     

压力管道经济管径计算

为了设计出最经济的压力管道，采用年运行费用最小的原则，建立了压力输水管道经济管径计算的数学模型、管道造价数学模型。当和道系统输水流量一定时，可直接求出相应的经济管径。这种方法确定管径即考虑了输水管道年运行小时数，同进也考虑了当地电费价格、材料价格、施工条件等因素，能使管道的年费最小，从而使输水管道达到经济运行的目的。     

基于遗传算法的山地自压管网干管优化设计

针对目前山地自压滴灌管网工程中管径选择的难题,建立了以管网造价为目标函数,标准管径为决策变量,满足灌溉水量、水压、流速等约束条件的树状灌溉管网优化数学模型,在管网布置确定的情况下寻求使管网投资最小、可靠性最高的管径组合方案。采用基于整数编码的遗传算法来求解,用模拟退火罚函数法处理约束条件,将模拟退火的良好局部寻优能力和遗传算法的全局搜索能力有机地结合在一起,实现算法的改进。优化结果与经济流速法的计算结果相比较,管网投资减少了27 280元,仅占优化前的86.84%,管段水头利用率由65.38%提高到了97.61%。结果表明:改进遗传算法在经济性和重力水头利用率上都优于经济流速法,且该模型算法操作简单,易于实现,具有良好的优化性能和求解效率,可用于实际生产。     

山区农村管饮工程管径计算捷径

结合山区农村管道饮水工程建设的现状，总结出管径计算切实可行的计算方法。只要流量、高差、管长三个可确定的数字就能方便的计算出管径，希望在今后的管饮工程建设中少走弯路，能为国家节约一定的资金，为山区群众节约一定的人力、物力。     

用离散管径的动态规划法优化树状管网

在树状管网的优化设计中,常假定管径为连续变量,用数学规划法进行优化设计,所得结果为非标准化的管径,有一个使管径标准化的过程。而标准化后的管径,不一定是最优的。本文提出以标准管径作为离散状态变量,运用动态规划法进行优化设计,直接得出各管段的最优标准管径。一、数学模型的建立以管网系统各管段作为阶段,各阶段设