单亲遗传算法在天然气管网布局优化中的应用

采用改进的遗传算法——单亲遗传算法,对树状燃气管网布局进行优化.以图论和遗传算法理论为基础,以管网总长度最小作为优化目标建立数学模型,并应用基于生成树理论和二进制编码的遗传算法对模型进行求解.得到一组树状管网布局优化方案,计算出每一方案中的计算管径,选取经济管径,最终确定树状管网的优化布局方案     

SWMM和蒙特卡罗法的雨水管网节点可靠性分析

为研究城市雨水管网在运行过程中的可靠性问题,采取SWMM(Storm Water Management Model)以及蒙特卡罗法(Monte-Carlo)对雨水管道系统中各个节点的可靠度进行计算与分析.以影响管道输水能力的管径、粗糙系数以及铺设偏差三类参数为随机变量,建立基于节点水位的雨水管网系统极限状态方程.在MATLAB平台上编写蒙特卡罗法程序,并调用SWMM进行管网参数化建模,在两个软件平台之间建立数据传递接口,实现基于二者的管网节点可靠性自动计算流程。研究结果表明:利用该方法可以快速找到雨水管网系统中可靠度较低的节点,以便有效地、有针对性地对雨水管道工程进行翻新与维修.     

基于经济流速的管径优化方法

针对已有供水管网管径优化方法的缺点,该文提出了一种基于经济流速的启发式管径优化算法.该算法在应用前,无需人为规定管网的流量分配方案.算法分析步骤明确,计算简单.为了评价所提出的启发式算法的计算效率和优化结果的合理性,文中将计算时间和分析结果同广义简约梯度法和遗传算法的结果进行了对比.结果表明,该文的启发式算法计算效率远高于上面两种方法,计算结果接近遗传算法得到的最优解.     

一种污水管网系统优化的新方法

本文从大系统的角度,把污水管网系统的布局和管道参数的优化问题,看作为污水管网系统中的两个互相关联的子系统。在优化过程中,首先,用SI算法求出系统Steiner的最短树,作为其初始布局;其次,假定管径为连续变量,用高斯—赛德尔迭代法求出管道的优化参数,同时,对系统的初始布局进一步协调;最后,用点列枚举法求出管道实际参数的优化值。实例的计算表明,该方法相对简单,且有较好的经济效益。     

节点递归算法优化雨水管网

提出节点递归算法优化雨水管网系统.根据雨水管网的图论和矩阵算法,用管网联系矩阵描述整个管网,采用节点递归优化算法,以节点为研究对象,克服了管网在交叉节点处上下衔接计算和控制点不易确定的困难,达到了费用最低的优化目标;并可直接以节点标高为约束条件,充分考虑利用原有管道或解决地下管线交叉问题.并通过实例进行了验证.     

基于遗传算法的供水管网优化设计研究

从经济性和可靠性角度出发,应用数学建模与最优化理论,对城市供水管网优化设计进行了系统的研究．通过对已有管网优化设计数学模型的分析,提出了以经济性和可靠性为目标函数的多目标优化数学模型．建模过程中,将系统可靠性定义为“节点富余水头加权平均值”和“管网恢复力”,使对管网系统可靠性的评价更加直观和定量化．同时将管网年费用作为经济性衡量指标;管径组合方案优化采用遗传算法进行求解;编制了相应计算程序,对某一管网进行优化设计．研究结果表明由该方法产生的优化设计方案在经济性、水力性和可靠性方面均好于传统设计方案．     

水电站压力管道最优管径序列的确定

水电站压力管道的管径通常分段用解析法计算确定,由此所得的管径序列不能确定为最优序列.本文对用动态规划法决策露天钢管最优管径序列的方法进行了探讨,在该法的优化计算中,将具有N管段的管径作N维设计变量考虑、取整个管道的年费用最小为计算准则,而管道中的水击压力分布和流量过程则通过迭代计算同时确定.文中列有某工程算例的一些结果.计算表明该法所得最优管径序列可信,结果较解析法精确,计算工作量较枚举法小得多,是一种可靠而有效的确定最优管径序列的方法.     

城市供水管网改扩建优化方法的研究

管网布局和离散管网的优化一直是城市供水管网系统改扩建优化设计中的2大难题．提出了给水管网改扩建优化设计的数学模型，并采用模拟退火的玻尔兹曼机这一神经网络技术进行求解，直接得到了市售管径和优化的改造布局；且整个系统采用系统工程的分解协调法来优化．     

港区雨水径流模型的建立及检验

针对港区的情况建立了港区雨水径流模型,包括了地表产流计算模块、地表汇流计算模块和管网汇流计算模块,其中地表产流采用霍顿下渗公式计算下渗量;地表汇流采用瞬时单位法计算;管网汇流模块采用运动波法求解.经长沙市港区的实测资料检验,证明该模型在港区小流域的雨洪分析中有较高的精度,洪峰流量和径流总量最大相对误差分别为2.8%、7.563%,最小相对误差分别为0.7%、0.408%.可用于港区雨水排水的径流模拟.该模型的建立可以为港区的雨水排水系统的设计、校核及管理提供科学依据.     

载人航天器通风系统水力工况模拟及系统优化

载人航天器通风系统设计的关键是降低能耗和保证系统的可靠性.在进行系统初步设计的基础上,建立了基于回路法的管网水力计算模型,根据编制的FORTRAN语言程序,对设计方案的实际运行工况进行了模拟,结果显示部分管段的实际流量与设计流量偏差较大,因此需要进行管网优化.采用惩罚函数法建立了回路优化的数学模型,可以对管网进行优化调节.系统经过优化以后,各管段的实际流量与设计流量偏差大大减小,风机压头较设计值减小了近20%,能够达到优化要求.     

基于遍历序列恢复二叉树的新解法及其证明

提出了一种基于前序和中序遍历序列恢复二叉树的解法,算法以数学公式形式呈现,反映了建树过程中相关数据变化的一般规律,具备数学上的引用透明性,由此能机械获得非递归程序和循环不变式,并进行了正确性证明.通过简单变换,获得了后序+中序、前序+后序恢复二叉树的可信算法.实验效果表明了该解法的有效性.     

二叉树构造算法解析

构造与遍历一棵二叉树历来为数据结构中不可缺少的内容。构造二叉树经典的算法通常都是以遍历二叉树为基础的,先决条件已知二叉树结点的左右孩子情况,或者是由先序和中序遍历序列、中序和后序遍历序列惟一确定一棵二叉树。通过对二叉树结构特点的分析,提出了三种不同的构造二叉树的算法,并加以分析。     

基于遗传算法的开封杏花营组团污水管网优化设计

应用遗传算法进行了杏花营组团污水主干管网的优化设计,所得最优设计方案的管网费用仅为按传统水力计算所确定的初步设计方案的74％,可节省大量工程投资．将传统的污水管网水力计算方法与新型的遗传算法有机融合进行污水管网优化设计,能有效提高工程设计效率和设计质量,值得在工程实际中加以推广应用．     

流量折减系数对雨水系统设计标准的影响

我国室外排水设计规范规定采用折减系数计算雨水排水设计流量,造成了设计标准和抗灾能力与国外的类似工程相偏低.在适当假设的基础上,推求出折减系数为1和2时重现期关系的数学表达式,根据实例分析,当折减系数为1时设计重现期为1年不同时刻的设计流量相当于折减系数为2时重现期1.531～4.028年的标准;当折减系数为2时设计重现...     

排水管网结构系统的优化设计

将地势———地貌用于排水系统优化设计 ,利用地势———地貌、排水规划及城市街道形成有向网络图 ,将网络中线段赋予了管线造价匹配权 ,讨论了直接法在有向网络图优化中作用 ,分析了计算赋权有向网络的Dijkstra算法及其过程 ,结合工程实际给出了计算结果。     

基于特征因子的排水管网地下水入渗分析方法

采用基于水质特征因子的雨污水管网化学质量平衡方程,建立了污水管网和混接污水管网的地下水入渗量定量分析方法,并据此建立了管道破损程度的评价方法.针对上海市中心城区的3个排水系统,采用总氮和硬度分别作为表征生活污水和地下水的水质特征指标,并采用不确定性分析理论,对该区域雨污水管网系统的地下水入渗量进行了解析.计算结果表明,管道破损不严重,地下水入渗量符合设计要求,管网破损程度评估结果符合预期管道状态;表明提出的基于水质特征因子的地下水入渗量的分析计算方法可行,可用于管网破损和维护判断.与德国和美国标准相比,我国排水管道地下水入渗基准值较高,表明我国管道施工和养护技术有待进一步提高.     

树形结构在关系数据库中的存储与运算

通过对树形结构在关系数据库中常见存储模式的研究,提出了在管理信息系统开发中适用的树形结构的关系数据库存储模式一一先根遍历层次兄弟树表。该存储模式吸收了层次编号、先根遍历树表等存储形式的特点,能有效实现管理信息系统中树形结构的求根到某结点路径、某结点全部孩子、结点维护等常用运算。具有构建方便,查询灵活高效的特点。     

排水管道计算机辅助设计的发展研究

介绍了国内外排水管道计算机辅助设计软件的发展状况及典型软件的特点，分析国内外排水管道辅助设计软件存在的问题及成因，提出排水管道智能辅助设计系统是排水管道辅助设计软件的发展方向，并描绘了雨水管道智能辅助设计系统的结构及各模块的功能．     

基于回溯法油管传输射孔排炮算法研究

根据油管传输射孔特点,为减少射孔枪串接时在射孔井段产生的接头总长度,对如何得到油管传输射孔最优射孔枪串接方案进行了理论分析。采用多叉树对问题进行了数学建模,为减少对多叉树的遍历次数,减少计算机运算时间,采用回溯法搜索最优解,并在回溯法的基础上对算法进行了优化。测试结果表明,油层数据简单时,回溯法与遍历法频率相当;而当油层数据复杂时,回溯法频率变高,最后设计实现了基于回溯法的排炮软件。