城市给水系统是现代城市中最重要的基础设施之一,给水管网是城市给水系统中的重要组成部分。一方面城市给水管网是连接水厂与用户的桥梁,另一方面城市给水管网的投资占整个供水系统的大部分,因此,经济合理地进行给水管网优化设计成为降低城市给水管网建造及运行费用。城市管网的优化设计,国内外的许多学者进行了研究,提出了多种优化管网优化模型,并根据这些模型提出了多种优化算法。论文在分析了目前常见的几种管网优化模型和优化算法的基础之上,提出了采用一种新型的优化算法:微粒群算法（PSO）,对管网进行优化设计。PSO是一种基于群体智慧的新型优化算法,具有结构简单,易于理解,鲁棒性强,收敛速度快等优点,已经成功应用于诸多连续性问题的优化领域。通过对PSO在对连续优化问题时的优化过程进行分析,提出通过将优化时的迭代过程分为几个阶段,分别设定不同的参数,将离散的优化问题为连续优化过程,将PSO算法应用到管网优化中,通过一个算例与其它随机算法进行比较,并根据优化结果分析优化管网时得到的局部最优解,发现了局部最优解的实际意义。提出:结合设计人员的实际经验,预先确定管网中主要管道和次要管段,提高收敛的速度,使算法能够收敛到实际的可行解。论文使用C++编制了一个给水管网设计优化软件,并通过重庆市某县城的一个给水管网建设的工程实例进行检验,实例证明PSO在管网优化设计时,收敛速度快,并能够得到实际可行的“最优解”。作者还对PSO优化管网设计的优缺点进行了分析,对新的迭代方法,参数选择等研究提出了建议,并对进一步的研究方向提出了建议。
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