随机规划在输水管及树状管网优化中的应用

目前管网优化设计中引入随机变量的并不多见,都是对其进行确定性优化设计,在优化模型中,并没有考虑流量以及管道阻力系数随时间的随机性变化。管网优化的确定性模型简化了优化设计的影响因素,便于建立优化模型,但忽视管网优化的流量和管道阻力系数的随机变化对优化结果的影响。为了使输水及树状管网优化设计比较客观地反映管网实际工况,优化结果更符合实际,本文在分析输水及树状管网确定性模型的基础上,采用随机规划的数学方法,以年费用最小为目标对输水及树状管网进行随机规划,成果如下: 1.针对重力输水管优化的影响因素,以管道投资最小为目标,建立了并行重力输水管优化设计的线性规划模型,采用单纯形法进行求解; 2.分析泵站加压输水管的影响因素,根据流量和管道阻力系数的随机变化,引入随机变量,分别建立泵站加压输水管优化设计的机会约束模型; 3.在树状管网确定性模型的基础上,引入随机变量,建立了泵站加压树状管网优化设计的机会约束模型。 根据上述建立的优化模型,在原遗传算法的基础上,结合随机模拟技术,编写相应的程序对模型进行求解。通过计算实例表明,本文建立的输水及树状管网优化设计模型合理,优化计算结果符合实际要求。