CN113887042B 基于遗传算法优化重力流输水管道关阀方案筛选的方法 （太原理工大学）

号基于遗传算法优化重力流输水管道关阀方本发明涉及一种基于遗传算法优化重力流对总关阀时间不同的关阀方案重复进行优化计佳关阀时间对不同阶段数的关阀方案重复进行输水管道水锤防护方案的确定方面具有广阔的2步骤501，分析基于最佳总关阀时间和最佳关阀阶段数成功优化后的关阀曲线典型特2.如权利要求1所述的基于遗传算法优化重力流输水管道关阀方案筛选的方法，其特步骤101，水锤计算的基本微分方程包括连续性方程和运332p2pi为此时刻第i节Hi-1i+1分别是上一时刻第i-1和第i+1节点i-123.如权利要求1或2所述的基于遗传算法优4.如权利要求3所述的基于遗传算法优化重力流输水管道关阀方案筛选的方法，其特5.如权利要求1所述的基于遗传算法优化重力流输水管道关阀方案筛选的方法，其特4maxmin(i)分别是管线各节点模拟过程中出现的最大和最小水6.如权利要求5所述的基于遗传算法优化重力流输水管道关阀方案筛选的方法，其特7.如权利要求1所述的基于遗传算法优化重力流输水管道关阀方案筛选的方法，其特8.如权利要求7所述的基于遗传算法优化重力流输水管道关阀方案筛选的方法，其特5[0002]长距离重力流输水工程是解决我国部分地区淡水资源空间分布不均问题的有效对多阶段关阀方案选取最佳阶段数的研究则[0003]针对上述问题，本发明的技术方案提出一种基于特征线[0006]步骤1，基于水锤计算的基本微分方程和特征线法建立长距离重力流输水管道水[0011]本发明基于水锤计算的基本微分方程和特征线法在MATLAB中编写水力瞬态计算6力流输水管道水锤防护方案的确定方面具有7明对不同关阀方案变量的描述图。图1中(a)为一阶段关阀方案中阀门开度随时间变化情[0035]本发明的优选技术方案中，种群规模的选择依据参照现有技术“Practical[0036]基于遗传算法的长距离重力流输水管道关阀方案优化模型流程如图2所示，具体8[0044]图2为本发明基于遗传算法优化重力流输水管道关阀方案的筛选方法的流程图。[0045]步骤1，基于水锤计算的基本微分方程和特征线法建立长距离重力流输水管道水g9pi为此时刻Hi-1i+1分别是上一时刻第i-1和第i+i-12M12分别是对应约束条件的惩罚系数。当所有节点的水头均在允许范围内时，惩罚函数2均为maxamaxamin,,,maxmin(i)分别是管线各节点模拟过程中出现的最大和最[0074]步骤204，基于遗传算法对长距离重力流输水管道关阀方案进行优化：①输入地[0078]经过前期调研，常见管道的总关阀时间在30s左右。为寻找较为合适的总关阀时[0088]步骤501，分析基于最佳总关阀时间和最佳关阀阶段数成功优化后的关阀曲线典[0090]应当有超过70％的案例在改动后适应度变化程度在±5％之间，说明简化后关阀[0094]山西省某市供水工程其管道流量为289.352L/s，全长18492m，上游水库水位以管道中心线以上200m和以下2m作为允许最大具有可行性，另一方面又可解决基于经验的关阀曲线设计较难的问题。总关阀时间为35s[0102]基于总关阀时间为35s的数据进行分析，图4(a)为基于两阶段关阀方案的遗传算[0103]使用遗传算法对三阶段关阀方案进行优化计算，将优化程序重复100次并统计计2后20～28s、25～32s、25～32s。第一、第二类关阀曲线的平台阶段阀门开度分别在50~适应度更低(仅为5499.75)，运行成功率更高(高达80％)，平均超出水头限制节y1