【摘要】：渡槽作為重要的渠系建筑物，歷史悠久，應用廣泛。在南水北調(diào)大型水利工程中又煥發(fā)出新的生機，一批大型甚至世界級特大型渡槽被修建。無論已建渡槽，還是新建渡槽，在工程運行中，不可避免的會出現(xiàn)性能的不斷劣化。如何保證渡槽高效、安全運行，降低壽命周期維修成本，成為了當今水利人應該考慮的重要問題。 渡槽運行工況復雜，影響渡槽劣化因素中既有確定性因素，又有不確定性因素，很難精確描述。渡槽劣化速度評價，也很難精確劃分劣化速度等級。渡槽劣化預測的輸入是模糊的，輸出也是模糊的，，因此渡槽劣化預測應用模糊預測。 本文首先分析總結(jié)渡槽劣化的主要影響因素，包括：先天條件、外界環(huán)境、運行環(huán)境等三個一級指標，以及設計、施工、凍融、濕度、酸性、堿性、維護管理、運行荷載等八個二級指標。選取二級指標作為預測因子，根據(jù)各因子的特性，將各因子劃分為不同的等級。根據(jù)模糊數(shù)學的基本原理，運用專家經(jīng)驗的方法確定對不同劣化速度的隸屬度，作為預測的輸出。 鑒于人工神經(jīng)網(wǎng)絡具有高度的非線性、良好的容錯性和計算的非精確性，故基于該模型建立了渡槽劣化預測模型。模型的輸入為各劣化影響因素的等級，輸出為對各劣化速度的隸屬度。根據(jù)最大隸屬度原則，可以預測出渡槽的劣化速度等級。實例分析表明，本方法預測精度較高，允許1個等級誤差時，擬合準確率為100%，預測準確率為100%；不允許等級誤差時，擬合準確率為86%，預測準確率為50%，取得了比較好的預測效果。 為延長建筑物的使用壽命，提高其壽命周期內(nèi)的使用性能，避免重大工程事故發(fā)生，需要不斷地進行維護管理和維修加固。國內(nèi)外的工程管理實踐表明，建筑物維護管理費用往往超過其初建費用，工程的維護管理需要大量的資金投入。科學地制定維護管理計劃，對于保證建筑物群體的安全及使用性能，合理使用和節(jié)約維修資金具有重要意義。本文以渡槽剩余壽命周期維護管理成本最低為目標函數(shù)，建立了維修計劃優(yōu)化模型。 本文采用病毒進化遺傳算法對優(yōu)化模型求解，并對算法作出了改進。病毒進化遺傳算法在染色體評價時只評價個體的要求性能，而未考慮遺傳個體的魯棒性，使得進化結(jié)果失去了魯棒性。本文對每個染色體在評價時引入年齡的概念，即認為個體年齡越高，其適應性越強，作為最優(yōu)解的魯棒性越好。 運用改進病毒進化遺傳算法對渡槽維修計劃優(yōu)化模型進行求解，優(yōu)化結(jié)果壽命周期成本較小，使用年限和使用性能能夠滿足渡槽使用要求。為驗證改進病毒進化遺傳算法（簡稱AVEGA）求解效果，本文優(yōu)化算法與以下優(yōu)化算法進行了比較：一般遺傳算法（簡稱SGA）、具有年齡結(jié)構(gòu)的遺傳算法（簡稱AGA）、病毒進化遺傳算法（簡稱VEGA）。實例計算結(jié)果表明：改進病毒進化遺傳算法具有可行性、經(jīng)濟性、高效性和魯棒性，取得了比較好的優(yōu)化效果。
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【學位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TV672.3;TV698.24

【參考文獻】

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本文編號：2463738